轴承座铸造工艺课程设计轴承座铸造工艺设计.docx
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轴承座铸造工艺课程设计轴承座铸造工艺设计
《热加工工艺》课程设计说明书
课程:
热加工工艺课程设计
题目:
轴承座铸造工艺设计
姓名:
专业:
机械设计制造及其自动化
班级:
机电一班
学号:
指导老师:
课程完成时间:
2012/5/18至2012/5/31
摘要
在机械制造过程中,由于加工过程十分复杂,加工工序繁多,工艺过程不仅有金属铸造成形,锻压成形,焊接成形,还有非金属的模压成形,挤压成形和滚压成形等。
铸造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,待冷却凝固后获得毛坯或零件的方法,是机械零件和毛坯成型的主要方法,尤其适合制造内腔和外形复杂的毛坯或零件,俗称为铸件。
通常按照其铸型性质不同,可分为砂型铸造,特种铸造和快速铸造。
Summary
Inmechanicalmanufacturingprocess,becauseprocessingprocessisverycomplex,processingoperationsisvarious,theprocesshasnotonlyformingmetalcasting,forgingpressformingandweldingforming,andthemouldingnonmetalforming,extrusionformingandrollingforming,etc.
Thecastingiswilltheliquidmetaloralloycastingtoandpartssize,shapeadaptationofthemouldcavity,waitforaftercoolingsolidificationgetblankorpartsofthemethod,isthemechanicalpartsandblankformingofthemainmethods,especiallysuitableformanufacturingtheinnercavityandappearanceofthecomplexblankorparts,betterknownascasting.
Usuallyaccordingtothedifferentpropertiescasting,sandcastingcanbedividedinto,specialcastingandfastcasting.
摘要…………………………………………………………………2
1.零件结构工艺分析………………………………………………4
2.铸造工艺方案拟定………………………………………………5
(1)铸型及方法选择………………………………………5
(2)分型面选择……………………………………………5
(3)浇注位置确定…………………………………………6
3.铸造工艺参数确定………………………………………………6
(1)切削加工余量…………………………………………6
(2)铸件收缩率……………………………………………6
(3)起模斜度及圆角………………………………………6
(4)型芯和芯头……………………………………………6
4.浇注系统设置……………………………………………………7
(1)浇冒口位置设计方案…………………………………7
(2)浇冒口尺寸确定………………………………………7
(3)轴承座铸造工艺卡……………………………………8
5.铸造工艺图绘制…………………………………………(见图纸1)
6.铸件图绘制………………………………………………(见图纸2)
7.总结………………………………………………………………9
8.致谢………………………………………………………………10
9.参考文献…………………………………………………………11
1.零件结构工艺分析
轴承座底座轮廓尺寸为220mm*140mm,其上有4个高为5mm凸台ø18mm通孔,由于尺寸小于30mm,为了减少型芯的数量及避免型芯放置不稳定,4个孔均不铸出,而采用钻床上用钻头钻出更加方便。
底座中心有一具有60mm的空心圆柱,高为140mm,其上下表面有光洁度要求,考虑到减少切削加工时间并节约金属材料,其ø60mm的孔应铸出。
轴承座一般工作在常温下,属于非运动零件,并且主要承受振动载荷、压应力等,从使用性能看,为了减少其危害,应采用灰铸铁毛坯。
依靠石墨组织对机械振动的缓冲作用,可阻止振动能量的传播,将振动源消失在片状石墨内,同时灰铸铁抗压能力也较强,从铸造性能上说,灰铸铁流动性最好,收缩率最小,综合考虑HT150灰铸铁较合适,一般用来铸造支座,底座,齿轮箱,工作台等。
2.铸造工艺方案拟定
(1)铸型及方法选择
轴承座具有矩形底板,内腔,凸台小孔等结构,形状较复杂,有特殊表面质量要求,不允许有气孔、夹渣,宜采用铸造行业最普遍的烘干型砂型铸造。
由于轴承座中心为回转体,且底板有平直的分型面,故适合采用分模造型,考虑到操作灵活简便,易造型,故采用手工分模造型。
(2)分型面选择(见铸造工艺图)
轴承座有3个最大横截面,可找出2种轴向分型和1种径向分型方案。
第一种方案:
以图示1为分型面。
此方案在底板底部分型,分型面平直,减少挖沙或假箱造型,节约成本。
且分型面处于最高处,重要面处于同一箱体内,且便于固定中心型芯,合箱和检验壁厚,还有利于翻箱和起模。
第二种方案:
以图示2为分型面。
此方案在4个凸台上分型,与1相比较,分型面起伏较多,增加制模及造型工艺和成本,且铸件没有全部位于或大部放在下型,不利于起模和翻箱,且此法易产生错箱,从而影响铸件精度。
第三种方案:
以图示3为分型面。
这种方法不利于固定型芯位置,且4个凸台不利于起模,影响精度。
综上所述。
第一种方案较好。
(3)浇注位置确定
鉴于浇注位置要处于厚大断面处向上原则,把次要尺寸较少的凸缘放在上面,既保证周围质量均匀一致,保证了加工面无砂眼,便于钻孔,又便于凸缘处放置冒口,还造成自下而上凝固,利于补缩。
故浇注位置为方案1。
3.铸造工艺参数确定
(1)切削加工余量
轴承座铸件是采用烘干型铸造灰铸铁件,其最大轮廓尺寸为220mm,加工面与基准面之间的距离为140mm,查《金属成型工艺设计》书表2-14,尺寸公差等级CT15~CT13,与加工余量等级MA配套关系为(CT15~CT13)/H,选用CT14/H。
查表2-15知,内圆孔ø60的加工余量为5mm,轴承座上下表面的加工余量为7.5mm。
(2)铸造收缩率
生产中常用灰铸铁的收缩率约为0.7%~1.0%,在浇注金属模式,其径向采用一般铸件通用的铸造收缩率0.83%。
(3)起模斜度及圆角
查表2-18知,由于下测量面高度为105mm,其对应宽度1.5mm~2.0mm,斜度为0°30′~0°45′,均选用最大值2.0mm和0°45′,上测量面高度为30mm,同样,选取宽度最大值选取1.2mm,斜度选2°。
中小型铸件的圆角半径一般为3mm~5mm,选取4mm。
(4)型芯和芯头
轴承座中央为ø60mm内腔,宜采用整体型芯和大芯头,以便于稳定、定位、排气和落砂。
查表2-21可确定下芯头高度为30mm~50mm,下芯头为30mm,上芯头为20mm。
由于底板4个通孔较小,不铸出孔槽。
4.浇注系统设置
(1)浇冒口位置设计方案(见铸造工艺图)
将内浇道开设在下分型面上,从底板边缘将融溶金属注入,有利于保证冷却过程中补缩;将横道开设在上分型面上,有利于集渣和排气,在上型开设直浇道,有利于产生压力,便于增加金属流动速度,而且有利于浇注。
冒口采用圆形明冒口,位置设置在上分型面中心长度方向上左右2个。
(2)浇冒口尺寸确定
参考《金属成形工艺设计》书知,内浇道长度对于中小件可选20~30mm,由经验公式知S²=K²G,内,横,直浇道断面面积比例1:
1.2:
1.4冒口直径D>=3δ,H:
D=1.5,L=4.5δ计算结果如下:
内浇道:
20mmx12mmx37mm总截面积600mm²
横浇道:
28mmx18mmx31mm总截面积720mm²
直浇道直径:
ø32mm总截面积800mm²
冒口直径:
90mm,高度135mm,有效补缩距离130mm
(3)轴承座铸造工艺卡
铸件名称
材料牌号
毛坯质量
最小壁厚
轴承底座
HT150
18.6kg
3cm
造
型
造型方法
砂型铸造,两箱整模造型
砂型内部尺寸/mm
规格
长
宽
高
紧固方法
上箱
800
600
170
压铁紧固340kg
下箱
800
600
230
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
长
宽
高
截面积
mm²
横浇道
28
18
31
720
内浇道
20
12
37
600
浇注工艺规范
出炉温度/℃
浇注温度/℃
浇注速度/sec
浇筑时间/h
>1350
>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、
通过本次热加工课程的设计,学到了很多关于铸造方面的知识,真所谓受益匪浅。
首先,我明白了在机械设计过程中,不仅要确定产品及各零件的结构,还必须同时确定所选用的的材料以及相应的制造工艺方法,即必须在设计、选材、制造三者之间,在多种方案分析比较优化组合基础上才能确定。
其次,我学习了很多关于铸造方面的知识,比如,从零件的结构分析,再到模型的设计,知道分型面如何布局才能使既经济有简单出模,以及冒口和浇道的设置位置会影响铸件的表面质量,同时,学到了型芯的设计技巧,用CAD作出铸件图和工艺图,巩固了计算机绘图技能。
最后,也在同学之间的相互交流中,体现了团队合作的重要性。
致谢
在这次课程设计中不但有自己的努力,更离不开来老师的恳切指导,对此表示由衷的感谢。
在这十几天的日子里,有过快乐,也有过苦恼,但当把所有任务完成时,心里有一种说不出的成就感,在没踏进这所学校的时候,自己就对模具铸造深感兴趣,在刘老师的辛勤培育下,自己的不屑努力下,自己也能完成从原料到产品的设计,自己感觉离自己的梦想越来越近了,再一次感谢刘万福老师的教导。
参考文献
【1】王爱珍.机械工程材料及成型技术[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2005.
【2】王爱珍.热加工工艺基础[M].北京:
北京航空航天大学出版社
【3】王爱珍.金属成形工艺设计[M]北京:
北京航空航天大学出版社
【4】机械设计手册.
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