軸承座鑄造工藝設(shè)計

軸承座鑄造工藝設(shè)計,軸承,鑄造,工藝,設(shè)計 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University學(xué)生姓名：劉澤強學(xué)生姓名：劉澤強學(xué)學(xué) 號：號：17080140220指導(dǎo)教師：李俊剛指導(dǎo)教師：李俊剛 教授教授軸承座鑄造工藝設(shè)計軸承座鑄造工藝設(shè)計20202020秋材料成型及控制工程專業(yè)秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計答辯鑄造工藝課程設(shè)計答辯目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 設(shè)計說明設(shè)計說明3 3 前前 言言1 1 設(shè)計方案設(shè)計方案2 2 鑄造工藝裝備設(shè)計鑄造工藝裝備設(shè)計4 4 結(jié)結(jié) 論論5 5 1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.1本設(shè)計的目的、意義本設(shè)計的目的、意義1.1.1本設(shè)計的目的本設(shè)計的目的本設(shè)計通過軸承座零件圖可知零件的技術(shù)要求、材料組成、結(jié)構(gòu)特點、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)批量以及性能要求。對零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性進行分析，找出可能存在的結(jié)構(gòu)問題并提出改進措施或預(yù)防缺陷的措施，選擇鑄造和造型方法，提出多種澆注和分型方案，綜合對比分析，選擇最為理想的澆注位置及分型面。選用適宜的工藝參數(shù)，設(shè)計鑄件的補縮系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)并繪制出鑄造工藝圖。根據(jù)鑄造工藝設(shè)計模板和芯盒等鑄造工藝裝備，繪制出鑄造工藝圖。1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.1本設(shè)計的目的、意義本設(shè)計的目的、意義1.1.2 本設(shè)計的意義本設(shè)計的意義鑄造是用液態(tài)合金形成產(chǎn)品的方法，將液態(tài)合金注入鑄型中使之冷卻、凝固，這種制造金屬制品的過程稱為鑄造生產(chǎn)。鑄造技術(shù)的發(fā)展具有悠久的歷史，在經(jīng)濟全球化的今天，鑄造技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械與材料行業(yè)。在鑄造生產(chǎn)中，制定的鑄造工藝過程又對鑄件的質(zhì)量起決定性作用。1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.2零件的技術(shù)要求零件的技術(shù)要求(1)鑄件材質(zhì)為HT200，熱處理狀態(tài)為T5。(2)化學(xué)成分：符合GB/T 1173-1995規(guī)定。(3)力學(xué)性能：試樣力學(xué)性能滿足GB/T 1173-1995。(4)鑄件尺寸公差等級符合GB/T 6414-1999 CT10要求。1.2.2 化學(xué)成分化學(xué)成分表1-1 HT200化學(xué)成分質(zhì)量分數(shù)SiMgSZnMnJCu6.5%7.5%0.25%0.45%0.5%0.3%0.35%0.9%0.2%1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.3本課題的發(fā)展現(xiàn)狀本課題的發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)外鑄造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)外鑄造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 新中國成立以來，我國鑄造業(yè)發(fā)展迅猛。近幾年來，我國鑄件產(chǎn)量已達2000萬t/年以上，能為航空、航海、交通、制造、冶金、化工等行業(yè)提供各種鑄件。在現(xiàn)代機械制造工業(yè)中，鑄造是基礎(chǔ)工藝之一，因此鑄造業(yè)的發(fā)展是一個國家的生產(chǎn)實力的重要標(biāo)志?？梢哉f，在“十五”期間，我國的鑄造機械行業(yè)有了很快的發(fā)展。“十二五”期間，乃至今后一個歷史時期，在國際、國內(nèi)這兩個巨大市場需求的刺激下，鑄造仍然可以以較高的速度發(fā)展。1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.4 本領(lǐng)域存在的問題本領(lǐng)域存在的問題1.4.1 行業(yè)存在的問題行業(yè)存在的問題 技術(shù)落后、設(shè)備陳舊、能耗和原材料消耗高、環(huán)境污染嚴重以及工人作業(yè)環(huán)境惡劣等問題，已經(jīng)成為行業(yè)的共識。具體表現(xiàn)在如下四大問題：1.工藝水平低，鑄件質(zhì)量差2.能耗和原材料消耗高3.環(huán)境污染嚴重、作業(yè)環(huán)境惡劣4.人才短缺 1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.4 本領(lǐng)域存在的問題本領(lǐng)域存在的問題1.4.2 行業(yè)前景行業(yè)前景 一方面，與市場需求相比，鑄造機械產(chǎn)品的技術(shù)水平仍然存在較大的差距，另一方面看來鑄造行業(yè)仍然存在巨大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間，這也是鑄造行業(yè)快速增長難得的機遇。1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.5本設(shè)計的指導(dǎo)思想本設(shè)計的指導(dǎo)思想 鑄件在鑄造之前，首先需要進行鑄造工藝設(shè)計，使鑄件整個工藝過程實現(xiàn)科學(xué)操作，獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的鑄件。鑄造工藝設(shè)計就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定工工藝方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖、模板圖、芯盒圖等。1 1 前前 言言佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.6 本設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題本設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題 （1）根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定工工藝方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖、模板圖、芯盒圖等。（2）鑄件不允許存在裂紋。（3）鑄件液態(tài)成型不允許存在氣孔、砂眼、縮松、縮孔等缺陷。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.1 鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析鑄件結(jié)構(gòu)及工藝性分析 軸承座屬于小型鑄件，結(jié)構(gòu)較簡單，左右結(jié)構(gòu)對稱。因為軸承座的壁厚非均勻常，鑄造工藝比較簡單，質(zhì)量要求較高。2.1.1 零件結(jié)構(gòu)特點由于鑄件的內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，所以在鑄造的過程中很容易出現(xiàn)夾砂、氣孔等缺陷，因此在確定鑄造工藝的時候，我們需要綜合考慮鑄件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等各方面的因素。該鑄件所選用的材料為HT200，鑄鐵材料容易制造出含有內(nèi)腔、外形復(fù)雜的毛坯，其在鑄件生產(chǎn)過程中具有很高的靈活性，適用性廣泛，鑄鐵材料在液態(tài)成型鑄件的尺寸大小方面限制比較小6。對于塑性比較低的鑄件，液態(tài)成型是生產(chǎn)其毛坯或零件的唯一的方法。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.1.2 鑄件工藝性分析鑄件工藝性分析軸承座的三視圖如圖所示，通過所給零件圖可知軸承座的外輪廓尺寸為105mm174mm270mm，其左右結(jié)構(gòu)對稱，上下結(jié)構(gòu)和前后結(jié)構(gòu)也比較對稱，軸承座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，壁厚均勻，主要壁厚為24mm，最大壁厚處是30mm，最大孔徑為48mm,最小孔徑為18mm。由于軸承座是小型鑄件，而且鑄件的壁厚較薄，材料為HT200，屬于易氧化的非鐵合金，澆注溫度比較高，所以在澆注和凝固的過程中容易產(chǎn)生澆不足、縮孔、縮松以及變形等缺陷。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.1 造型制芯方法選擇造型制芯方法選擇由于軸承座的輪廓尺寸較小，屬于小型鑄鐵件，所以屬于多件大批量生產(chǎn)。根據(jù)現(xiàn)如今生產(chǎn)條件和成本等綜合因素的綜合考慮一般選擇使用樹脂砂造型制芯。1、樹脂砂在造型過程中具有以下優(yōu)點：(1）使用樹脂砂造型過程工藝比較簡單，有利于實現(xiàn)機械化和自動化造型；(2）型芯是硬化后取出，變形小，尺寸精度高，表面粗糙度低，提高了鑄件的尺寸精確度，可以減少加工余量；2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.1 造型制芯方法選擇造型制芯方法選擇(3)型、芯砂可以在芯盒中在正常環(huán)境下逐漸硬化成型，可以極大地節(jié)約材料和人工成本，改善工人的作業(yè)環(huán)境；(4)型、芯砂在正常工作中還具有良好的流動性，只需要給與非常小的緊實力，就可以在造型中進行較好地填充型腔、芯腔各個部位，操作方便、高效，可以有效地減少工人的工作量；(5)樹脂砂還具有良好的潰散性，鑄件沖型完后，可以方便落砂、便與清理；(6)相對于傳統(tǒng)的濕型砂等，可以改善車間工作環(huán)境，極大減少車間的粉塵，有利于工人的健康，并且可以明顯提高車間的單位面積產(chǎn)率；2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.1 造型制芯方法選擇造型制芯方法選擇2、對于可以制芯采用自硬樹脂砂，具有以下幾點好處：（1）造型和制芯都采用樹脂砂造型，因為都采用樹脂砂，可以防止不同種砂的造型而造成混砂，導(dǎo)致難以清理。（2）制芯與造型都采用樹脂砂造型，可用可以使用同一種新砂，可以方便進行組織生產(chǎn)，能夠極大增強生產(chǎn)效率，從而縮減生產(chǎn)成本；（3）型芯可以直接在芯盒里加熱硬化，不需要烘干，可以取消烘爐。2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.2 造型制芯設(shè)備造型制芯設(shè)備混砂設(shè)備：型砂采用雙臂水平連續(xù)混砂機混制，型號為S2530，生產(chǎn)率為25-30th。制芯采用單臂連續(xù)混砂機，型號TYHD-05，生產(chǎn)率3-6 th。緊實：可以通過利用震實臺對造型進行緊實。2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.3 型芯砂配方型芯砂配方原砂要求：SiO297；pH值7；含泥量：0.2；粒度：50100；原砂粒形系數(shù)1.3；耗酸值：5；微粉含量0.5；再生砂的性能要求：含泥量0.2；耗酸值5；微粉含量0.5；2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.3 型芯砂配方型芯砂配方型砂配方：采用90的再生砂和10的芯砂。使用大約占原砂總質(zhì)量的1%呋喃型樹脂和原砂進行混合。并加入少量的對甲苯磺酸作為固化劑，對于甲苯磺酸的加入量隨著不同的季節(jié)需要適量的調(diào)整。如果是在春季時，甲苯磺酸的加入量大概需要占樹脂的40%；夏季加入量占樹脂的35；秋季的加入量和冬季的差不多；冬季加入量占樹脂的45。還必須加入低含量的KH550作為偶聯(lián)劑，加入量占樹脂的0.2左右；2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.3 型芯砂配方型芯砂配方芯砂配方：全部采用新砂。主要成分使用呋喃型樹脂，大約1.2%的呋喃型樹脂和原砂進行混合。通過適量的甲苯磺酸作為固化劑，甲苯磺酸加入量要根據(jù)季節(jié)變化進行適度調(diào)整。如果是在春季時，甲苯磺酸的加入量大概需要占樹脂的40%；夏季加入量占樹脂的35；秋季的加入量和冬季的差不多；冬季加入量占樹脂的45。還必須要加入低含量的KH550作為偶聯(lián)劑，加入量占樹脂的0.2左右。2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.4 混砂工藝混砂工藝(1)混砂步驟砂催化劑偶聯(lián)劑 加入樹脂砂 出砂(2)型砂性能要求：型砂抗拉強度為0.8-1.0MPa；芯砂抗拉強度為1.0-1.2MPa；2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.5 造型方法造型方法因為軸承座是一小型鑄件，結(jié)構(gòu)相對簡單，可以成批量生產(chǎn)，所以采用機器造型的方法。機器造型有以下優(yōu)點，鑄件的尺寸精度相對較高，其加工表面光潔，而且生產(chǎn)效率高，勞動條件好，易實現(xiàn)自動化，可以節(jié)約生產(chǎn)成本。2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.6 造芯方法及材料的選擇造芯方法及材料的選擇造芯的方法選擇和造芯用料的選擇時，粘土砂作為原料制作砂芯雖然成本較低，但是缺點卻很突出，其制作出的砂芯烘干后將會出現(xiàn)裂紋、變形等缺陷。所以隨著鑄造技術(shù)的提高，產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提升，粘土砂制芯逐漸被樹脂砂取代，軸承座是小型鑄鐵件，為了實現(xiàn)生產(chǎn)高效，降低生產(chǎn)成本，所以采用批量生產(chǎn)，所以軸承座的砂芯制作采用熱芯盒法生產(chǎn)砂芯，以保證制作出的砂芯確保其精度符合標(biāo)準(zhǔn)。2 2 設(shè)計方案設(shè)計方案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.2鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇2.2.6 造芯方法及材料的選擇造芯方法及材料的選擇熱芯盒法制芯，將液態(tài)固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑制混合在一起而制作成芯沙，將混合制作成的的芯砂加熱于芯盒之中，采用熱芯盒制芯當(dāng)砂芯表層出現(xiàn)硬化成殼時就可以自芯盒取出，內(nèi)部砂芯可以通過余熱自行硬化。使用熱芯盒法制芯的一些原材料配比如下表所示：表2-1 熱芯盒砂的配比配比（質(zhì)量比）抗拉強度/MPa混砂時間/min原砂樹脂固化劑附加物型號用量類別占樹脂重（%）氧化鐵粉水干混濕混100呋喃型2.5氯化銨尿素水溶液50.250.150.302.8122 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.3造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定 2.3.1 澆注位置的確定澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。由于軸承座是小型鑄鐵件，質(zhì)量較輕。充型金和位置。由于軸承座是小型鑄鐵件，質(zhì)量較輕。充型金屬液屬液HT200，澆注溫度較低冷卻較快，金屬凝固時沒有，澆注溫度較低冷卻較快，金屬凝固時沒有實現(xiàn)順序凝固的可能，所以設(shè)置澆注位置時盡量使金屬實現(xiàn)順序凝固的可能，所以設(shè)置澆注位置時盡量使金屬液同時凝固，而且澆注位置要設(shè)置到零件的加工面上，液同時凝固，而且澆注位置要設(shè)置到零件的加工面上，易于清理，保證鑄件的表面質(zhì)量與美觀。易于清理，保證鑄件的表面質(zhì)量與美觀。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.3造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定 2.3.1 澆注位置的確定澆注位置的確定為了便于取件，選定的澆注位置選方案二。方案一、為了便于取件，選定的澆注位置選方案二。方案一、方案二如下圖方案二如下圖2-2、2-3所示。所示。圖2-2 方案一圖2-3 方案二2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.3造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定 2.3.2 分型面的確定分型面的確定選擇分型面需要符合以下要求：選擇分型面需要符合以下要求：（1）盡可能使鑄件全部或大部置于同一箱內(nèi)，以減）盡可能使鑄件全部或大部置于同一箱內(nèi)，以減少錯型帶來的尺寸偏差保證鑄件尺寸精度，便于造型和少錯型帶來的尺寸偏差保證鑄件尺寸精度，便于造型和合型操作。合型操作。（2）在合理的情況下，盡可能的的降低分型面的數(shù)）在合理的情況下，盡可能的的降低分型面的數(shù)目，最好只有一個分型面，可以方便造型、合型等工藝。目，最好只有一個分型面，可以方便造型、合型等工藝。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.3造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定 2.3.2 分型面的確定分型面的確定選擇分型面需要符合以下要求：選擇分型面需要符合以下要求：（3）分型面的選擇一般情況下應(yīng)該選擇平面，分型）分型面的選擇一般情況下應(yīng)該選擇平面，分型面選擇平面可以極大地簡化造型總作以及模底板的制作，面選擇平面可以極大地簡化造型總作以及模底板的制作，可以確保鑄件的精度。鑄件結(jié)構(gòu)特殊的情況下，為了方可以確保鑄件的精度。鑄件結(jié)構(gòu)特殊的情況下，為了方便工藝設(shè)計可以選擇曲面。便工藝設(shè)計可以選擇曲面。（4）應(yīng)盡量把鑄件加工定位面和主要加工面放在同）應(yīng)盡量把鑄件加工定位面和主要加工面放在同一箱內(nèi)，減少加工定位尺寸的偏差。一箱內(nèi)，減少加工定位尺寸的偏差。（5）盡可能使鑄件澆筑后的清理工作能夠方便容易。）盡可能使鑄件澆筑后的清理工作能夠方便容易。2 2 設(shè)設(shè)計計方方案案佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.3造型工藝方案的確定造型工藝方案的確定 結(jié)合澆注位置方案，根據(jù)軸承座的結(jié)構(gòu)特點確定了結(jié)合澆注位置方案，根據(jù)軸承座的結(jié)構(gòu)特點確定了分型面分型方法。分型面分型方法。圖2-4 分型面方案3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1 砂芯的設(shè)計及工藝設(shè)計參數(shù)砂芯的設(shè)計及工藝設(shè)計參數(shù)砂芯的工用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位。在制作砂芯時要認真分析鑄件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，在設(shè)計時一般要符合以下幾個基本要求：砂芯的形狀和尺寸要根據(jù)鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)符合鑄件地一些技術(shù)要求，砂芯在沙箱中的放置也需要根據(jù)鑄件的技術(shù)要求，砂芯還需要有足夠的強度和剛度。要確保鑄件形成過程中由于砂芯產(chǎn)生的氣體可以及時排出型外。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.1 砂芯的形狀砂芯的形狀在對砂芯設(shè)計時需要符合下面幾個原則：(1)盡量減少砂芯的數(shù)量；(2)復(fù)雜的砂芯分塊設(shè)計；(3)設(shè)計砂芯時要根據(jù)鑄件型腔選擇合適的形狀，鑄型時方便填砂、排氣、安置芯骨等措施。(4)砂芯的分盒面應(yīng)盡量與砂型的分型面一致；(5)便于下芯和合型；(6)多個砂芯相連需要有良好的固定。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.1 砂芯的形狀砂芯的形狀對于本次設(shè)計的零件軸承座，采用樹脂自硬砂制芯，涉及不到砂芯的烘干。砂芯可以幫助鑄件成型、確保鑄件精度的關(guān)鍵因素。分析鑄件的結(jié)構(gòu)，因為該鑄件為對稱結(jié)構(gòu)，鑄件的尺寸較小，只需要做兩個砂芯。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)圖3-1 砂芯圖3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.2 砂芯的固定砂芯的固定砂芯放置在沙箱中需要固定在合理的位置，保證砂芯在金屬液的沖擊下不可以發(fā)生偏移和損壞，而且砂芯在金屬液體的浮力作用下不可以發(fā)生浮動。由于軸承座的砂芯使用樹脂自硬砂，所以制出的砂芯會有很高的強度，不容易發(fā)生損壞。砂芯在沙箱中發(fā)生偏移或者浮動，鑄件將會容易產(chǎn)生一些損壞、缺失甚至發(fā)生較嚴重的變形從而導(dǎo)致鑄件作廢，因此，必須保證鑄件的砂芯在砂型之中的位置足夠的牢固。砂芯有兩個水平芯頭和一個垂直芯頭可以確保砂芯在型砂中牢牢固定，不發(fā)生移動。因為鑄件的內(nèi)腔較簡單，在整個砂芯的固定中無需采用芯撐等結(jié)構(gòu)。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.3 芯頭的設(shè)計芯頭的設(shè)計芯頭是伸出鑄件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位砂芯的作用。根據(jù)軸承座的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置兩個水平芯頭。水平芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊5表（3-82）取間隙S1=0.5,S2=1.5,S3=2.0因為軸承座L=90mm，D=45mm,得水平芯頭長度L水平=30mm。垂直芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊5表（3-83）因為L=105mm,取間隙S=0.5，H垂直=30mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.4 工藝參數(shù)的設(shè)置工藝參數(shù)的設(shè)置3.1.4.1 鑄件尺寸工差鑄件尺寸工差鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差，軸承座是大批量生產(chǎn)砂型鑄造、機器造型，根據(jù)表3-54，鑄件尺寸公差等級取GB/T 6414-1999 CT10。3.1.4.2 鑄件重量公差鑄件重量公差鑄件重量公差是以占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量變動的允許值。查鑄造工程師手冊表6-29得到軸承座的重量公差等級為10級，重量公差數(shù)值10%。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.1.4 工藝參數(shù)的設(shè)置工藝參數(shù)的設(shè)置3.1.4.3 機械加工余量機械加工余量軸承座為小型鑄鐵件，因為采用機器造型。根據(jù)表軸承座為小型鑄鐵件，因為采用機器造型。根據(jù)表3-60，軸承座為軸承座為GB/T6414-1999-CT9-RMA6.3(G)。3.1.4.4 鑄造收縮率鑄造收縮率為了保證鑄件尺寸精度，需要通過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析來選為了保證鑄件尺寸精度，需要通過對鑄件的結(jié)構(gòu)分析來選擇適合鑄件的收縮率。金屬液在凝固之后的冷卻過程中的收縮擇適合鑄件的收縮率。金屬液在凝固之后的冷卻過程中的收縮介于介于“自由收縮自由收縮”和和“受阻收縮受阻收縮”，所以選擇，所以選擇HT200的收縮率的收縮率為為2.0%。3.1.4.5 起模斜度起模斜度鑄件成型后，為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留鑄件成型后，為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定的出模斜度。鑄件技術(shù)要求起模斜度為有一定的出模斜度。鑄件技術(shù)要求起模斜度為5。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液進入鑄型型腔的通道，如果澆注系澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液進入鑄型型腔的通道，如果澆注系統(tǒng)設(shè)計的不合理，可能造成鑄件夾砂、冷隔、澆不到等多種缺統(tǒng)設(shè)計的不合理，可能造成鑄件夾砂、冷隔、澆不到等多種缺陷，從而使鑄件的質(zhì)量大大降低。所以合理的澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足陷，從而使鑄件的質(zhì)量大大降低。所以合理的澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足金屬液流動均勻平穩(wěn)，盡量消除紊流，在金屬中形成理想的溫金屬液流動均勻平穩(wěn)，盡量消除紊流，在金屬中形成理想的溫度分布，分離金屬液中的非金屬夾雜或渣滓。度分布，分離金屬液中的非金屬夾雜或渣滓。澆注系統(tǒng)是包括四個基本組成部分，分別是澆口杯、直澆澆注系統(tǒng)是包括四個基本組成部分，分別是澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道。道、橫澆道、內(nèi)澆道。澆注系統(tǒng)的設(shè)計包括對澆注系統(tǒng)類型的選擇，內(nèi)澆道在鑄澆注系統(tǒng)的設(shè)計包括對澆注系統(tǒng)類型的選擇，內(nèi)澆道在鑄件位置上的選擇，對阻流截面、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的截件位置上的選擇，對阻流截面、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的截面積計算等。面積計算等。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計在對澆注系統(tǒng)的設(shè)計時需要遵循以下原則：在對澆注系統(tǒng)的設(shè)計時需要遵循以下原則：（1）所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝）所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補縮方法；固原則或補縮方法；（2）在所計算出的時間內(nèi)確保金屬液進入型腔到充型完畢；）在所計算出的時間內(nèi)確保金屬液進入型腔到充型完畢；（3）具有良好的阻渣能力；）具有良好的阻渣能力；（4）澆注系統(tǒng)設(shè)計時要保證適當(dāng)?shù)鼐彌_力，確保金屬液流）澆注系統(tǒng)設(shè)計時要保證適當(dāng)?shù)鼐彌_力，確保金屬液流入鑄型內(nèi)的線速度不能夠太快了，防止產(chǎn)生飛濺、沖刷型壁或入鑄型內(nèi)的線速度不能夠太快了，防止產(chǎn)生飛濺、沖刷型壁或砂芯的不良后果；砂芯的不良后果；佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計在對澆注系統(tǒng)的設(shè)計時需要遵循以下原則：在對澆注系統(tǒng)的設(shè)計時需要遵循以下原則：（5）在澆注系統(tǒng)設(shè)計時要確保冷鐵和芯撐不被毀壞；）在澆注系統(tǒng)設(shè)計時要確保冷鐵和芯撐不被毀壞；（6）保證在澆注時最大限度減少對金屬液的消耗，并且在）保證在澆注時最大限度減少對金屬液的消耗，并且在澆注完畢后方便進行清理。澆注完畢后方便進行清理。（7）盡可能地縮小型腔體積，使造型變得更加簡單，方便）盡可能地縮小型腔體積，使造型變得更加簡單，方便制出模樣；制出模樣；佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.1 澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)有不同的分類方式：按阻元截面積分類，可分為澆注系統(tǒng)有不同的分類方式：按阻元截面積分類，可分為封閉式澆注系統(tǒng)、開放式澆注系統(tǒng)、半封閉半開放式澆注系統(tǒng)；封閉式澆注系統(tǒng)、開放式澆注系統(tǒng)、半封閉半開放式澆注系統(tǒng)；由于軸承座是鑄鐵件，根據(jù)鑄造工藝手冊表由于軸承座是鑄鐵件，根據(jù)鑄造工藝手冊表3-132各類型澆各類型澆注系統(tǒng)的特點和應(yīng)用注系統(tǒng)的特點和應(yīng)用,可以知道封閉式澆注系統(tǒng)適用于非鐵合金可以知道封閉式澆注系統(tǒng)適用于非鐵合金等易氧化金屬件，軸承座屬于鑄鐵件，選擇封閉式澆注系統(tǒng)。等易氧化金屬件，軸承座屬于鑄鐵件，選擇封閉式澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的位置，可以將澆注系統(tǒng)分澆注系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的位置，可以將澆注系統(tǒng)分成頂注式、中注式、底注式和階梯注入式。軸承座采用中注式成頂注式、中注式、底注式和階梯注入式。軸承座采用中注式澆注。澆注。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.1 澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)的類型綜合上面幾點的分析可以確定軸承座應(yīng)該采用封閉式綜合上面幾點的分析可以確定軸承座應(yīng)該采用封閉式中注式澆注系統(tǒng)，封閉式澆注系統(tǒng)具備以下幾點優(yōu)點：封閉式中注式澆注系統(tǒng)，封閉式澆注系統(tǒng)具備以下幾點優(yōu)點：封閉式澆注系統(tǒng)具有充型相對平穩(wěn)，而且對型腔沖刷能力小，發(fā)生卷澆注系統(tǒng)具有充型相對平穩(wěn)，而且對型腔沖刷能力小，發(fā)生卷氣可能性小，不容易發(fā)生氧化。中注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點：有助氣可能性小，不容易發(fā)生氧化。中注式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點：有助于進行自下而上的凝固，金屬液流入型腔比較平穩(wěn)并且?guī)椭庞谶M行自下而上的凝固，金屬液流入型腔比較平穩(wěn)并且?guī)椭懦颓粌?nèi)的空氣。除型腔內(nèi)的空氣。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.2 直澆道的位置和高度直澆道的位置和高度實踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補縮壓力不足，容易實踐證明，直澆道過低使充型及液態(tài)補縮壓力不足，容易出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮孔等缺陷。將直出現(xiàn)鑄件棱角和輪廓不清晰、澆不到上表面縮孔等缺陷。將直澆道高度設(shè)置為沙箱的高度為澆道高度設(shè)置為沙箱的高度為250mm。但應(yīng)檢驗該高度是否足。但應(yīng)檢驗該高度是否足夠。夠。由鑄造工藝學(xué)公式由鑄造工藝學(xué)公式3-4-31得，剩余壓力頭需要符合壓得，剩余壓力頭需要符合壓力角的要求：力角的要求：HmLtga （6-1）式中：式中：Hm最小剩余壓力頭最小剩余壓力頭 L直澆道中心到鑄件最高且最遠點的水平投影距離直澆道中心到鑄件最高且最遠點的水平投影距離 壓力角壓力角佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.3 各澆道口截面積計算各澆道口截面積計算由鑄造工藝手冊由鑄造工藝手冊5公式（公式（3-13）：）：（6-2）因為是軸承蓋是鑄鐵件，選擇的是封閉式因為是軸承蓋是鑄鐵件，選擇的是封閉式中注式澆注系中注式澆注系統(tǒng)。根據(jù)鑄造工藝手冊統(tǒng)。根據(jù)鑄造工藝手冊5表（表（3-178）選取：）選?。河嬎愕茫河嬎愕茫篈阻：阻：A橫澆道：橫澆道：A直澆道直澆道=1:1.11:1.15。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.4各澆道口大小各澆道口大小芯頭是伸出鑄件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位芯頭是伸出鑄件型腔以外的砂芯一部分，它可以起到定位砂芯的作用。砂芯的作用。根據(jù)軸承座的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置兩個水平芯頭。根據(jù)軸承座的型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)置兩個水平芯頭。水平芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊水平芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊5表（表（3-82）取間隙）取間隙S1=0.5,S2=1.5,S3=2.0因為軸承座因為軸承座L=90mm，D=45mm,得水平芯頭長度得水平芯頭長度L水平水平=30mm。垂直芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊垂直芯頭：根據(jù)鑄造工藝手冊5表（表（3-83）因為）因為L=105mm,佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.4.1 直澆道大小直澆道大小鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差，軸承鑄件尺寸公差是指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差，軸承座是大批量生產(chǎn)砂型鑄造、機器造型，根據(jù)表座是大批量生產(chǎn)砂型鑄造、機器造型，根據(jù)表3-54，鑄件尺寸，鑄件尺寸公差等級取公差等級取GB/T 6414-1999 CT10。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.4.2 內(nèi)澆道截面積內(nèi)澆道截面積通過上面計算可以知道整個澆注系統(tǒng)內(nèi)澆道的截面積是通過上面計算可以知道整個澆注系統(tǒng)內(nèi)澆道的截面積是14.1cm2，由于整個澆注系統(tǒng)有一個內(nèi)澆道，所以得到內(nèi)澆道截，由于整個澆注系統(tǒng)有一個內(nèi)澆道，所以得到內(nèi)澆道截面積為面積為1.7 cm2。小型鑄鐵件一般選擇截面為扁平平面或者圓形。小型鑄鐵件一般選擇截面為扁平平面或者圓形的內(nèi)澆道。因為扁平內(nèi)澆道可以有效地防止金屬液吸渣而進入的內(nèi)澆道。因為扁平內(nèi)澆道可以有效地防止金屬液吸渣而進入型腔內(nèi)，扁平內(nèi)澆道還能夠通過分散分布、增減其數(shù)目的少來型腔內(nèi)，扁平內(nèi)澆道還能夠通過分散分布、增減其數(shù)目的少來有效地調(diào)節(jié)溫差和凝固順序，內(nèi)澆道的入口處需要進行適當(dāng)?shù)挠行У卣{(diào)節(jié)溫差和凝固順序，內(nèi)澆道的入口處需要進行適當(dāng)?shù)牡箞A，向型腔口型腔方向逐漸加寬的擴張式引入方法。倒圓，向型腔口型腔方向逐漸加寬的擴張式引入方法。根據(jù)鑄造手冊根據(jù)鑄造手冊5表表3-189，佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)圖3-2 內(nèi)澆道截面3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.4.3 橫澆道截面積橫澆道截面積根據(jù)鑄造手冊根據(jù)鑄造手冊5表（表（3-178），確定），確定A橫橫=9.4cm2。查。查鑄造工藝手冊鑄造工藝手冊5表（表（3-187）,得得a=30mm,h=25mm,b=24mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)圖3-3 橫澆道截面3 3 設(shè)計說明設(shè)計說明 3.2.5冒口的設(shè)計冒口的設(shè)計冒口作為鑄型中設(shè)計者所設(shè)計的用以儲存金屬液的型腔，冒口作為鑄型中設(shè)計者所設(shè)計的用以儲存金屬液的型腔，具有很強的補縮效果，可以避免鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔，并兼有具有很強的補縮效果，可以避免鑄件產(chǎn)生縮松、縮孔，并兼有排氣、集渣、引導(dǎo)充型的作用。本次設(shè)計的軸承座是小型鑄鐵排氣、集渣、引導(dǎo)充型的作用。本次設(shè)計的軸承座是小型鑄鐵件，流動性好，不需要放冒品。件，流動性好，不需要放冒品。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)4.1模樣及模板模樣及模板木質(zhì)模樣具有輕便、容易加工、來源廣、價格低廉等優(yōu)點，而且木模的傳熱系數(shù)小，有利于樹脂砂的硬化，適合于手工造型單件小批量生產(chǎn)的鑄件。在本次設(shè)計中采用多塊紅松木料合理拼接組合制成模樣。上、下模板如圖所示：4 4 鑄造工藝裝備設(shè)計鑄造工藝裝備設(shè)計圖4-1 上、下模板4.2芯盒芯盒在對芯盒的設(shè)計制作過程中必須符合下面幾點要求：（1）在設(shè)計芯盒結(jié)構(gòu)時需要根據(jù)生產(chǎn)的批量進行相配；（2）制作出的芯盒必須具有一定的強度、剛度和耐磨性等方面優(yōu)點，從而保證設(shè)計出的芯盒具有一定的使用壽命；（3）芯盒的類型選擇和尺寸要求要根據(jù)設(shè)計的砂芯形狀和尺寸進行合理設(shè)計；（4）在確保砂芯設(shè)計合理的情況下，可以通過減小芯盒尺寸等因素來降低芯盒重量，從而減輕能耗和勞動強度；（5）設(shè)計的芯盒需要方便操作，在其制作過程盡量可以簡單，降低生產(chǎn)成本；4 4 鑄造工藝裝備的設(shè)計鑄造工藝裝備的設(shè)計4.2芯盒芯盒綜合封閉開關(guān)所使用地造型方法，因為鑄件使用樹脂砂造芯，所以選用自硬芯盒法手工制芯。其優(yōu)點可以制作方便，降低制作成本。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：4 4 鑄造工藝裝備的設(shè)計鑄造工藝裝備的設(shè)計圖4-2 芯盒（1）本次對軸承座的鑄造工藝課程設(shè)計中，我去圖書館借）本次對軸承座的鑄造工藝課程設(shè)計中，我去圖書館借閱了許多相關(guān)書籍，仔細研究所做課題的設(shè)計過程和注意事項。閱了許多相關(guān)書籍，仔細研究所做課題的設(shè)計過程和注意事項。通過一段時間的學(xué)習(xí)我對自己的課題更加了解，在軟件制圖上通過一段時間的學(xué)習(xí)我對自己的課題更加了解，在軟件制圖上的應(yīng)用方面也有了很大提升，在繪制軸承座零件圖時遇到復(fù)雜的應(yīng)用方面也有了很大提升，在繪制軸承座零件圖時遇到復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在向老師請教后，成功解決了問題。結(jié)構(gòu)，在向老師請教后，成功解決了問題。（2）分型面的選擇合適，選在零件的對稱線上，易分型，）分型面的選擇合適，選在零件的對稱線上，易分型，澆注更充分。從澆注系統(tǒng)上分析，采用中間注入封閉式澆注系澆注更充分。從澆注系統(tǒng)上分析，采用中間注入封閉式澆注系統(tǒng)，其具有阻渣性能好，不易吸氣，內(nèi)澆道易清理，金屬消耗統(tǒng)，其具有阻渣性能好，不易吸氣，內(nèi)澆道易清理，金屬消耗少，不易氧化，金屬澆注平穩(wěn)且不噴射等優(yōu)點。少，不易氧化，金屬澆注平穩(wěn)且不噴射等優(yōu)點。5 5 結(jié)結(jié) 論論（3）把直澆道放置于靠近砂箱內(nèi)壁處，便于澆注。由于選）把直澆道放置于靠近砂箱內(nèi)壁處，便于澆注。由于選用的造型材料為脲醛樹脂砂，含氮量高，因此要仔細考慮砂芯用的造型材料為脲醛樹脂砂，含氮量高，因此要仔細考慮砂芯的透氣性。設(shè)置出氣孔，其主要目的是降低型腔內(nèi)壓力，使整的透氣性。設(shè)置出氣孔，其主要目的是降低型腔內(nèi)壓力，使整體砂芯和砂型有良好的排氣環(huán)境。體砂芯和砂型有良好的排氣環(huán)境。（4）考慮到實際生產(chǎn)，還需根據(jù)市場原材料價格浮動采?。┛紤]到實際生產(chǎn)，還需根據(jù)市場原材料價格浮動采取應(yīng)對措施，設(shè)計多種材料配比方案，進而達到降低生產(chǎn)成本的應(yīng)對措施，設(shè)計多種材料配比方案，進而達到降低生產(chǎn)成本的目的。目的。5 5 結(jié)結(jié) 論論佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University