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1、河南机电高等专科学校毕业设计设计题目：轴承座铸造工艺设计系 部 材料工程系 专 业 材料成型与控制技术 班 级 材料111 学生姓名 刘欢 学 号 111308103 指导教师 邓想 xxxx年 月 日轴承座铸造工艺设计摘 要：本轴承座为一小型铸件，铸件材质为ZG230-450，结构简单，无复杂的型腔和阻碍起模的凸起。铸件的外形尺寸为350mm350mm175mm，主要壁厚为30mm，壁厚基本均匀。轴承座采用ZG230-450是一种铸造碳钢，是新牌号表示方法(GB11352-89)，原牌号叫ZG25。从轴承座的整体结构特点出发，进行铸造工艺设计分析，确定铸造方案，并进行铸造工艺参数和砂芯的设计
2、，在此基础上再根据铸件的材质重量和浇注系统性能设计补缩系统。采用水玻璃砂手工造型、制芯、木摸样和开放式浇注系统，设计时应综合考虑各方面因素，浇注系统不是简单地金属液流动通道，用solidworks三维造型后，采用华铸CAE软件对设计方案进行浇注、凝固模拟计算。结果显示，浇注系统设计合理，缩松缩孔缺陷留在了冒口区。关键词：轴承座，工艺设计，华铸CAEBEARING CASTING PROCESS DESIGNABSTRACT: The bearing as a small-sized castings, casting material of ZG230-450, simple structur
3、e, no complex cavity and obstacles to draw. The appearance of the casting size is 350 mm 350 mm 350 mm, the main wall thickness of 30 mm, basic uniform wall thickness. Bearing the ZG230-450 is a kind of casting steel, is a new brand representation (GB11352-89), the original brand name is ZG25. From
4、the overall structure of the bearing characteristics, analysis of casting process design, determine the casting solution, and casting process parameters and the design of sand core, on this basis, according to the material weight of the casting and pouring system performance design of the feeding sy
5、stem. Used sodium silicate sand handmade molding and core making, wood touch kind and open gating system, the design should be considered when the factors, the gating system is not simply the metal liquid flow channel, with solidworks 3 d modelling, the China foundry CAE software is adopted to desig
6、n plans for pouring and solidification simulation. Results show that the pouring system design is reasonable, the shrinkage porosity defect on the KouOu.KEY WORDS: Bearing seat，Process design，China Casting CAE目 录1 绪论11.1国外铸造技术发展状况11.2我国铸造技术的现状21.3铸造工艺设计的基本知识21.4铸造工艺设计的重要性22 铸造方案的确定32.1零件的材质分析32.2轴承座
7、工艺设计的内容和要求32.3轴承座结构的铸造工艺性分析52.4造型造芯方法的选择52.5浇注位置的选择62.6轴承座分型面的选择72.7砂箱中铸件数目的确定83 铸造工艺参数的确定9 3.1铸件最小铸出壁厚93.2最小铸出的孔和槽93.3铸件的尺寸公差93.4机械加工余量103.5铸造收缩率103.6起模斜度103.7浇注温度和冷却时间114 砂芯设计124.1砂芯的基本知识124.2砂芯数目的选择124.3芯头设计124.4芯头尺寸的确定124.5砂芯的定位结构134.6芯骨134.7芯撑134.8砂芯的排气135 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔的设计145.1浇注系统的组成及其应用145.2
8、浇注系统的类型和应用范围155.3浇注时间的计算165.4确定直浇道、横浇道、内浇道的横截面积185.5冒口的设计206 轴承座浇注、凝固过程模拟分析216.1华铸CAE简介216.2华铸CAE模拟分析的步骤216.3华铸CAE模拟轴承座浇注、凝固过程分析报告217 铸造工艺装备设计258 铸造工艺图269 结论2710致谢28参考文献29附图1编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页1 绪论铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。铸造成型是制造复杂零件的最灵活的方法，先进制造技术的应用给制造工业到来了
9、新的活力，为数众多的软件问世和计算机技术的迅猛发展使得为生产在几何形状、尺寸、使用性能等当面都符合要求的铸件提出确切可靠的信息成为可能。铸造厂在其用户进行产品设计和开发阶段就能成为后者在CAD层次上一个有力的伙伴，与此同时，铸造厂也遇到了来自铸造行业内部和外部的巨大挑战。或许可以说，各国铸造厂都把下述四项目标作为自己的主要任务： （1）提高铸件质量和可靠性，生产优质铸件； （2）加强环保，实现可持续性发展； （3）降低生产成本； （4）缩短交货日期。不言而喻，其中的第一项是最重要的，如果不能生产出优质铸件，其他目标就无从谈起。1.1国外铸造技术发展现状 1）信息技术在铸造生产中得到广泛应用由计
10、算机、网络技术、传感技术、人工智能所构成的信息技术近年来在铸造生产中得到更为广泛的应用，这正在改变着铸造生产的面貌，可以说现代铸造技术的主要特征就是将传统的铸造工艺与信息技术融为一体。快速原型技术在铸造生产中的应用也有了新的发展，它除了可应用于制造新产品试制用的摸样及熔模铸造的蜡模外，还可用于直接造出酚醛树脂壳型、壳芯，他们可直接用来装配成砂型。2）粘土砂湿型造型设备有新的提高在德国震压造型正在逐步被其它先进的造型设备所取代，而到1999年垂直分型无箱射压造型、气流气压造型、空气冲压造型这三类造型线的生产能力之和已占有77%，居于主导地位。3）型砂处理向智能化质量控制方向发展国外近年来在智能化
11、型砂质量控制方面有很大发展，特点是利用计算机辅助对型砂质量进行预防性控制。4）树脂自硬砂设备日趋完善经过探索，国内外市场已经推出了多种型砂性能在线检测装置，它们的一些共同特点是：检测的项目主要是紧实率和湿强度并采用气功。1.2我国铸造技术的现状 我国铸造业的现状是生产量大，年产铸件约1，200万吨，厂点多，达2万多个，铸造业的从业人员在120万人以上。我国铸造行业的一大特色是改革开放以来乡镇企业迅猛发展，成为我国铸造行业的一支重要力量。乡镇铸造厂点数已超过国有铸造厂点，乡镇铸造厂点的铸件产量约占全国铸件总产量的一半。我国铸造产量从2000超越美国已连续六年稳居世界第一，根据全球主要生产国200
12、4年的产量统计可以看出， 我国铸造行业除厂点多，从业人员多，产量大以外，与发达国家相比，在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。造成这些差距的原因是铸造厂点规模小，经济实力差，工艺和设备落后，管理水平低，从业人员素质不高。为了消除这些差距，为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场；加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。1.3铸造工艺设计的基本知识铸造的生产过程
13、，从零件图开始，一直到铸件成品验收合格入库为止，要很多道工序，涉及到合金熔炼、造型（造芯）材料的配置、工艺装备的准备铸型的制造、合型、浇注、落砂和清理等许多方面。人们把铸件的生产过程为铸造生产工艺过程。对某一个铸件，编制出其铸造生产工艺过程的技术就是铸造工艺设计。其中，工艺设计的依据包括：（1）生产任务和要求（主要是产品零件图样、零件的技术要求、产品数量和交货期）；（2）车间条件（主要是车间设备、原材料的应用和供应情况、车间生产工人的技术水平和生产经验和制造模具等工艺装备车间的加工能力）。工艺设计的程序一般是：对零件图样进行审查和进行铸造工艺性分析，选择造型方法；确定铸造工艺方案；绘制铸造工艺
14、图；填写铸造工艺卡。1.4铸造工艺设计的重要性 我国自从加入WTO以后正逐步成为世界制造业中心之一，随着国民经济和世界经济的发展，对铸件的需求将越来越多，铸件的优质化程度越来越高，铸造工艺设计水平对提高铸件内外质量、提高工艺出品率、降低废品率、提高经济效益上，起着非常重要的作用。2 铸造方案的确定2.1零件的材质分析铸件成型材料为ZG230-450，ZG230-450是一种铸造碳钢，是新牌号表示方法(GB11352-89)，原牌号叫ZG25。ZG代表铸钢的拼音缩写，230是指这种材料的最低屈服强度为230Mpa，450是指这种材料的最低抗拉强度为450Mpa。 ZG230-450有一定的强度和良好的塑韧性，良好的焊接性，被切削性能尚好。用于受力不大，要求韧性的各种机械零件，如砧座、轴承盖、外壳、底板、阀体等。其化学成分：（见下表2-1），其工艺性能包括：一般用电炉冶炼，冶炼容易掌握；铸造性能较好，熔点较高，实际流动性较差，易氧化，铸造缩水率约1.5%2.0%，凝固收缩约4.2%，浇注温度约15001550；焊接性良好，用E5015（E7015）、E5016（E7016）等焊条，焊前不预热或100150低温预热，焊后去应力处理；被切削性能尚可，无需热处理也可直接进行
