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1、HUANGHE S &T COLLEGE课程设计说明书课程：金属热加工工艺课程设计题目：滑动轴承座铸造工艺设计姓名：专业：机械设计与制造班级：学号：指导教师：课题完成时间：2010/5/14至2010/5/27摘要金属毛坯成型是机械制造生产过程的重要组成部分，也是机械零件切削加工的 基础，其成形对象是各种铸件、锻件、冲压件、和焊件，成形材料为钢铁材料和非 金属材料等，其中钢铁材料是国民经济和现代制造机械产品的支柱材料，也是构成 各种机器设备和工程机械的最主要材料。现代科学技术的发展，要求金属铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表 面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要
2、求生产周 期短，成本低。因此，铸件在生产之前，首先应进行铸造工艺设计，使铸件的整个 工艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质高产的效 果。铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件 等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导 生产操作。因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件品质、生产率和成本起着重要作用。专门的分析表明，铸件的工艺出品率还不能充分表明保温冒口的经济效益，应 该用铸件成品率来考核。铸件成品率的定义是铸件质量除以投入熔炉中的金属原料 质
3、量，以百分数表示。它和铸件工艺出品率的差别是计入了熔炼和浇注的损耗。 对铸钢来说，这种损耗约占6%。用普通砂型冒口的铸钢件成品率约为43% ；而用 保温冒口的铸钢件成品率约为68 %。相应地，利润率也由原来的5.37%增加为 14.16%。由此可见，铸造工艺设计时，采用不同的工艺，对铸造车间或工厂的金属成本、 熔炼金属量、能源消耗、铸件工艺出品率和成品率、工时费用、铸件成本和利润率 等，都有显著的影响在制定铸造工艺方案之前，设计人员必须熟悉图样和铸件的使用要求，掌握实 际生产的现有条件，以图样技术要求，生产批量和使用信息为依据，分析铸件结构、 选择铸件种类，确定造型方法和造芯方法等，以便为铸造
4、工艺的拟定奠定基础。滑动轴承座铸造工艺设计目录-滑动轴承座结构工艺分析1二铸造工艺方案的设计及选材22-1铸造种类选择及确定材料牌号32-2分型方案的筛选52-3确定浇铸位置及造型方法6三铸造工艺参数确定73-1加工余量的选择63-2起模斜度、铸造圆角的选择73-3收缩量的选择83-4型芯及型芯头的选择铸造工艺图，工艺卡及铸件图的绘制A3图纸10六主要参考资料七总结一.零件结构工艺分析滑动轴承座主要由上盖，底座，轴瓦组成。生产批量、合金种类、空处壁厚等 有关，如表2-2所列。生产批量最小铸出孔直径铸件厚度6最小铸出孔直径灰铸铁 件铸钢件灰铸铁件球墨铸铁铸钢件大量生产1215506 50:306
5、 50:356 50:40成批生产1330305050100354045小批生产305050100100200404550单件生产305050200另行规定另行规定另行规定由任务书知上方小孔及底座上两小孔过小不予铸出，则铸件图样如下其主要用来承受径向载荷，使用简单不需要安装轴承，且轴瓦内表面不承担 载荷的部分开有油槽，这样润滑油可以通过油孔和油沟进入间隙，起到润滑保养作 用。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 成型工艺设计表22，比较分析得到：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，能够满足且 适合滑动
6、轴承座工作要求，而且价格适宜，故选择灰铸铁作为铸件材料。二.铸件工艺方案设计2-1）铸造种类选择及确定材料牌号分析：滑动轴承支座内部结构简单，主要由内腔和小孔等组成，外表面形状相对复 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。零件的技术要求：零件在铸造方面的技术要求铸后经过时效处理避免缩孔、缩松、夹杂等缺陷 行时铸件的下底座面是机加工基准面、上圆柱内表面为加工面在铸造时
7、不允许有气孔、砂眼、渣孔等缺陷。选材的合理性：支墩轴套选用的材料是HT250 为灰铸铁，便于加工和铸造，灰铸铁铸件的壁厚不 应太薄 边角处应适当加厚 防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。因为此铸 件只用作支承要求能够抗压即可选择材料HT250可以满足要求。查表2-3得灰铁铸件100200mm的轮廓尺寸下最小允许壁厚为56mm。由零件图可 知零件中不存在壁厚小于设计要求的结构在设计过程中也没有出现壁厚小于最小 壁厚要求的情况。2-2）分型方案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讲，更应来先选择分型面，节省更多的人力物力，由 于滑动
8、轴承座分型结构明显，具有垂直分型面，可以选择以下2种：A如图1选择分型面a-a,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。因此选用方案b-b分型。B.如图2：将轴承座的一个对称面b-b （轴承座对称中心线）作为分型面。这种分型方法 思路简单，还有在零件的垂直轴线上，、仅有两箱造型，便于起模、下芯和检验且 分模面与分型面一致，符合了最大截面原则，符合了厚大断面处向上原则，大而薄 表面向下原则一铸件上大面积平直表面或薄壁部分，在
9、浇注时应放在铸型的下部， 因此选择轴向分型方案较好。铸造位置确定及浇注口选择；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和左上方（需两个或以上铸口）从 而避免直浇对铸件造成冲击，而且有利
10、于型芯排气，落砂和检验等。造型方法选择。造型是砂型铸件的基本工序，通常按照紧沙和起模方法不同， 可分为手工造型，机器造型和手工造芯三类。由于此种铸件生产批量小，结构较简 单，因此选择手工造型和手工造芯。由于铸件模样为一体，分型面平直，铸型由左 右两型组成，故选择整形两箱造型，其造型方法简单，操作方便灵活，不会产生错 箱。由于滑动轴承座有一个圆面截型，宜选择对开式芯盒制芯，其砂芯尺寸较准确。 三.铸件工艺参数确定3-1）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）灰铸铁造型材料为湿砂型，造型材料单件、小批量生产铸件尺寸
11、公差等级与配套加工余量等级铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金干湿型砂(15-13)/J(15-13)/H(15-13)/H(15-13)/H(15-13)/H(13-11)/H自硬砂(14-12)/J(13-11)/H(13-11)/H(13-11)/H(12-10)/H(12-10)/H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
12、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+5.53-2）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侧量面高度金属摸样tI-V木模样宽度a/mm斜度a/( )宽度a/mm斜度a/( )2500-10.0 11.00 15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
13、.5mm查表可知应在1/3-1/6范围内，此处圆角选为5mm。3-3）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%.合金种类 _锈造收编率/%含金脚类镯造收墟率自由收缩受阻收缩自由收耀受阻收维中小型铸件L 00.9碳制和低合金钢1. 6-2.01,3L 7中大型铸件0. 90+ S常铭高合金钢1.3L7 !1,0L 4特大型铸件0, a0.7秩蠢体F氏体钢142. 21.5-1. 9简形铸件长度方向0. 90.8更氏体钢.02. 3L 7-2,0直筏方向0. 70. 5苗钢锅青桐L 41.2孕育错铁HT2501.00.8无锡管桐2. 0-2, 2 1.6 1. 8HT3001.00.8锌黄桐L 82. 01,
