滑動軸承座鑄造工藝設計課程

27/36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：劉萬福課程完成時刻：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刻：5月22日至6月6日共2周課程設計工作內容與差不多要求(已知技術參數(shù)、設計要求、設計任務、工作打算、所需相關資料)（紙張不夠可加頁）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，并分不用符號標出。(3)從保證質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，采納手繪或機繪完成，并用三號圖紙出圖。(2)按所設計內容及相應順序要求，認真編寫講明書（許多于1500字）。3．工作打算（進程安排）熟悉設計題目，查閱資料，做預備工作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天編寫設計講明書3天答辯1天4．要緊參考資料《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制造出型腔及澆注系統(tǒng)的鑄造方法。此法不受鑄件質量、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。鑄造工藝設計確實是依照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，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)、預備、治理和驗收的依據(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、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，承受載荷大的采納鑄鋼或鋼板焊接結構。廣泛應用于冶金，礦山，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。目錄緒論1.1課程設計的意義………11.2設計題目的提出………………2材料的確定………………3結構工藝設計……………4工藝方案的設計…………64.1鑄型種類及方法確定………………64.2型芯結構及制造……………………64.3分型面的少而小的原則……………74.4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……………135.4型芯及型芯頭選擇……………13澆注系統(tǒng)的擬定……………166.1系統(tǒng)作用及結構分析…………………166.2各組元界面尺寸的確定………………166.3系統(tǒng)引注位置的選用…………………186.4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專門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養(yǎng)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講明書，并正確繪制有關圖表，這關于我們來講卻是是一個專門好的考查，也是對我們的一個考驗，因為從來沒有做過如此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。而且通過課程設計關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專門大關心。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專門大的關心，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，特不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，總之我們受益專門大。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通過各種金屬毛坯成型、改性、連接等工藝轉變?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)零件毛坯的要緊方法之一，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，。能夠生產(chǎn)各種復雜的毛坯，特不適用于生產(chǎn)具有復雜內腔的零件毛坯。而且鑄件的形狀和大小能夠和零件專門接近。關于鑄造成型質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緊密相關，其中阻礙鑄件質量的關鍵因素是液態(tài)金屬的充型能力及凝固收縮性能?；瑒虞S承座是用來支撐軸承的，始終與轉動方向一致，并保持平衡；而且滑動軸承座確實是軸承與箱體的集合體，以便于應用，如此的好處是能夠有更好的配合，正是由于滑動軸承座的折中結構構造，因此應用鑄造較為方便可靠。第2章材料的確定關于滑動軸承座，關于材料的選擇較為慎重，由于滑動軸承座要緊承受壓力，因此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，然而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)流淌性好，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要緊由上蓋、底座、軸瓦組成。由任務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。要緊承受徑向載荷，使用簡單不需要安裝軸承，且軸瓦內表面不承擔在和的部分油槽，如此潤滑油能夠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依照鑄件的性質不同，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?；瑒虞S承座在工程中應用是比較常見的。由于滑動軸承座內部結構簡單，要緊由內腔和小孔等組成，表面形狀相對復雜，耽擱專門質量要求；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，采納手工分模，如此在滿足要求的同時，操作靈活，工藝裝備簡單，成本低，生產(chǎn)效率高，必要時易于采納機械自動化操作。因此比較適合選用砂型鑄造。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，故采納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量前提下，盡量簡化工藝過程，節(jié)約人力物力。關于一些質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，能夠選擇以下幾種：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，然而如此不利于內部澆注口的引入，而澆注口的選擇對鑄件質量有重要的阻礙。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，其它有許多分型面的方案大多是分型方式對鑄件成型精度的阻礙比較大因此不選。依照分型面少而平的選擇原則，在保證鑄件質量的前提下，應該選擇B。4.4鑄造位置及澆注口的確定依照鑄件技術要求，需要先找出鑄件上高質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，保證鑄件充滿，又能至于有利部位，保證鑄件質量。關于滑動軸承座，依照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，并對向上的表面采納增加加工余量等措施保證質量，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，如此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.從而幸免澆注對鑄件稻城沖擊，而且有利于落砂、型芯排氣和檢驗等。圖4-3鑄造工藝參數(shù)確定鑄造工藝參數(shù)應依照零件的形狀、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。依照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能夠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，差不多尺寸在40-63mm之間時，公差數(shù)值為10mm;差不多尺寸在65-100mm之間時，公差數(shù)值為11mm；差不多尺寸在100-160mm之間時，公差數(shù)值為12mm。由鑄件差不多尺寸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（15～13）/J（15～13）/H（15～13）/H（15～13）/H（15～13/H（15～13）/H自硬砂（14～12）/J(13～11)/H(13～11)/H(12～10)/H(12～10)/H(12～10)/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（13～11）/J（13～11）/H（13～11）/H(13～11)/H(12～10)/H--(11～9)/H砂型機器造型(10～8)/H(10～8)/G(10～8)/G(10～8)/G(10～8)/G--(9～7)/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（10～8）/H(10～8)/G(10～8)/G(10～8)/G--(9～7)/G金屬鑄型--(9～7)/F(9～7)/F(9～7)/E(8～6)/F低壓鑄型--(9～7)/F(9～70/F(9～7)/F(8～6)/F壓力鑄型(8～6)/D、(6～4)/D(7～5)/D熔模鑄型(7～5)/E(7～5)/E--(6～4)/E(6～4)/E注：公差等級適于尺寸>25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級，10～16mm，鑄件可提高公差2等級，16～25mm鑄件則可提高公差一級。表5-2灰鑄鐵件常見差不多尺寸及切削加工余量（摘自GB/T6416—1999）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ差不多尺寸加工余量數(shù)值160-2502.02.03.02.54.03.55.04.54.54.05.55.05.04.06.05.06.04.57.05.58.06.09.57.59.57.0117.5139.0139.0138.515105.2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，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腔成圓柱形孔，由分型方式可知，采納垂直型芯，有利于穩(wěn)固定位，排氣和落砂，由差不多尺寸知，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≤3031～6061～100101～150151～300301～500501～700701～10001001～2000≤301515～2031～5020～2520～2520～2551～10025～3025～3025～3020～2520～2530～4040～60--101～15030～3530～3530～3525～3025～3040～6040～6050～7050～70151～30035～4535～4035～4530～4030～3540～6050～7050～7060～80301～500-40～6040～6035～5535～4540～6050～7050～7080～100501～700-60～8060～8045～6545～6550～7060～8060～8080～100701～100070～9070～9060～8060～8080～10080～1001001～2000100～120100～12080～10080～10080～120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≤2526～5051～100151～200201～300301～400401～500501～700701～1000≤1002023～3530～4040～5050～7060～80101～20025～3530～4035～4550～7060～070～080～100--201～400-35～4540～6060～8070～9080～10090～100--401～600-40～6050～7070～9080～10090～110100～120120～140130～150ⅰ601～800--60～8080～10090～110110～120110～130130～150140～160801～100090～110110～130110～130120～140130～150150～170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，再分配給各內澆道流入型腔，因此各交道形狀及界面大小均阻礙鑄件質量。6.2各組元截面尺寸確定各組截面尺寸可依照鑄件合金的種類、質量、尺寸、壁厚、澆鑄時刻等，利用經(jīng)驗公式求得。S內：S橫：S直1:1.5:2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）；μ——總流量損耗系數(shù)；t——澆注時刻（s）；Hp——平均靜壓力頭（cm）式中G=1.56KG；μ=0.42；Hp=24cm；澆注時刻t的計算如下：G——型內金屬液的總質（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，且內澆道開在橫澆道尾端15-40mm處，可將金屬液從合適的地點引入型腔，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。因此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\℃烘干時刻\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冷卻時刻/h>1300>125035~55>10熱處理工藝加熱2~4h至550±20℃，保溫均熱1~