滑動軸承座鑄造工藝設計課程

1、 課程： 金屬熱加工工藝課程設計 題目： 滑動軸承座鑄造工藝設計 姓名： 劉 源 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班級： 11機電三班 學號： 1101050145 指導老師： 劉萬福 課程完成時間：5月22日至6月6日 黃河科技學院課程設計任務書 工 學院 機 械 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 2011級 機電三班 班學號 1101050145 姓名 劉源 指導教師 劉萬福 題目: 滑動軸承座鑄造工藝設計 課程: 熱加工工藝課程設計 課程設計時間：5月22 日至 6 月6 日 共 2 周課程設計工作內(nèi)容與基本要求(已知技術參數(shù)、設計要求、設計任務、工作計劃、所需相關資料)（紙張不夠可加頁

2、）1已知技術參數(shù)： 滑動軸承座零件圖2設計任務與要求（完成后需提交的文件和圖表等）： 1.設計任務(1)選擇零件的鑄型種類，并選擇零件的材料牌號。(2)分析零件的結構，找出幾種分型方案，并分別用符號標出。(3)從保證質(zhì)量和簡化工藝兩方面進行分析比較，選出最佳分型方案，標出澆注位置和造型方法。(4)畫出零件的鑄造工藝圖（圖上標出最佳澆注位置與分型面位置、畫出機加工余量、起模斜度、鑄造圓角、型芯及型芯頭，圖下注明收縮量）。(5)繪制出鑄件圖。2.設計要求(1)設計圖樣一律按工程制圖要求，采用手繪或機繪完成，并用三號圖紙出圖。(2)按所設計內(nèi)容及相應順序要求，認真編寫說明書（不少于1500字）。3工

3、作計劃（進程安排） 熟悉設計題目，查閱資料，做準備工作 1天確定鑄造工藝方案 1天工藝設計和工藝計算 2天繪制鑄件鑄造工藝圖 1天確定鑄件鑄造工藝步驟 2天編寫設計說明書 3天答辯 1天4主要參考資料熱加工工藝基礎、工程材料及成形技術基礎、機械設計手冊系主任審批意見：審批人簽名： 滑動軸承座鑄造工藝設計 摘要 砂型鑄造是以型砂作為造型材料，用人工或機械方法在砂箱內(nèi)制造出型腔及澆注系統(tǒng)的鑄造方法。此法不受鑄件質(zhì)量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量限制，原料來源廣泛、價格低廉，應用最為普遍。 鑄造工藝設計就是根據(jù)鑄造零件的結構特點、技術要求、生產(chǎn)批次和生產(chǎn)條件等，確定鑄造工藝方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖

4、，編制工藝卡等技術文件的過程。鑄造工藝的有關文件，是生產(chǎn)、準備、管理和驗收的依據(jù)，并用于直接指導生產(chǎn)操作。因此，鑄造工藝設計的好壞，對鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本起著重要作用。在制定鑄造工藝方案之前，設計人員必須熟悉圖樣和鑄件的使用要求，掌握實際生產(chǎn)的現(xiàn)有條件，以圖樣技術要求，生產(chǎn)批量和使用信息為依據(jù)，分析鑄件結構、選擇鑄件種類，確定造型方法等，以便為鑄造工藝的擬定奠定基礎。 而用于裝軸瓦的部分總稱殼件，其上半部稱為軸承蓋，下半部稱為滑動軸承座。本次對滑動軸承座進行設計?；瑒虞S承座大多用鑄鐵鑄造，材料為HT200或ZG200-ZG400，承受載荷大的采用鑄鋼或鋼板焊接結構。廣泛應用于冶金，礦山，

5、輸送系統(tǒng)等?；瑒虞S承座座在鑄造過程中有嚴格的技術要求。 關鍵詞：砂型鑄造、鑄造工藝、技術要求。 目 錄第1章 緒論1.1 課程設計的意義11.2 設計題目的提出2第2章 材料的確定3第3章 結構工藝設計4第4章 工藝方案的設計6 4.1 鑄型種類及方法確定6 4.2 型芯結構及制造6 4.3 分型面的少而小的原則7 4.4 鑄造位置及澆注口的確定8第5章 鑄件工藝參數(shù)確定105.1 加工余量125.2 起模斜度及圓角確定125.3 收縮量選擇13 5.4 型芯及型芯頭選擇13 第6章 澆注系統(tǒng)的擬定16 6.1系統(tǒng)作用及結構分析16 6.2 各組元界面尺寸的確定16 6.3 系統(tǒng)引注位置的選用

6、18 6.4 冒口及尺寸確定18附錄總結致謝參考文獻 第1章 緒論1.1 課程設計的意義金屬熱加工工藝課程設計是一個老師給予我們的一個很好的鍛煉的機會平臺，讓我們通過學習理論知識，進而通過這次課程設計使得我們對金屬熱加工工藝得以有進一步的了解，使得我們對更方面的理論知識有了深層次的認識與理解。金屬熱加工課程設計是對學生綜合素質(zhì)與工程實踐能力培養(yǎng)應在指導老師指導下獨立完成一項給定的設計任務，編寫符合要求的設計說明書，并正確繪制有關圖表，這對于我們來說卻是是一個很好的考查，也是對我們的一個考驗，因為從來沒有做過這樣的一個需要自己既要整理材料又要制圖的作業(yè)，這次課程設計不僅僅局限于熱加工工藝這本書的

7、知識，而是綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題。而且通過課程設計對于我們樹立正確的設計思想，鍛煉學生分析與解決工程實際問題的能力有很大幫助。這次的課程設計是學完本學科的一項重要的實踐，這對我們以后的工作一定會有很大的幫助，不僅考查了我們獨立設計，計算，繪圖和分析能力，同時提高了我們查閱各種資料的能力，特別通過這次課程設計深入的了解了鑄造、鍛造、焊接工藝設計的一般步驟，總之我們受益很大。1.2 設計題目的提出 熱加工成型技術是機械制造生產(chǎn)過程的重要部分。機械制造則是將各種原料經(jīng)過各種金屬毛坯成型、改性、連接等工藝轉(zhuǎn)變?yōu)闄C器的過程。是機械制造生產(chǎn)過程的重要組成部分，也是機械零件切削

8、加工的基礎，其成型對象是各種鑄件、鍛件、沖壓件和焊件。成型材料包括金屬材料、非金屬材料和復合材料等。而鑄造是生產(chǎn)零件毛坯的主要方法之一，尤其對有些脆性金屬和合金材料的零件毛坯。鑄造幾乎不受金屬材料、尺寸大小和重量的限制，?？梢陨a(chǎn)各種復雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復雜內(nèi)腔的零件毛坯。而且鑄件的形狀和大小可以和零件很接近。對于鑄造成型質(zhì)量不僅與鑄造成型方法有關，還與金屬熔煉與澆注、金屬冷凝、型腔條件及模樣工藝基礎密切相關，其中影響鑄件質(zhì)量的關鍵因素是液態(tài)金屬的充型能力及凝固收縮性能。 滑動軸承座是用來支撐軸承的，始終與轉(zhuǎn)動方向一致，并保持平衡；而且滑動軸承座就是軸承與箱體的集合體，以便于應用，這

9、樣的好處是可以有更好的配合，正是由于滑動軸承座的折中結構構造，所以應用鑄造較為方便可靠。 第2章 材料的確定 對于滑動軸承座，對于材料的選擇較為慎重，由于滑動軸承座主要承受壓力，所以應該能夠滿足且適合滑動軸承座的工作要求?？蛇x用灰口鑄鐵、球磨鑄鐵或者鑄鋼，但是綜合考慮選擇灰口鑄鐵較好，因為灰鑄鐵具有良好的耐磨性，液態(tài)流動性好，凝固收縮性小，抗壓強度高，吸震性好，使用時有充分的輕度和剛性，況且價格適宜，因此選用灰鑄鐵件。在灰鑄鐵中常用是 和他HT200 性能良好，便于吧加工和鑄造，故選用 HT200作為鑄造滑動軸承座的鑄造材料。 第3章 結構工藝分析 滑動軸承座主要由上蓋、底座、軸瓦組成。由任務

10、書知上方小孔過小不鑄出，鑄件圖樣如圖3-1.滑動軸承座的中心孔距地尺寸為100mm;圓通外徑60mm，長65mm，支撐板厚20mm，地板高25mm。為小型鑄件。主要承受徑向載荷，使用簡單不需要安裝軸承，且軸瓦內(nèi)表面不承擔在和的部分油槽，這樣潤滑油可以通過油孔和油溝進入間隙，起到潤滑保養(yǎng)作用。由于其經(jīng)常處于壓力和摩擦狀態(tài)，故要求能抗壓和耐磨損。通過查找金屬成型工藝設計、熱加工工藝基礎比較分析得到，故選 HT200作為鑄鐵材料。 第4章 工藝方案的設計 4.1 鑄型種類及方法的確定金屬鑄造成形工藝根據(jù)鑄件的性質(zhì)不同，可分為砂型鑄造、特種制造、和快速成型等方法。而在各種鑄造方法各有特點和最適宜的應用

11、范圍把你，其中砂型制造機關有許多缺點，但其適應性最強，生產(chǎn)成本低，應用最廣，到目前為止仍然是生產(chǎn)中最常用的鑄造方法，其產(chǎn)品約鑄件總量的80%以上；尤其是在單件、小批量生產(chǎn)中，砂型鑄造的模樣和設備費用低且最為經(jīng)濟。滑動軸承座在工程中應用是比較常見的。由于滑動軸承座內(nèi)部結構簡單，主要由內(nèi)腔和小孔等組成，表面形狀相對復雜，耽誤特殊質(zhì)量要求；從尺寸上講，屬于較小尺寸造型；由于選用了灰鑄鐵材料且生產(chǎn)批量不大，技術要求不太高，綜合分析考慮選用，砂型鑄造成型，鑄型種類為濕型，采用手工分模，這樣在滿足要求的同時，操作靈活，工藝裝備簡單，成本低，生產(chǎn)效率高，必要時易于采用機械自動化操作。所以比較適合選用砂型鑄造

12、。 4.2 型芯結構及制造 滑動軸承座零件中有一圓柱筒，故型芯為以圓柱體，其直徑小于 40mm ,又因為型芯比較簡單，故采用整體式芯盒制芯的造芯方法。 4.3 分型面的篩選少而平的原則 分型面的篩選是鑄造工藝中尤為重要的一步，鑄型分型面的選擇應在保證質(zhì)量前提下，盡量簡化工藝過程，節(jié)省人力物力。對于一些質(zhì)量要求不高的支架類鑄件或外形復雜但生產(chǎn)批量不大的鑄件，為了簡化工藝操作，可優(yōu)先考慮分型面，并遵循分型面，由于滑動軸承座分型結構明顯，具有垂直分型面，可以選擇以下幾種： A方案 如圖4-1 圖4-1 將軸承的一個對稱面a-a作為分型面。這中分型方法思路簡單，比較容易想到，同時也符合了最大截面原則，

13、但是這樣不利于內(nèi)部澆注口的引入，而澆注口的選擇對鑄件質(zhì)量有重要的影響。B方案 如圖 4-2 圖4-2選擇分型面 b-b,此分型面垂直，大部分鑄型位于下沙箱，便于起模，下芯，提高生產(chǎn)效率和鑄造尺寸，且只有有以謳歌分型面吧，便于澆注時鑄型填充，其它有不少分型面的方案大多是分型方式對鑄件成型精度的影響比較大所以不選。根據(jù)分型面少而平的選擇原則，在保證鑄件質(zhì)量的前提下，應該選擇B。4.4 鑄造位置及澆注口的確定 根據(jù)鑄件技術要求，需要先找出鑄件上高質(zhì)量要求的重要面及受力面、易產(chǎn)生缺陷的厚壁和薄壁處及大平面，重要面向下放原則、厚大斷面處向上的原則、型芯設置穩(wěn)定的原則。使其既能符合鑄件凝固方式，保證鑄件充

14、滿，又能至于有利部位，保證鑄件質(zhì)量。 對于滑動軸承座，根據(jù)重要面向下放的原則，將滑動軸承座的重要面放在下面，由于該構件有多個面，因此將其中較大的面朝下放，并對向上的表面采用增加加工余量等措施保證質(zhì)量，由大而薄表面向下的原則，滑動軸承座的大面積平直表面或薄壁部分，在澆注時應放在鑄型下部，并盡量讓固肋板垂直，防止出現(xiàn)澆注不足，冷隔等缺陷；由厚大斷面處向上的原則，應將滾動軸承座厚大斷面兩端放在上面，這樣有利于放置冒口和冷鐵補縮。澆注口選擇應符合鑄件凝固方式及特點，保證鑄型填充及鑄件質(zhì)量，盡量選取有利澆注位置，分析此結構及造型位置，選用圓筒右上方為澆注口如圖4-3.從而避免澆注對鑄件稻城沖擊，而且有利

15、于落砂、型芯排氣和檢驗等。 圖 4-3 第5章 鑄造工藝參數(shù)確定 鑄造工藝參數(shù)應根據(jù)零件的形狀、尺寸和技術要求，由鑄件材料和鑄造方法等決定，包括鑄造收縮率、機械加工余量、拔模斜度、鑄造圓角和芯頭尺寸等。根據(jù)鑄件結構尺寸及造型方法，鑄造材料等因素綜合考慮，查找（GB/T6414-1999,GB/T6416-1999）表5-1，5-2灰鑄鐵造型材料為濕砂型，鑄件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）為（15-13）/H，CT選定為14 /H;再由GB/T6416-1999可以查得相應的加工余量數(shù)值為7.5mm；據(jù)GB/T6414-1999可得公差等級CT為14時，基本尺寸在40-63mm之間

16、時，公差數(shù)值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時，公差數(shù)值為11mm；基本尺寸在100-160mm之間時，公差數(shù)值為12mm。由鑄件基本尺寸60mm,100mm，65mm知 ，滑動軸承座鑄件的尺寸公差為：60+5，100+5.5，65+5.5 表5-1鑄件尺寸公差等級與配套用加工余量等級（GB/T6414-1999）造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金干、濕砂型（1513）/J（1513）/H（1513）/H（1513）/H（1513/H（1513）/H自硬砂（1412）/J (1311)/H (1311)/H(

17、1210)/H(1210)/H (1210)/H鑄造工藝方法成批大量生產(chǎn)鑄鐵件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕合金砂型手工造型（1311）/J（1311）/H（1311）/H(1311)/H(1210)/H-(119)/H砂型機器造型(108)/H(108)/G(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G 造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金薄壁殼型（108）/H(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G金屬鑄型-(97)/F(97)/F(97

18、)/E(86)/F低壓鑄型-(97)/F(970/F(97)/F(86)/F壓力鑄型-(86)/D、(64)/D(75)/D熔模鑄型(75)/E(75)/E-(64)/E(64)/E注：公差等級適于尺寸>25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級，1016mm，鑄件可提高公差2等級，1625mm鑄件則可提高公差一級。 表5-2 灰鑄鐵件常見基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T 64161999）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量數(shù)值160-2502.02.03.02.54.03.55.04.54.54.05.55.05.04.06.05.0

19、6.04.57.05.58.06.09.57.59.57.0117.5139.0139.0138.515105.2起模斜度及圓角確定 滑動軸承座的測量面高度在55-65mm之間，查找金屬成型工藝設計教材，由表中數(shù)值寬度a在1.0-1.5mm之間選取，斜度在1°-1.5°之間，因此綜合考慮取起模斜度為1.5°，寬度為1mm，未標注處垂直起模斜度為1.0°。由上下面相交壁厚為14.5mm，13.5mm查表可知應在1/3-1/6范圍內(nèi)，此處圓角選為5mm。如圖5-1.圖5-15.3收縮量選擇由鑄造材料灰鑄鐵可知，其收縮量在0.7%-1.0%之間，在單件或小批量

20、生產(chǎn)時取上限，故收縮量選為1.0%.5.4型芯及型芯頭選擇 滑動軸承座內(nèi)腔成圓柱形孔，由分型方式可知，采用垂直型芯，有利于穩(wěn)固定位，排氣和落砂，由基本尺寸知，型芯長度為65mm，由表查得下型芯高度H1值為25-30mm，確定為25mm；上型芯值為15mm，芯頭間隙為0.5-1.5mm,定為1.0mm；下芯頭斜度5°-10°選為7°，上芯頭斜度6°-15°選擇10°.表5-3 垂直和水平芯頭的尺寸參考數(shù)值 mm型芯長度當心頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時的下芯頭高度H下值303160611001011501513003015005017007

21、0110001001200030151520-3150202520252025-511002530253025302025202530404060-101150303530353035253025304060406050705070151300354535403545304030354060507050706080301500-406040603555354540605070507080100501700-6080608045654565507060806080801007011000-7090709060806080801008010010012000-1001201001208010080

22、10080120芯頭高度由下芯頭高度值查得上芯頭高度H上值H下1520253035404550556065708090100120150H上1515152020252530303535404550556580型芯長度當芯頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時的水平芯頭直徑2526505110015120020130030140040150050170070110001002023353040405050706080-101200253530403545507060070080100-201400-35454060608070908010090100-401600-406050707090801009011

23、0100120120140130150601800-608080100901101101201101301301501401608011000-90110110130110130120140130150150170第6章 澆注系統(tǒng)的擬定6.1 系統(tǒng)作用與機構分析系統(tǒng)澆注時是指砂型中引導金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等組成。澆口杯承接金屬液，并經(jīng)直澆道流入橫澆道，再分配給各內(nèi)澆道流入型腔，因此各交道形狀及界面大小均影響鑄件質(zhì)量。6.2 各組元截面尺寸確定各組截面尺寸可根據(jù)鑄件合金的種類、質(zhì)量、尺寸、壁厚、澆鑄時間等，利用經(jīng)驗公式求得。S內(nèi)：S橫：S直 1:1.5:2

24、適用于大件 1:1.2:1.4 適用于大中件 1:1.1:1.15 適用于中小件 1：1.06:1.11 適用于薄壁小件生產(chǎn)中最小的內(nèi)澆道截面積為 0.04cm2, 直澆道最小直徑一般不小于 15-18mm。 灰鑄鐵阻流截面計算公式：F阻澆注系統(tǒng)中的最小斷面總面積（cm2）；G流經(jīng)F阻斷面的金屬液總重量（Kg）；總流量損耗系數(shù)；t澆注時間（s）；Hp平均靜壓力頭（cm）式中G=1.56 KG；=0.42；Hp=24 cm；澆注時間t的計算如下：G型內(nèi)金屬液的總質(zhì)（重量）（Kg）S1系數(shù)，取決于鑄件壁厚，由表查出。6.3 系統(tǒng)引注位置的選用類澆口常設在鑄件中部某一高度的分型面上，且內(nèi)澆道開在橫澆

25、道尾端 15-40mm處，可將金屬液從合適的地方引入型腔，這種澆注方法應用普遍，適用于各種壁厚均勻、高度不大的中小型鑄件。所以滑動軸承座應選擇中柱式澆口。6.4 冒口及尺寸確定 一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設冒口。綜上所述：將內(nèi)澆道開設在下型的分界面上，并分兩道將金屬液從兩端處注入，有利于冷卻過程中補縮，將橫澆道開設在上型分型面上，起集渣排氣作用；在上型開設直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型面開設澆口杯。附 錄 鑄造工藝卡擬定鑄件名稱材料牌號生產(chǎn)類型毛坯質(zhì)量最小壁厚鑄件圖支撐臺HT200小批2.8kg10mm 造型造型方法砂箱鑄造、兩箱造型砂箱內(nèi)部尺寸/mm規(guī)格長寬高緊固方法上箱15015050壓鐵緊固420kg下箱15015080砂型烘干烘干溫度烘干時間h方法3005烘干爐澆冒口尺寸mm澆道數(shù)量截面積橫澆道1個1.2c內(nèi)澆道1個1.3c直澆道1個1.4c澆注工藝規(guī)格出爐溫度/澆注溫度/澆注速度/sec冷卻時間/h>1300>12503555>10熱處理工藝加熱24h至550±20，保溫均熱1 2h后緩冷 總結通過這次課程設計不僅使我對熱處理加工工藝的鑄造，鍛造，焊接都有了深刻的了解，而且更加鞏固了熱加工工藝的基礎知識。通過這次課程設計我學到了很多，首先，我學會了做事的態(tài)度，不能三心二意，要謹慎認真，懷著一絲不茍的