鑄造課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………….………………………………3</p><p>　　1、零件簡介…………………………………………..…………………………….4</p><p>　　1.1 零件介紹……………………………………………………………………5</p>

2、<p>　　1.2 生產(chǎn)方式的選擇…………………………………………………..….…….5</p><p>　　2、鑄造工藝設(shè)計…………………………………………………………….……..5</p><p>　　2.1 工藝方案的選擇……………………………………….…………….……..6</p><p>　　2.1.1 分型面的選擇……………………………….…

3、...………………….6</p><p>　　2.1.2 澆注位置的選擇…………………………………………………….7</p><p>　　2.2 鑄造工藝參數(shù)的確定………………………………………………………8</p><p>　　2.2.1 最小鑄出孔…………………………………………………………..8</p><p>　　2.2.2 加工余量

4、與鑄造圓角…………………………………………….….8</p><p>　　2.2.3 鑄造縮尺…………………………………………………………….11</p><p>　　2.2.4 鑄造斜度與分型負(fù)數(shù)……………………………………………….11</p><p>　　2.2.5 砂芯設(shè)計………………………………………………………...…..11</p>&l

5、t;p>　　3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計………………………………………………………………..12</p><p>　　3.1澆注系統(tǒng)的選擇原則………………………………………………………12</p><p>　　3.2 澆注系統(tǒng)的尺寸確定………………………………………………..…….12</p><p>　　4、冒口的尺寸計算……………………………………………………………

6、…..17</p><p>　　5、冷鐵的設(shè)計……………………………………………………………………..17</p><p>　　6、砂箱的設(shè)計……………………………………………………………………..17</p><p>　　7、設(shè)計心得………………………………………………………………………..19</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………

7、…………………………………………………..….20</p><p><b>　　附 圖</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　鑄造生產(chǎn)通常是指用熔融的合金材料制作產(chǎn)品的方法，將液態(tài)合金注人預(yù)先制備好的鑄型中使之冷卻、凝固，而獲得毛坯或零件，這種制造過程稱為鑄造生產(chǎn)，簡稱鑄造，所鑄出的產(chǎn)品

8、稱為鑄件。大多數(shù)鑄件作為毛坯，需要經(jīng)過機(jī)械加工后才能成為各種機(jī)器零件；有的鑄件當(dāng)達(dá)到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求時，可作為成品或零件直接應(yīng)用。</p><p>　　鑄造是將金屬煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固，清除處理后得到預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件工藝過程，鑄件毛坯因近乎成形而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的，降低了成本并在一定程度上減少了時間。鑄造是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)之一。</p>

9、;<p>　　鑄造種類很多，按造型方法習(xí)慣上分為：普通砂型鑄造和特種鑄造。鑄造工藝通常包括鑄型準(zhǔn)備，鑄造金屬的溶化與澆注，鑄件處理和檢驗(yàn)。</p><p>　　中國的鑄造業(yè)再近些年取得了一定的發(fā)展。為了提高鑄件相對于其他成形工藝制造的零部件的競爭能力，需要發(fā)揮鑄件的特長，進(jìn)一步發(fā)揮鑄造材料的高強(qiáng)度化和高機(jī)能化，同時還要開發(fā)創(chuàng)新的精密成形技術(shù)或者說是凈形、近凈形技術(shù),以提高鑄件的內(nèi)外在質(zhì)量. 最需要

10、開發(fā)的是節(jié)材節(jié)能技術(shù)，盡量減少資源和能源的消耗。只有發(fā)揮我們的優(yōu)點(diǎn)，中國的鑄造業(yè)才能在國際市場中立于不敗之地。</p><p><b>　　零件簡介</b></p><p><b>　　零件介紹</b></p><p>　　該滑動軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。由任務(wù)書知上方小孔過小不予鑄出，則鑄件圖樣如下

11、：</p><p><b>　　PROE效果圖</b></p><p><b>　　CAD零件圖</b></p><p>　　其主要用來承受徑向載荷，使用簡單不需要安裝軸承，且軸瓦內(nèi)表面不承擔(dān)載荷的部分開有油槽，這樣潤滑油可以通過油孔和油溝進(jìn)入間隙，起到潤滑保養(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

12、過查找《金屬成型工藝設(shè)計》比較分析得到：灰鑄鐵有良好的耐磨性，液態(tài)流動性好，凝固收縮性小，抗壓強(qiáng)度高，吸震性好，使用時有充分的強(qiáng)度和剛性，能夠滿足且適合滑動軸承座工作要求，而且價格適宜，故選擇灰鑄鐵作為鑄件材料。</p><p><b>　　生產(chǎn)方式的選擇</b></p><p><b>　　大批量生產(chǎn)。</b></p><p

13、><b>　　2、鑄造工藝設(shè)計</b></p><p>　　2.1工藝方案的選擇</p><p>　　鑄件生產(chǎn)的主要步驟就是根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等因素確定鑄造工藝方案。其具體內(nèi)容包括：選擇鑄件的澆注位置及分型面，確定型芯的數(shù)量、定位方式、下芯順序、芯頭形狀及尺寸，確定工藝參數(shù)（如機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄造圓角級收縮率等）以及澆

14、注系統(tǒng)、冒口、冷鐵的形狀和尺寸及在砂型中的布置等，然后將所確定的工藝方案用文字和鑄造工藝符號在零件圖上表示出來，繪制鑄造工藝圖。</p><p>　　2.1.1分型面的選擇</p><p>　　分型面選擇時，應(yīng)在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝過程，對于質(zhì)量要求不高的外形復(fù)雜小批鑄件來講，更應(yīng)先選擇分型面，節(jié)省更多的人力物力，由于滑動軸承座分型結(jié)構(gòu)明顯，具有垂直分型面，可以選擇以下幾種：

15、</p><p><b>　　如圖1：</b></p><p>　　將軸承座的一個對稱面M-M分型面。這種分型方法思路簡單，符合了最大截面原則，但是這樣不利于內(nèi)澆鑄口引入，澆注口的選擇對鑄件質(zhì)量有重要影響。因此，不太合理，不作為首選。</p><p><b>　　如圖2：</b></p><p>　

16、　選擇分型面A-A’，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，且只有一個分型面，便于澆鑄時鑄型填充，其他不合理分型方案不再一一列舉，無怪乎不能滿足分型原則，分型方式對鑄件成型精度等影響較大。因此選用方案A-A’分型。</p><p>　　2.1.2澆注位置的選擇</p><p>　　鑄造位置確定及澆注口選擇。根據(jù)重要表面向下放原則，將滑動軸承座的重要

17、表面放在下面，由于該構(gòu)件有多個面，因此將其中較大的面朝下放，并對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，滑動軸承座的大面積平直表面或薄壁部分，在澆鑄時應(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

18、圓筒右上方為澆注口，從而避免直澆對鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落砂和檢驗(yàn)等。綜合各方面考慮，改滑動軸承座的澆注位置的選擇如下圖示：</p><p>　　2.2 鑄造工藝參數(shù)的確定</p><p>　　2.1.1 最小鑄出孔</p><p>　　該滑動軸承座零件圖的最小孔徑是13mm，根據(jù)教材表4-4可知，該孔可以不必鑄出，可由機(jī)械加工獲得。</p>

19、<p>　　2.2.2加工余量與鑄造圓角</p><p><b>　　加工余量</b></p><p>　　有任務(wù)書可知該軸承座為成批、大量生產(chǎn)，機(jī)器造型及殼型，則由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68 表4-2查得尺寸公差等級CT應(yīng)為8~10級，選9級，加工余量等級MA選G。由課程設(shè)計題目知基本尺寸185mm，查《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P68 表4-3與

20、尺寸公差配套使用的灰鑄鐵機(jī)械加工余量，頂面的加工余量取4.5mm，底面和側(cè)面的加工余量取4mm。加工余量如圖2.2</p><p><b>　　鑄造圓角</b></p><p>　　由《材料成型工藝基礎(chǔ)（第三版）》70頁可知，鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應(yīng)做出鑄造圓角，防止在尖角處產(chǎn)生沖砂及裂紋等缺陷。圓角半徑一般為相交兩壁平均厚度的1/3至1/2。</p>

21、<p><b>　　經(jīng)計算都取5mm。</b></p><p>　　2.2.3 鑄造縮尺</p><p>　　該鑄件材料為鑄造碳鋼，由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版P70知鑄造碳鋼的鑄造收縮率為1.3%~2.0%，該鑄件選1.5%，則制造尺寸放大一個線收縮率。</p><p>　　結(jié)論：鑄造收縮率1.5%。</p>&l

22、t;p>　　2.2.4 鑄造斜度與分型負(fù)數(shù)</p><p>　　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《鑄件模樣起模斜度》中的規(guī)定，該鑄件選用增加鑄件厚度的起模斜度形式如圖2.3：</p><p>　　該鑄件模具是木模，高度120mm，由《材料成型工藝基礎(chǔ)》第三版 P70表4-5砂型鑄造時模樣外表面及內(nèi)表面的起模斜度查得外表面起模斜度1.4mm，內(nèi)表面起模斜度2.6mm。</p><p>

23、　　結(jié)論：內(nèi)表面起模斜度2.6mm，外表面起模斜度1.4mm。</p><p>　　2.2.5 砂芯的設(shè)計</p><p>　　砂芯的作用是形成鑄件的內(nèi)腔，孔和鑄件外形不能出砂的部位。該軸承座的中間軸孔需要設(shè)計直徑為70mm的砂芯。設(shè)計如圖示：</p><p><b>　　3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　

24、澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液流入型腔的一系列通道的總稱。它一般由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等基本組元所組成。</p><p>　　3.1 澆注系統(tǒng)的選擇原則</p><p>　　因該鑄件質(zhì)量不大、高度不高和形狀簡單，則選用直澆口式的澆注系統(tǒng)。</p><p>　　3.2 澆注系統(tǒng)的尺寸確定</p><p>　　采用封閉式澆注系統(tǒng)，即：S直＞∑S橫

25、＞∑S內(nèi)，且S直：∑S橫：∑S內(nèi)=1.15：1.1：1。</p><p>　　由PROE軟件計算改軸承座的體積為866280平方毫米，而灰鑄鐵密度為7.8g/c㎡，則該軸承座的質(zhì)量：</p><p>　　866.280Ｘ7.8=6757g。</p><p>　　而改鑄件最大壁厚為15mm， 查《鑄造使用數(shù)據(jù)速查手冊》第13頁表1-20“一般灰鑄鐵件內(nèi)澆道的總截面積參

26、考數(shù)據(jù)”，得到該軸承座內(nèi)澆道的總截面積為1.6 c㎡。</p><p>　　即：∑S內(nèi)=1.6 c㎡ </p><p>　　由S直:∑S橫：∑S內(nèi)=1.15：1.1：1 </p><p><b>　　得：</b></p><p>　　S直=1.15X1.6=1.84 c㎡</p><p>　　∑

27、S橫=1.1X1.6=1.76 c㎡。</p><p>　　取內(nèi)澆道的數(shù)量為1，橫澆道的數(shù)量為1.</p><p><b>　　則</b></p><p>　　S直=1.84 c㎡</p><p>　　S橫=1.76 c㎡</p><p>　　S內(nèi)=1 .6 c㎡</p><p

28、>　?。?）內(nèi)澆道橫截面選擇扁平梯形，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)。</p><p>　　根據(jù)內(nèi)澆道橫截面積S內(nèi)=1 .6 c㎡，查《鑄造使用數(shù)據(jù)速查手冊》第19頁，表1-25“灰鑄鐵澆注系統(tǒng)各組員的尺寸”得：</p><p>　　a=20mm，b=18mm，c=8mm，內(nèi)澆道橫截面積如下圖所示</p><p><b&g

29、t;　　（內(nèi)澆道橫截面積）</b></p><p>　?。?）橫澆道的界面形狀選擇梯形，因?yàn)樘菪螜M澆道當(dāng)渣能力強(qiáng)、開設(shè)容易，應(yīng)用廣。</p><p>　　由S橫=1.76 c㎡，</p><p>　　查《鑄造使用數(shù)據(jù)速查手冊》第19頁，表1-25“灰鑄鐵澆注系統(tǒng)各組員的尺寸”得：</p><p>　　A=14mm，B=8mm，C=

30、16mm。</p><p>　　所以橫澆道橫截面積如下圖所示：</p><p><b>　?。M澆道橫截面積）</b></p><p>　　3、直澆道。 直澆道橫截面積通常采用圓形，由S直=1.84 c㎡，查《鑄造使用數(shù)據(jù)速查手冊》第19頁，表1-25“灰鑄鐵澆注系統(tǒng)各組員的尺寸”得：</p><p><b>

31、　　D=16mm。</b></p><p>　　所以該軸承座的直澆道的橫截面積如下圖所示：</p><p><b>　?。ㄖ睗驳溃?lt;/b></p><p><b>　　澆注系統(tǒng)示意圖：</b></p><p><b>　　4、冒口的尺寸計算</b></p>

32、;<p>　　一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設(shè)冒口，故在此省略。</p><p><b>　　5、冷鐵設(shè)計</b></p><p>　　冷鐵是為增加鑄件局部的冷卻速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的金屬物或其他激冷物。本鑄件采用外冷鐵工藝。一般灰鑄鐵件外冷鐵尺寸通常取d=(0.3~0.35)D,其中D為冷鐵安放位置的鑄件壁厚。取d=0.3D。如圖示：<

33、;/p><p>　　經(jīng)計算外冷鐵厚度取4mm。</p><p><b>　　6、砂箱設(shè)計</b></p><p>　　采用兩箱造型，如下圖所示：</p><p><b>　　7、心得體會</b></p><p>　　通過本次對滑動軸承座鑄造工藝的設(shè)計，讓我對鑄造成型有了更加深入的

34、了解，深知課堂的理論學(xué)習(xí)與自己親自設(shè)計實(shí)踐時的感覺是如此的不同。同時也反映出自己理論知識的缺乏，仰觀這門課程知識的博大，而自己要學(xué)的東西還有很多很多。而通過查找一些相關(guān)的鑄造手冊和一些數(shù)據(jù)的處理，不僅鍛煉了自己的動手能力、分析能力，更對我國當(dāng)下鑄造工藝的一些方法有了一個大致的了解。同時，也常感謝我們親愛的xx老師在本次課程設(shè)計中對我們悉心的指導(dǎo)。</p><p>　　由于時間倉促，不免有很多紕漏與錯誤之處，懇請老

35、師指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]《材料成型工藝基礎(chǔ)》沈其文主編 第3版 華中科技大學(xué)出版社 2011</p><p>　　[2]《實(shí)用數(shù)據(jù)速查手冊》 劉瑞玲主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2006</p><p>　　[3]《鑄造工（中級）》 柳吉榮主編 機(jī)械工業(yè)出版社 20