滑动轴承座铸造设计

铸造工艺设计材料的分析对于滑动轴承座，对于材料的选择较为慎重，由于滑动轴承座主要承受压力，所以应该能够满足且适合滑动轴承座的工作要求。可选用灰口铸铁、球磨铸铁或者铸钢，但是综合考虑选择灰口铸铁较好，因为灰铸铁具有良好的耐磨性，液态流动性好，凝固收缩性小，抗压强度高，吸震性好，使用时有充分的轻度和刚性，况且价格适宜，因此选用灰铸铁件。在灰铸铁中常用是和他HT200性能良好，便于吧加工和铸造，故选用HT200作为铸造滑动轴承座的铸造材料。工艺分析滑动轴承座主要由上盖，底座，轴瓦组成。由任务书知上方小孔过小不铸出，铸件图样如图3-1。滑动轴承座的中心孔距地尺寸为100mm；圆通外径60mm，长65mm；支撑板厚20mm；地板高25mm。为小型铸件。主要承受径向载荷，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《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。图3-1三维形状及零件图工艺方案设计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、特种铸造和快速成型等方法。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。砂型铸造中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。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40㎜，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。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，更应先选择分型面，节省更多的人力物力，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。根据分型面数量尽量少，尽量平直等原则。保证铸件的质量，选择方案B。图4-1图4-24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。图4-3铸件工艺参数确定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用加工余量等级（GB/T6414--1999）造型材料单件、小批量生产铸件公差等级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(12～10)/H(12～10)/H铸造工艺方法成批大量生产铸铁件尺寸公差等级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、小批量生产铸件公差等级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轻金属合金薄壁壳型（10～8）/H(10～8)/G(10～8)/G(10～8)/G--(9～7)/G金属铸型--(9～7)/F(9～7)/F(9～7)/E(8～6)/F低压铸型--(9～7)/F(9～70/F(9～7)/F(8～6)/F压力铸型------(8～6)/D、(6～4)/D(7～5)/D熔模铸型(7～5)/E(7～5)/E--(6～4)/E(6～4)/E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。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）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量数值160-2502.02.03.02.54.03.55.04.54.54.05.55.05.04.06.05.06.04.57.05.58.06.09.57.59.57.0117.5139.0139.0138.51510注：○1表中每栏有二个加工余量数值，上面是单侧加工时的加工余量值；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。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。如图5-1.图5-13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%.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°.表5-3垂直和水平芯头的尺寸参考数值mm型芯长度当心头直径d或边长为下列数值时的下芯头高度H下值≤3031～61～101～151～301～501～701～1001～6010015030050070010002000≤301515～20-------31～5020～2520～2520～25------51～10025～3025～3025～3020～2520～2530～4040～60--101～15030～3530～3530～3525～3025～3040～6040～6050～7050～70151～30035～4535～4035～4530～4030～3540～6050～7050～7060～80301～500-40～6040～6035～5535～4540～6050～7050～7080～100501～700-60～8060～8045～6545～6550～7060～8060～8080～100701～1000---70～9070～9060～8060～8080～10080～1001001～2000----100～120100～12080～10080～10080～120芯头高度由下芯头高度值查得上芯头高度H上值H下1520253035404550556065708090100120150H上1515152020252530303535404550556580型芯长度当芯头直径d或边长为下列数值时的水平芯头直径≤2526～5051～100151～200201～300301～400401～500501～700701～1000≤1002023～3530～4040～5050～7060～80---101～20025～3530～4035～4550～7060～070～080～100--201～400-35～4540～6060～8070～9080～10090～100--401～600-40～6050～7070～9080～10090～110100～120120～140130～150ⅰ601～800--60～8080～10090～110110～120110～130130～150140～160801～1000---90～110110～130110～130120～140130～150150～170浇注系统的拟定1系统作用与结构分析系统浇注是指砂型中引导金属液流入型腔的通道，一般由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等组成。浇口杯承接金属液，并经直浇道流入横浇道，再分配给各内浇道流入型腔，因此各交道形状及截面大小均影响铸件质量.2横浇道及其结构横浇道除将金属液分配给个各内浇道外，最主要的作用是挡渣，课阻止水平流动中的熔渣进入型腔。通常为加强其挡渣作用，常采用锯齿形横浇道，稳流式横浇道或带滤网的横浇道。3各组元截面尺寸确定各组元截面尺寸可根据铸件合金种类、质量、尺寸、壁厚、浇铸时间等，利用简便经验公式求得。1：1.5：2适用于大件1：1.2：1.4适用于大件S内:S模：S直﹛1：1.1：1.15适用于中小件1：10.6：1.11适用于薄壁小件生产中最小的内浇道截面积为0.04cm2，直浇道最小直径一般不小于15-18mm。1内浇道横截面选择扁平梯形如图6-1，其特点是扁平梯形内浇道高度低，熔渣不易进入，广泛用于铸铁件生产。根据内浇道横截面积S内=1.3cm2，查表6-1“灰铸铁件浇注系统标准值”a=20mm，b=18mm，c=8mm，内浇道横截面积如下图所示2横浇道的界面形状选择梯形如图6-2，因为梯形横浇道当渣能力强、开设容易，应用广。由S横=1.2c㎡，表6-1“灰铸铁件浇注系统标准值”得：A=12mm，B=6mm，C=14mm。所以横浇道横截面积如下图所示：3、直浇道。直浇道横截面积通常采用圆形如图6-3，由S直=1.4c㎡，查表6-1“灰铸铁件浇注系统标准值”D=13mm。所以该轴承座的直浇道的横截面积如下图所示：图6-1内浇道横截面积图6-2横浇道横截面积图6-3直浇道表6-1灰铸铁件浇注系统标准值内浇道尺寸/mm（S内/m㎡)横浇道尺寸/mm（S横/m㎡直浇道尺寸/mm（S直/m㎡)abcS内a