滑動(dòng)軸承座鑄造設(shè)計(jì)

鑄造工藝設(shè)計(jì)材料的分析對(duì)于滑動(dòng)軸承座，對(duì)于材料的選擇較為慎重，由于滑動(dòng)軸承座主要承受壓力，所以應(yīng)該能夠滿足且適合滑動(dòng)軸承座的工作要求?？蛇x用灰口鑄鐵、球磨鑄鐵或者鑄鋼，但是綜合考慮選擇灰口鑄鐵較好，因?yàn)榛诣T鐵具有良好的耐磨性，液態(tài)流動(dòng)性好，凝固收縮性小，抗壓強(qiáng)度高，吸震性好，使用時(shí)有充分的輕度和剛性，況且價(jià)格適宜，因此選用灰鑄鐵件。在灰鑄鐵中常用是和他HT200性能良好，便于吧加工和鑄造，故選用HT200作為鑄造滑動(dòng)軸承座的鑄造材料。工藝分析 滑動(dòng)軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。由任務(wù)書知上方小孔過小不鑄出，鑄件圖樣如圖3-1?；瑒?dòng)軸承座的中心孔距地尺寸為100mm；圓通外徑60mm，長(zhǎng)65mm；支撐板厚20mm；地板高25mm。為小型鑄件。主要承受徑向載荷，使用簡(jiǎn)單不需要安裝軸承，且軸瓦內(nèi)表面不承擔(dān)載荷的部分有油槽，這樣潤(rùn)滑油可以通過油孔和油溝進(jìn)入間隙，起到潤(rùn)滑保養(yǎng)作用。由于其經(jīng)常處于壓應(yīng)力和摩擦狀態(tài)，故要求能抗壓和耐磨損。通過金屬成型工藝設(shè)計(jì)比較分析得到：，故選擇灰鑄鐵HT200作為鑄件材料。 圖3-1 三維形狀及零件圖 工藝方案設(shè)計(jì)1鑄型種類及方法確定 鑄件按鑄型性質(zhì)不同，可分為砂型鑄造、特種鑄造和快速成型等方法。而砂型鑄造是以砂型作為造型材料，用人工或機(jī)械方法在沙箱內(nèi)制造出型腔及澆筑系統(tǒng)的鑄造方法。不受鑄件質(zhì)量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量限制，原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，應(yīng)用最為普遍。砂型鑄造中的濕型鑄造比較適用于中小型鑄件，對(duì)大批量機(jī)械化流水線上更為實(shí)用。 滑動(dòng)軸承座在工程中的應(yīng)用是比較廣泛常見的?；瑒?dòng)軸承支座內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由內(nèi)腔和小孔等組成，表面形狀相對(duì)復(fù)雜，但無(wú)特殊表面質(zhì)量要求；從尺寸上來(lái)講，屬于較小尺寸造型；由于選用了灰鑄鐵材料且生產(chǎn)批量不大，技術(shù)要求不太高，綜合分析考慮選用砂型鑄造成型，鑄型種類為濕型，采用手工分模，這樣在滿足要求的同時(shí)，操作靈活，工藝裝備簡(jiǎn)單，成本低，生產(chǎn)率高，必要時(shí)易于采用機(jī)械自動(dòng)化操作。2型芯結(jié)構(gòu)及制造 滑動(dòng)軸承座零件有一圓柱筒，故型芯應(yīng)為一圓柱體，其直徑應(yīng)小于40，又型芯比較簡(jiǎn)單，故采用整體式芯盒制芯的造芯的造芯方法。3分型面的篩選分型面選擇時(shí)，應(yīng)在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡(jiǎn)化工藝過程，對(duì)于質(zhì)量要求不高的外形復(fù)雜小批鑄件來(lái)講，更應(yīng)先選擇分型面，節(jié)省更多的人力物力，由于滑動(dòng)軸承座分型結(jié)構(gòu)明顯，具有垂直分型面，可以選擇以下幾種：A方案.如圖4-1將軸承座的一個(gè)對(duì)稱面a-a作為分型面。這種分型方法思路簡(jiǎn)單，符合了最大截面原則，但是這樣不利于內(nèi)澆鑄口引入，澆注口的選擇對(duì)鑄件質(zhì)量有重要影響。 B方案.如圖4-2選擇分型面b-b，此分型面平直，大部分鑄型位于下沙箱，便于起模，下芯，提高鑄件尺寸精度和生產(chǎn)效率，且只有一個(gè)分型面，便于澆鑄時(shí)鑄型填充，其他不合理分型方案不再一一列舉，無(wú)怪乎不能滿足分型原則，分型方式對(duì)鑄件成型精度等影響較大。根據(jù)分型面數(shù)量盡量少，盡量平直等原則。保證鑄件的質(zhì)量，選擇方案B。 圖 4-1圖4-24鑄造位置及澆注口的確定根據(jù)重要表面向下放原則，將滑動(dòng)軸承座的重要表面放在下面，由于該構(gòu)件有多個(gè)面，因此將其中較大的面朝下放，并對(duì)向上的表面采用增加加工余量等措施保證質(zhì)量，由大而薄表面向下原則，滑動(dòng)軸承座的大面積平直表面或薄壁部分，在澆鑄時(shí)應(yīng)放在鑄型下部，并盡量讓加固肋板垂直，防止出現(xiàn)澆鑄不足，冷隔等缺陷；由厚大斷面處向上原則，應(yīng)將滾動(dòng)軸承座厚大斷面兩端放在上下面，這樣有利于放置冒口和冷鐵補(bǔ)縮。澆注口選擇應(yīng)符合鑄件凝固方式及特點(diǎn)，保證鑄型填充及鑄件質(zhì)量，盡量選取有利澆注位置，分析此結(jié)構(gòu)及造型位置，選用圓筒右上方為澆注口如圖4-3，從而避免直澆對(duì)鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落砂和檢驗(yàn)等。圖4-3鑄件工藝參數(shù)確定1加工余量 根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)尺寸及造型方法，鑄造材料等因素綜合考慮，查找（GB/T6414-1999,GB/T6416-1999）表5-1，5-2灰鑄鐵造型材料為濕砂型，鑄件尺寸公差等級(jí)與配套加工余量等級(jí)（CT/MA）為（15-13）/H，CT選定為14 /H;再由GB/T6416-1999可以查得相應(yīng)的加工余量數(shù)值為7.5mm；據(jù)GB/T6414-1999可得公差等級(jí)CT為14時(shí)，基本尺寸在40-63mm之間時(shí)，公差數(shù)值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時(shí)，公差數(shù)值為11mm；基本尺寸在100-160mm之間時(shí)，公差數(shù)值為12mm。由鑄件基本尺寸60mm,100mm，65mm知 ，滑動(dòng)軸承座鑄件的尺寸公差為：60+5，100+5.5，65+5.5 表5-1鑄件尺寸公差等級(jí)與配套用加工余量等級(jí)（GB/T6414-1999）造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級(jí)與配套加工余量等級(jí)（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金干、濕砂型（1513）/J（1513）/H（1513）/H（1513）/H（1513/H（1513）/H自硬砂（1412）/J (1311)/H (1311)/H(1210)/H(1210)/H (1210)/H鑄造工藝方法成批大量生產(chǎn)鑄鐵件尺寸公差等級(jí)與配套加工余量等級(jí)（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕合金砂型手工造型（1311）/J（1311）/H（1311）/H(1311)/H(1210)/H-(119)/H砂型機(jī)器造型(108)/H(108)/G(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G 造型材料單件、小批量生產(chǎn)鑄件公差等級(jí)與配套加工余量等級(jí)（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金薄壁殼型（108）/H(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G金屬鑄型-(97)/F(97)/F(97)/E(86)/F低壓鑄型-(97)/F(970/F(97)/F(86)/F壓力鑄型-(86)/D、(64)/D(75)/D熔模鑄型(75)/E(75)/E-(64)/E(64)/E注：公差等級(jí)適于尺寸>25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級(jí)，1016mm，鑄件可提高公差2等級(jí)，1625mm鑄件則可提高公差一級(jí)。 表5-2 灰鑄鐵件常見基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T 64161999）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量數(shù)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：表中每欄有二個(gè)加工余量數(shù)值，上面是單側(cè)加工時(shí)的加工余量值；下面是雙側(cè)加工時(shí)每側(cè)的加工余量值。 單件小批生產(chǎn)，鑄件的不同加工表面，允許采用相同的加工余量值。 砂型鑄件頂面的加工余量等級(jí)比底側(cè)面的等級(jí)降一級(jí)選用；孔的加工余量等級(jí)，可以采用與頂面相同的等級(jí)。2起模斜度及圓角確定 滑動(dòng)軸承座的測(cè)量面高度在55-65mm之間，查找金屬成型工藝設(shè)計(jì)教材，由表中數(shù)值寬度a在1.0-1.5mm之間選取，斜度在1-1.5之間，因此綜合考慮取起模斜度為1.5，寬度為1mm，未標(biāo)注處垂直起模斜度為1.0。由上下面相交壁厚為14.5mm，13.5mm查表可知應(yīng)在1/3-1/6范圍內(nèi)，此處圓角選為5mm。如圖5-1.圖5-13收縮量選擇由鑄造材料灰鑄鐵可知，其收縮量在0.7%-1.0%之間，在單件或小批量生產(chǎn)時(shí)取上限，故收縮量選為1.0%.4型芯及型芯頭選擇 滑動(dòng)軸承座內(nèi)腔成圓柱形孔，由分型方式可知，采用垂直型芯，有利于穩(wěn)固定位，排氣和落砂，由基本尺寸知，型芯長(zhǎng)度為65mm，由表查得下型芯高度H1值為25-30mm，確定為25mm；上型芯值為15mm，芯頭間隙為0.5-1.5mm,定為1.0mm；下芯頭斜度5-10選為7，上芯頭斜度6-15選擇10.表5-3 垂直和水平芯頭的尺寸參考數(shù)值 mm型芯長(zhǎng)度當(dāng)心頭直徑d或邊長(zhǎng)為下列數(shù)值時(shí)的下芯頭高度H下值3031606110010115015130030150050170070110001001200030151520-3150202520252025-511002530253025302025202530404060-101150303530353035253025304060406050705070151300354535403545304030354060507050706080301500-406040603555354540605070507080100501700-6080608045654565507060806080801007011000-7090709060806080801008010010012000-100120100120801008010080120芯頭高度由下芯頭高度值查得上芯頭高度H上值H下1520253035404550556065708090100120150H上1515152020252530303535404550556580型芯長(zhǎng)度當(dāng)芯頭直徑d或邊長(zhǎng)為下列數(shù)值時(shí)的水平芯頭直徑2526505110015120020130030140040150050170070110001002023353040405050706080-101200253530403545507060070080100-201400-35454060608070908010090100-401600-4060507070908010090110100120120140130150601800-608080100901101101201101301301501401608011000-90110110130110130120140130150150170 澆注系統(tǒng)的擬定1系統(tǒng)作用與結(jié)構(gòu)分析 系統(tǒng)澆注是指砂型中引導(dǎo)金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等組成。澆口杯承接金屬液，并經(jīng)直澆道流入橫澆道，再分配給各內(nèi)澆道流入型腔，因此各交道形狀及截面大小均影響鑄件質(zhì)量.2橫澆道及其結(jié)構(gòu)橫澆道除將金屬液分配給個(gè)各內(nèi)澆道外，最主要的作用是擋渣，課阻止水平流動(dòng)中的熔渣進(jìn)入型腔。通常為加強(qiáng)其擋渣作用，常采用鋸齒形橫澆道，穩(wěn)流式橫澆道或帶濾網(wǎng)的橫澆道。3各組元截面尺寸確定 各組元截面尺寸可根據(jù)鑄件合金種類、質(zhì)量、尺寸、壁厚、澆鑄時(shí)間等，利用簡(jiǎn)便經(jīng)驗(yàn)公式求得。 1：1.5：2 適用于大件 1：1.2：1.4 適用于大件S內(nèi):S模：S直 1：1.1：1.15 適用于中小件 1：10.6：1.11 適用于薄壁小件生產(chǎn)中最小的內(nèi)澆道截面積為0.04cm2，直澆道最小直徑一般不小于15-18mm。 1內(nèi)澆道橫截面選擇扁平梯形如圖6-1，其特點(diǎn)是扁平梯形內(nèi)澆道高度低，熔渣不易進(jìn)入，廣泛用于鑄鐵件生產(chǎn)。根據(jù)內(nèi)澆道橫截面積S內(nèi)=1 .3 cm2，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)值”a=20mm，b=18mm，c=8mm，內(nèi)澆道橫截面積如下圖所示 2橫澆道的界面形狀選擇梯形如圖6-2，因?yàn)樘菪螜M澆道當(dāng)渣能力強(qiáng)、開設(shè)容易，應(yīng)用廣。由S橫=1.2c，表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)值”得：A=12mm，B=6mm，C=14mm。所以橫澆道橫截面積如下圖所示：3、直澆道。直澆道橫截面積通常采用圓形如圖6-3，由S直=1.4 c，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)值”D=13mm。所以該軸承座的直澆道的橫截面積如下圖所示： 圖6-1內(nèi)澆道橫截面積圖 6-2橫澆道橫截面積圖 6-3直澆道表6-1灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)澆道尺寸/mm（S內(nèi)/m )橫澆道尺寸/mm（S橫/m直澆道尺寸/mm（S直/ m)abcS內(nèi)abcS內(nèi)ABCS橫DS直1195506410501611182401723014126808512801914223602031018157115106151202315254802342020188150117171502818317202757024211022513921225322235950328003026113101410263103828421380381130403012455171133450463250195045159045411460020123760056405828005322005652179202416469206545703850653320585322120028205012008060805600805030灰鑄鐵阻流截面計(jì)算公式：F阻澆注系統(tǒng)中的最小斷面總面積（cm2）；G流經(jīng)F阻斷面的金屬液總重量（Kg）；總流量損耗系數(shù)；t澆注時(shí)間（s）；Hp平均靜壓力頭（cm）式中G=1.56 KG；=0.42；Hp=24 cm；澆注時(shí)間t的計(jì)算如下：G型內(nèi)金屬液的總質(zhì)（重量）（Kg）S1系數(shù)，取決于鑄件壁厚，由表查出。4 系統(tǒng)引注位置的選用 類澆口常設(shè)在鑄件中部某一高度的分型面上，且內(nèi)澆道開在橫澆道尾端15-40mm處，可將金屬液從合適的地方引入型腔，這種澆注方法應(yīng)用普遍，適用于各種壁厚均勻、高度不大的中、小型鑄件。故滑動(dòng)軸承座應(yīng)選擇中注式澆口5冒口及尺寸確定 一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設(shè)冒口，故在此省略。 綜上所述：將內(nèi)澆道開設(shè)在下型的分界面上，并分兩道將金屬液從兩端法蘭處注入，有利于法蘭冷卻過程中補(bǔ)縮，將橫澆道開設(shè)在上型分型面上，起集渣排氣作用；在上型開設(shè)直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型頂面開設(shè)澆口杯，以便于澆注 。鑄造工藝圖如圖6-1.圖6-1鑄造工藝圖零件圖及工藝卡見附圖附 錄 鑄造工藝卡擬定鑄件名稱材料牌號(hào)生產(chǎn)類型毛坯質(zhì)量最小壁厚鑄件圖支撐臺(tái)HT200小批2.8kg10mm 造型造型方法砂箱鑄造、兩箱造型砂箱內(nèi)部尺寸/mm規(guī)格長(zhǎng)寬高緊固方法上箱15015050壓鐵緊固420kg下箱15015080砂型烘干烘干溫度烘干時(shí)間h方法3005烘干爐澆冒口尺寸mm澆道數(shù)量截面積橫澆道1個(gè)1.2c內(nèi)澆道1個(gè)1.3c直澆道1個(gè)1.4c澆注工藝規(guī)格出爐溫度/澆注溫度/澆注速度/sec冷卻時(shí)間/h>1300>12503555>10熱處理工藝加熱24h至55020，保溫均熱1 2h后緩冷