滑动轴承座铸造工艺设计

材料成型技术基础课程设计设计题目院系：机械工程学院专业：机械设计制造及自动化班级：姓名：学号：指导老师：时间：滑动轴承座铸造工艺设计摘要砂型铸造在机械制造业中占有非常重要的地位,不受质量、尺寸、材料种类及生产批量的限制。而用于装轴瓦的部座。本次对滑动轴承座进行设计。滑动轴承座大多用铸铁制HT200或ZG200ZG400钢或钢板焊接结构。广泛应用于环保设备等。滑动轴承座在铸造过程中有严格的技术要求。本文通过对滑动轴艺。目录摘要第1章绪论……………………………………………………………11.1课程设计的意义…………………………………………………11.2设计题目的提出…………………………………………………1第2章材料的确定……………………………………………………3第3章结构工艺分析…………………………………………………4第4章工艺方案的设计………………………………………………54.1铸型种类方法确定………………………………………………54.2型芯结构及其制造………………………………………………54.3分型面的筛选……………………………………………………54.4铸造位置及浇注口的确定………………………………………6第5章铸件工艺参数确定…………………………………………75.1加工余量………………………………………………………75.2起模斜度及圆角确定…………………………………………105.3收缩量选择……………………………………………………105.4型芯及型芯头选择……………………………………………105.5冒口尺寸确定………………………………………………10附录总结第一章绪论1.1课程设计的意义材料成形技术种类较多，应用广泛，生产效率高，是现代制造业的基础。而课程设计是学生学完了材料成形技术基础课程后对这本书进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践的能力培养应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。在课程设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算求实的工作作风，在工作设计中，应能树立正确的工程意识与经济意识，树立正确的生产观点、经济观点与全局观点。该课程设计是学完本课程之后的一项重要的实践，是我们步入社会的一次深刻的链接，考察了我们独立设计，计算绘图和分析的能力，同时提高了我们查阅各种设计手册的能力，通过该课程设计我们了解了铸造、锻造、焊接工艺设计的一般步骤，需要用到的一些结构都需要我们认真查阅后绘制到图纸上，通过课程设计我们学会了很多课本上没有的知识。1.2设计题目的提出材料成形技术基础是机械制造生产过程的重要部分。是机械制造生产过程的也是机械零件切削加工的基础，其成型对象是各种铸件，锻件，冲压件和焊件，成型材料包括金属材料、非金属材和复合材料等。铸造是生产零件毛培的主要方法之一，尤其对有些脆性金属和合金材料的零件毛培。铸造几乎不受金属材料、腔的零件毛坯。而且铸件的形状和大小可以与零件很接近。铸造工艺是进行铸造工艺设计的重要一环，使整个铸造过程都有据可依，合理的控制铸件成型，从而获得高质量，大批量的合格铸件产品。滑动轴承座是用来支撑轴承的，始终与传动的方向保持一致，并且保持平衡,滑动轴承座的概念就是轴承和箱体的集合体,以便于应用,这样的好处是可以有更好的配合在工程中应用广。第2章材料的确定灰铸铁件主要应用于可铸造壁较薄且形状复杂的铸件。灰铸铁有良好的耐磨性，液态流动性好，凝固收缩性小，抗压强度高，吸震性好，使用时有充分的强度和刚性，价格适宜。滑动轴承座主要承受压力，能够满足且适合滑动轴承座工作要求。因此，选用灰铸铁件。在灰铸铁中，常用的HT200性能良好，便于加工和铸造，故选HT200做为铸造材料。第3章结构工艺分析滑动轴承座的中心孔距地尺寸为100mm圆孔内径60mm，长20mm，支撑板厚10mm底座高24mm。为小型铸件。主要承受径向载荷，使用简单不需要安装轴。由于其经常处于压应力和摩擦状态，故要求能抗压和耐磨损。通过查找《金属成型工艺设计》比较分析得到，故选择灰铸铁HT200作为铸件材料。滑动轴承座的具体尺寸如图3-1图3-1第4章工艺方案的设计4.1铸型种类及方法确定铸件按铸型性质不同，可分为砂型铸造、特种铸造和快速成方法。而砂型铸造是以砂型作为造型材料，用人工或机械方法在沙箱内制造出型腔及浇筑系统的铸造方法。不受铸件质量、尺寸、材料种类及生产批量限制，原料来源广泛、价格低廉，应用最为普遍。砂型铸造的湿型铸造比较适用于中小型铸件，对大批量机械化流水线上更为实用。滑动轴承座在工程中的应用是比较广泛常见的。滑动轴承支座内部结构简单，主要由内腔和小孔等组成，表面形状相对复杂，但无特殊表面质量要求从尺寸上来讲，属于较小尺寸造型由于选用了灰铸铁材料且生产批量不大，技术要求不太高，综合分析考虑选用砂型铸造成型铸型种类为湿型，采用手工分模，这样在满足要求的同时，操作灵活，工艺装备简单，成本低，生产率高，必要时易于采用机械自动化操作。4.2型芯结构及制造滑动轴承座零件有一圆柱筒，故型芯应为一圆柱体，其直径应小于60㎜，又型芯比较简单,故采用整体式芯盒制芯的造芯的造芯方法。4.3分型面的筛选分型面选择时，应在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺过程，对于质量要求不高的外形复杂小批铸件来讲，由于滑动轴承座分型结构明显，具有垂直分型面,可以选择以下几种:A方案.如图4-1将轴承座的一个对称面a-a作为分型面。这种分型方法思路简单,符合了最大截面原则,但是这样不利于内浇铸口引入,浇注口的选择对铸件质量有重要影响。B方案.如图4-2选择分型面b-b此分型面平直,大部分铸型位于下沙箱,便于起模,下芯,提高铸件尺寸精度和生产效率,且只有一个分型面,便于浇铸时铸型填充,其他不合理分型方案不再一一列举。无怪乎不能满足分型原则，分型方式对铸件成型精度等影响较大。根据分型面数尽可能，尽可能平直的原则，选择方案B。4-14-24.4铸造位置及浇注口的确定根据重要表面向下放原则，将滑动轴承座的重要表面放在下面，由于该构件有多个面，因此将其中较大的面朝下放，并对向上的表面采用增加加工余量等措施保证质量，由大而薄表面向下原则，滑动轴承座的大面积平直表面或薄壁部分，在浇铸时应放在铸型下部，并尽量让加固肋板垂直，防止出现浇铸不足，冷隔等缺陷；由厚大断面处向上原则，应将滚动轴承座厚大断面两端放在上下面，这样有利于放置冒口和冷铁补缩。浇注口选择应符合铸件凝固方式及特点，保证铸型填充及铸件质量，尽量选取有利浇注位置，分析此结构及造型位置，选用圆筒右上方为浇注口如图4-3，从而避免直浇对铸件造成冲击，而且有利于型芯排气，落砂和检验等。第5章铸件工艺参数确定5.1加工余量根据铸件结构尺寸及造型方法，铸造材料等因素综合考虑，查找（GB/T6414-1999,GB/T6416-1999）表5-1，5-2灰铸铁造型材料为湿砂型，铸件尺寸公差等级与配套加工余量等级（CT/MA）为（15-13）/H，CT选定为14/H;再由GB/T6416-1999可以查得相应的加工余量数值为7.5mm；据GB/T6414-1999可得公差等级CT为14时，基本尺寸在40-63mm之间时，公差数值为10mm;基本尺寸在65-100mm之间时，公差数值为11mm；基本尺寸在100-160mm之间时，公差数值为12mm。由铸件基本尺寸60mm,100mm，65mm知，滑动轴承座铸件的尺寸公差为：60+5，100+5.5，65+5.5表5-1铸件尺寸公差等级与配套加工余量等级（GB/T6414--1999）造型材料单件、小批量生产铸件公差与配套加工余量等级（CT/MA）纯钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金干、湿砂型（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（14210）/H（12`10）/H注：公差等级适于尺寸25mm铸件，铸件可提高公差3等级，10～16mm，铸件可提高公差2等级，16～25mm铸件则可提高公差一级铸造工艺方法成批大量生产铸件尺寸公差与配套加工余量等级（CT/MA）铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻合金砂型手工造型（13~11）/J（13~11）/H（13~11）/H（13~11）/H（12~10）/H--（11~9）/H砂型机器造型（10~8）H（10~8）G（10~8）G（10~8）G（10~8）G--（9~7）G造型材料单件、小批量生产铸件等级与配套加工等级（CT/MA）铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金薄壁壳型(10~8)/H(10~8)/G(10~8)/G(10~8)/G__(9~7)/H金属铸型__(9~7)/F(9~7)/F(9~7)/E(8~6)/F低压铸型__(9~7)/F(9~7)/F(9~7)/E(8~6)/F压力铸型______(8~6)/D、(6~4)/D(7~5)/D增膜铸型(7~5)/E(7~5)/E__（6~4）/E__（6~4）/E表5-2灰铸铁件常见基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T6416—1999）1、表中每栏中有两个加工余量数值，上面是单侧加工时的加工余量，下面是双侧加工时每侧的加工余量值。2、单件小批生产，铸件的不同加工表面，允许采用相同的加工余量值。3、砂型铸件顶面的加工余量等级比底侧面的等级降一级选用；孔的加工余量等级，可以采用与顶面相同的等级。5.2起模斜度及圆角确定滑动轴承座的测量面高度在55-65mm之间，查找《金属成型工艺设计》教材，由表中数值宽度a在1.0-1.5mm之间选取，斜度在1°-1.5°之间，因此综合考虑取起模斜度为1.5°，宽度为1mm，未标注处垂直起模斜度为1.0°。由上下面相交壁厚为14.5mm，13.5mm查表可知应在1/3-1/6范围内，此处圆角选为5mm。5.3收缩量选择由铸造材料灰铸铁可知，其收缩量在0.7%-1.0%之间，在单件或小批量生产时取上限，故收缩量选为1.0%.5.4型芯及型芯头选择滑动轴承座内腔成圆柱形孔，由分型方式可知，采用垂直型芯，有利于稳固定位，排气和落砂，由基本尺寸知，型芯长度为65mm，由表查得下型芯高度H1值为25-30mm，确定为25mm；上型芯值为15mm，芯头间隙为0.5-1.5mm,定为1.0mm；下芯头斜度5°-10°选为7°，上芯头斜度6°-15°选择10°.CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量数值160-2502020302540355045454055505040605060457055806095759570117513901390138515105.5冒口尺寸确定一般小型、壁厚均匀的铸件可不设冒口，故在此省略。综上所述：将内浇道开设在下型的分界面上，并分两道将金属液从两端法兰处注入，有利于法兰冷却过程中补缩，将横浇道开设在上型分型面上，起集渣排气作用；在上型开设直浇道，以形成必要的静压力，在上型顶面开设浇口杯，以便于浇注附录：铸件名称材料牌号生产类型毛培质量最小壁厚铸件图支撑台HR200小批2.8kg10mm造型造型方法砂箱铸造、两箱造型砂箱内部尺寸/mm规格长宽高紧固方法上箱15015050压铁紧固420kg下箱15015080砂型烘干烘干温度/℃烘干时间/h方法3005烘干炉浇冒尺寸/mm浇道数量截面积横浇道1个1.2cm²内浇道1个1.3cm²直浇道1个1.4cm²浇注工艺规格出炉温度/℃浇注温度℃浇注速度/sec冷却时间/h＞1300＞125035~55＞10热处理工艺加热2`4h至550±20℃，保温均热1~2h后缓冷总结：通过这次课程设计使我们都更加懂得并亲身体会到了理论与实