轴承座铸造实用工艺设计.docx

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轴承座铸造实用工艺设计

轴承座铸造工艺设计

尚武

摘要：

在创造中华民族5000多年文明史的历程中，铸造生产贡献巨大。

砂型铸造在机械制造业中占有非常重要的地位,不受质量、尺寸、材料种类与生产批量的限制。

而用于装轴瓦的局部总称壳件，其上半部称为轴承盖，下半部称为滑动轴承座。

本次对滑动轴承座进展设计。

滑动轴承座大多用铸铁制造，材料为HT200或ZG200～ZG400，承受载荷大的采用铸钢或钢板焊接结构。

广泛应用于 冶金，矿山，输送系统，环保设备等。

 滑动轴承座在铸造过程中有严格的技术要求。

本文通过对滑动轴承座的研究，得出滑动轴承座的铸造工艺。

关键词：

砂型铸造；技术要求；铸造工艺；铸造技术

1材料确实定 

灰铸铁件主要应用于可铸造壁较薄且形状复杂的铸件。

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，价格适宜。

滑动轴承座主要承受压力，能够满足且适合滑动轴承座工作要求。

因此，选用灰铸铁件。

在灰铸铁中，常用的HT200性能良好，便于加工和铸造，应当选HT200做为铸造材料

2结构工艺分析 

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1。

滑动轴承座的中心孔距地尺寸为132mm；圆通外径22mm，长24mm；支撑板厚6mm；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，且轴瓦外表不承当载荷的局部有油槽，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》比拟分析得到：

，应当选择灰铸铁HT200作为铸件材料。

图1

 三维形状与零件图 如图2

图2

 3 工艺方案的设计 

3.1铸型种类与方法确定 

    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制造出型腔与浇筑系统的铸造方法。

不受铸件质量、尺寸、材料种类与生产批量限制，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拟适用于中小型铸件，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拟广泛常见的。

滑动轴承支座部结构简单，主要由腔和小孔等组成，外表形状相对复杂，但无特殊外表质量要求；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，本钱低，生产率高，必要时易于采用机械自动化操作。

3.2型芯结构与制造 

 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㎜，又型芯比拟简单，故采用整体式芯盒制芯的造芯的造芯方法。

3.3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3-1 

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，符合了最大截面原如此，但是这样不利于浇铸口引入，浇注口的选择对铸件质量有重要影响。

  B方案.如图3-2 

选择分型面b-b，此分型面平直，大局部铸型位于下沙箱，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如此，分型方式对铸件成型精度等影响较大

方案A

方案B

根据分型面数量尽量少，尽量平直等原如此。

保证铸件的质量，选择方案B。

3.4铸造位置与浇注口确实定 

根据重要外表向下放原如此，将滑动轴承座的重要外表放在下面，由于该构件有多个面，因此将其中较大的面朝下放，并对向上的外表采用增加加工余量等措施保证质量，由大而薄外表向下原如此，滑动轴承座的大面积平直外表或薄壁局部，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如此，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与特点，保证铸型填充与铸件质量，尽量选取有利浇注位置，分析此结构与造型位置，

图3-3

选用圆筒右上方为浇注口如图3-3，从而防止直浇对铸件造成冲击，而且有利于型芯排气，落砂和检验等。

4铸件工艺参数确定

4.1加工余量 

零件最大尺寸<120mm,加工余量取4.0mm

灰口铸铁的加工余量值〔摘自2854-80〕

4.2拔模斜度

为了便于取模，在平行于出模方向的模样外表上所增加的斜度称为拔模斜度。

拔模斜度应根据模样高度与造型方法来确定，中小型木模的拔模斜度值为α=0.50°~30°。

模样高时取下限，模样矮时取上限。

金属的拔模斜度值比木模的小些。

综合考虑拔模斜度取40分。

4.3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%.

砂型铸造时几种合金铸造收缩率的经验值

4.4型芯与型芯头选择

滑动轴承座腔成圆柱形孔，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，由根本尺寸知，型芯长度为24mm，下型芯高度H1值为15mm，；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°.

5浇注系统的拟定

5.1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、浇道等组成。

浇口杯承接金属液，并经直浇道流入横浇道，再分配给各浇道流入型腔，因此各交道形状与截面大小均影响铸件质量.

5.2横浇道与其结构

横浇道除将金属液分配给个各浇道外，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。

5.3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:

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

生产中最小的浇道截面积为0.04cm2，直浇道最小直径一般不小于15-18mm。

1浇道横截面选择扁平梯形如图5-1，其特点是扁平梯形浇道高度低，熔渣不易进入，广泛用于铸铁件生产。

根据浇道横截面积S=1.3cm2，查表5-1“灰铸铁件浇注系统标准值〞

a=20mm，b=18mm，c=8mm，浇道横截面积如如下图所示

2横浇道的界面形状选择梯形如图5-2，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5-1“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如下图所示：

3、直浇道。

直浇道横截面积通常采用圆形如图5-3，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如下图所示：

图5-1浇道横截面积图5-2横浇道横截面积图5-3直浇道

表5-1灰铸铁件浇注系统标准值

浇道尺寸/mm〔S/m㎡）

横浇道尺寸/mm〔S横/m㎡

直浇道尺寸/mm〔S直/m㎡）

a

b

c

S

a

b

c

S

A

B

C

S横

D

S直

11

9

5

50

6

4

10

50

16

11

18

240

17

230

14

12

6

80

8

5

12

80

19

14

22

360

20

310

18

15

7

115

10

6

15

120

23

15

25

480

23

420

20

18

8

150

11

7

17

150

28

18

31

720

27

570

24

21

10

225

13

9

21

225

32

22

35

950

32

800

30

26

11

310

14

10

26

310

38

28

42

1380

38

1130

40

30

12

455

17

11

33

450

46

32

50

1950

45

1590

45

41

14

600

20

12

37

600

56

40

58

2800

53

2200

56

52

17

920

24

16

46

920

65

45

70

3850

65

3320

58

53

22

1200

28

20

50

1200

80

60

80

5600

80

5030

灰铸铁阻流截面计算公式：

F阻——浇注系统中的最小断面总面积〔cm2〕；

G——流经F阻断面的金属液总重量〔Kg〕；

μ——总流量损耗系数；

t——浇注时间〔s〕；

Hp——平均静压力头〔cm〕

式中G=1.56KG；μ=0.42；Hp=24cm；

浇注时间t的计算如下：

G——型金属液的总质〔重量〕〔Kg〕

S1——系数，取决于铸件壁厚，由表查出。

5.4系统引注位置的选用

类浇口常设在铸件中部某一高度的分型面上，且浇道开在横浇道尾端15-40mm处，可将金属液从适宜的地方引入型腔，这种浇注方法应用普遍，适用于各种壁厚均匀、高度不大的中、小型铸件。

故滑动轴承座应选择中注式浇口

5.5冒口与尺寸确定

一般小型、壁厚均匀的铸件可不设冒口，故在此省略。

综上所述：

将浇道开设在下型的分界面上，并分两道将金属液从两端法兰处注入，有利于法兰冷却过程中补缩，将横浇道开设在上型分型面上，起集渣排气作用；在上型开设直浇道，以形成必要的静压力，在上型顶面开设浇口杯，以便于浇注。

铸造工艺图如图5-1.

图5-1

铸造工艺图零件图与工艺卡见附图

附录

铸造工艺卡拟定

铸件名称

材料牌号

生产类型

毛坯质量

最小壁厚

铸件图

支撑台

HT200

小批

2.8kg

4mm

造型

造型方法

砂箱铸造、两箱造型

砂箱部尺寸/mm

规格

长

宽

高

紧固方法

上箱

150

150

50

压铁紧固420kg

下箱

150

150

80

砂型烘干

烘干温度\℃

烘干时间\h

方法

300

5

烘干炉

浇冒口尺寸\mm

浇道数量

截面积

横浇道1个

1.2c㎡

浇道1个

1.3c㎡

直浇道1个

1.4c㎡

浇注工艺规格

出炉温度/℃

浇注温度/℃

浇注速度/sec

冷却时间/h

>1300

>1250

35~55

>10

热处理工艺

加热2~4h至550±20℃，保温均热1~2h后缓冷

总结

通过课程设计巩固和加深了我们对铸造工艺课与其它有关根底课和技术根底课的知识；握铸造工艺与工艺工装的设计方法，锻炼运用铸造工艺手册与其它技术资料的根本技能；使我们进一步提高图纸、文字表达能力；为今后工作打下根底。

本文为铸造工艺课程设计的课题设计报告，设计课题为滑动轴承座的铸造工艺设计。

报告从活动轴承座零件图开始分析，逐步确定铸造工艺方案，至模样模板以与芯盒的设计，其过程和数据均已一一给出。

在此次课程设计中，团队发挥了较大的作用。

在课程设计的初期，由于我们都对铸造工艺有相应的不了解，故大家都去查找了相关资料。

在课题设计过程中，铸造工艺图无疑是很重要的，其标示出了分型面、机械加工余量、砂芯形状尺寸、浇注系统等一系列铸造中必不可少的参数。

不理解之处就去查找相关文献资料，并询问教师意见。

我们发现，铸造工艺设计中有着大量的工艺参数需要去查找，并且面对大量的数据信息，如何从中选出适合本课题铸件的相关参数有着一定难度。

信息的取舍与否直接影响到课题设计的严密性、严谨性，因此在这个问题上，我们也屡次询问教师的意见，在于教师的交流和沟通中，不断地改善我们的设计。

通过这次课程设计发现自己很多方面的知识掌握的不到位，在今后的学习中要不断的复习、讨论、询问，争取掌握所学理论并能在实际中应用。

此次铸造工艺课程设计，对于我们进一步认识铸造领域起到了极大的作用，通过实际的工艺设计，亲身投入到设计中去，学习设计思路，对于我们而言，有着不可小觑的意义。