轴承座铸造工艺设计说明书

黄河科技学院课程设计说明书I课程设计说明书课程：金属热加工工艺课程设计题目：轴承座铸造工艺设计姓名：郭坦专业：机械设计与制造班级：11机械学号：1106170032指导教师：刘万福课题完成时间：2012/12/5至2012/12/19黄河科技学院课程设计说明书II黄河科技学院课程设计任务书工学院机械系机械设计与制造专业2011级11机械班学号1106170032姓名郭坦指导教师刘万福设计题目:轴承座铸造工艺设计课程名称:热加工工艺课程设计课程设计时间：12月5日至12月19日共2周课程设计工作内容与基本要求(已知技术参数、设计要求、设计任务、工作计划、所需相关资料)（纸张不够可加页）1、已知技术参数图1轴承座零件图黄河科技学院课程设计说明书III2、设计任务与要求（完成后需提交的文件和图表等）（1）设计任务1)选择零件的铸型种类，并选择零件的材料牌号。2)分析零件的结构，找出几种分型方案，并分别用符号标出。3)从保证质量和简化工艺两方面进行分析比较，选出最佳分型方案，标出浇注位置和造型方法。4)画出零件的铸造工艺图（图上标出最佳浇注位置与分型面位置、画出机加工余量、起模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头，图下注明收缩量）。5)绘制出铸件图。（2）设计要求1)设计图样一律按工程制图要求，采用手绘或机绘完成，并用三号图纸出图。2)按所设计内容及相应顺序要求，认真编写说明书（不少于3000字）。3、工作内容及计划安排熟悉设计题目，查阅资料，做准备工作1天确定铸造工艺方案1天工艺设计和工艺计算2天绘制铸件铸造工艺图1天确定铸件铸造工艺步骤2天编写设计说明书3天答辩1天4、主要参考资料《热加工工艺基础》、《金属成形工艺设计》、《机械设计手册》。系主任审批意见：审批人签名：时间：2012年月日黄河科技学院课程设计说明书1轴承座铸造工艺设计摘要铸造是一门古老的手艺，是将液态金属或合金浇注到与零件尺寸、形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的方法，是机械零件和毛坯成形的主要工艺方法，尤其适合于制造内腔和外形复杂的毛坯或零件，俗称铸件。它的发展与金属密切联系在一起，据历史考证，我国铸造技术开始于夏朝初期，迄今已有5000多年，并且还有许多铸造精品，例如：沧州铁狮，司母戊方鼎，四羊方尊，曾侯乙尊盘，永乐大铜钟，大型铜编钟，铜车马仪仗队等。尽管铸造在我国历史悠久，发展迅速，但是就现我国铸造技术来看仍然存在许多问题，与发达国家相比仍然存在很大的差距。发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化供应，如在欧洲已建立跨国服务系统。生产普遍实现机械化、自动化、智能化（计算机控制、机器人操作）。但是作为一个中国人我们要有居安思危的感觉，我们有责任，有义务，为实现民族复兴作出贡献，从现在的发展情况来看未来我国铸造发展趋势主要有一下几点：第一,鼓励企业重组发展专业化生产,包括铸件大型化和轻量化生产。第二,加大科技投入切实推动自主创新,实现铸件的精确化生产和数字化铸造。第三,培养专业人才加强职工技术培训。第四,大力降低能耗抓好环境保护,实现清洁化铸造。铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。因此本次设计轴承座的制造工艺就是铸造，通过这次设计对铸造工艺的步骤，绘铸造图及选分型方法有一个深度的了解。关键词：砂型铸造，毛坯成型，铸造工艺，轴承座黄河科技学院课程设计说明书2目录摘要...............................................................11、零件结构工艺性能分析.............................................32、工艺方案的确定...................................................42.1轴承座结构的铸造工艺性......................................42.2铸造材料、种类的选择.........................................52.3造型造芯方法的选择...........................................52.4浇注位置的确定...............................................62.5分型面的确定.................................................83、铸造工艺参数及砂芯设计..........................................103.1工艺设计参数的确定..........................................103.1.1铸件尺寸公差..........................................103.1.2机械加工余量..........................................103.1.3最小铸出孔和槽........................................113.1.4铸件在砂型内的冷却时间................................113.2砂芯设计....................................................113.2.1芯头的设计与定位......................................123.2.2芯骨设计..............................................123.2.3砂芯的排气............................................124、浇注系统.......................................................134.1选择浇注系统类型.......................................134.2浇口杯的设计...........................................134.3浇冒口的设计...........................................144.4浇道...................................................145、铸造工艺卡拟定.................................................156、结论...........................................................167、致谢...........................................................168、参考文献......................................................16黄河科技学院课程设计说明书31.零件结构工艺性能分析轴承座的零件图如图1.1所示，零件的外型示意图如图1.2所示，支座的外形轮廓尺寸为190mm*130mm*120mm，主要壁厚20mm，最大壁厚23mm，为一小型铸件产品,生产性质为大批量生产；轴承座设计壁厚较为均匀，两壁相连初采用了加强肋，可以有效构成热节，不易产生热烈；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。图1.1轴承座零件图黄河科技学院课程设计说明书4图2轴承外型示意图2.工艺方案的确定2.1轴承座结构的铸造工艺性零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面：○1铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。○2铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。○3铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。○4壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。黄河科技学院课程设计说明书5○5利于补缩和实现顺序凝固。○6防止铸件翘曲变形。○7避免浇注位置上有水平的大平面结构。2.2铸造材料、种类的选择由零件的工作方式可知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。原因是灰铸铁流动性好，易浇注，且收缩率最小，并且随着含量的增加而减少，使铸件易于切削加工。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，简单而且工艺性好，故本次零件选用砂型铸造。2.3造型造芯方法的选择支座的轮廓尺寸为190mm*130mm*120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。选择使用射芯工艺生产砂芯。采用热芯盒制芯工艺热芯盒法制芯，是用液态固性树脂粘结剂和催化剂制成的一种芯砂，填入加热到一定的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短的时间内硬化。而且只要砂芯表层有数毫米的硬壳即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余热可自行硬化。黄河科技学院课程设计说明书62.4浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的环节，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易程度。初步对支座对浇注位置的确定有：方案一如图2.1、方案二图2.2确定浇注位置应注意以下原则：1.铸件的重要部分应尽量置于下部2.重要加工面应朝下或直立状态3.使铸件的答平面朝下，避免夹砂结疤内缺陷4.应保证铸件能充满5.应有利于铸件的补缩6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验图2.1黄河科技学院课程设计说明书7图2.2对于方案一如图2.1进行综合分析如下：1.铸件的重要部分全部置于下部，这样置于下部的重要部分可以得到上部金属的静压力作用下凝固并得到补缩，组织致密。2.铸件的重要加工面A面、B面（如图2.1所示）位于侧立面，比较光洁，产生气孔、非金属夹杂物等缺陷的可能性小。综合比较，方案一更加科学可行。对于方案二如图2.2进行综合分析如下：1.铸件的A面（如图2.2所示）为重要加工面，朝上放置容易产生气孔、非金属夹杂物等缺陷。2.铸件的重要部分也没能全部置于下部。黄河科技学院课程设计说明书82.5分型面的确定分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。初步对支座进行分型有：方案一如图2.3、方案二图2.4、方案三图2.5图2.3图2.4黄河科技学院课程设计说明书9图2.5而选择分型面时应注意一下原则：1.应使铸件全部或大部分置于同一半型内2.应尽量减少分型面的数目3.分型面应尽量选用平面4.便于下芯、合箱和检测5.不使砂箱过高6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7.注意减轻铸件清理和机械加工量对方案一如图2.3进行综合分析如下：铸件没有能尽可能的位于同一半型