鑄造課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要……………………………………………….………………………………3</p><p>　　1、零件簡(jiǎn)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(jì)…………………………………………………………….……..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(jì)………………………………………………………...…..11</p>&l

5、t;p>　　3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………..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(jì)算……………………………………………………………

6、…..17</p><p>　　5、冷鐵的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..17</p><p>　　6、砂箱的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………..17</p><p>　　7、設(shè)計(jì)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(guò)程稱為鑄造生產(chǎn)，簡(jiǎn)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(guò)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(shí)，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(guò)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(shí)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(guó)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(duì)于其他成形工藝制造的零部件的競(jìng)爭(zhēng)能力，需要發(fā)揮鑄件的特長(zhǎng)，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(shí)還要開(kāi)發(fā)創(chuàng)新的精密成形技術(shù)或者說(shuō)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(kāi)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(guó)的鑄造業(yè)才能在國(guó)際市場(chǎng)中立于不敗之地。</p><p><b>　　零件簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　零件介紹</b></p><p>　　該滑動(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(guò)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(lái)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)載荷的部分開(kāi)有油槽，這樣潤(rùn)滑油可以通過(guò)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

12、過(guò)查找《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》比較分析得到：灰鑄鐵有良好的耐磨性，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)有充分的強(qiáng)度和剛性，能夠滿足且適合滑動(dòng)軸承座工作要求，而且價(jià)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(jì)</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(jí)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(hào)在零件圖上表示出來(lái)，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(shí)，應(yīng)在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡(jiǎn)化工藝過(guò)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：

15、</p><p><b>　　如圖1：</b></p><p>　　將軸承座的一個(gè)對(duì)稱面M-M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。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(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。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(dòng)軸承座的重要

17、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

18、圓筒右上方為澆注口，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。綜合各方面考慮，改滑動(dòng)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(dòng)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(jí)CT應(yīng)為8~10級(jí)，選9級(jí)，加工余量等級(jí)MA選G。由課程設(shè)計(jì)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(yè)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(jì)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(gè)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(shí)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(jì)</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(jì)直徑為70mm的砂芯。設(shè)計(jì)如圖示：</p><p><b>　　3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</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(jiǎn)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(jì)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(cè)》第13頁(yè)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(cè)》第19頁(yè)，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(kāi)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(cè)》第19頁(yè)，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(cè)》第19頁(yè)，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>　　（直澆道）</b></p><p><b>　　澆注系統(tǒng)示意圖：</b></p><p><b>　　4、冒口的尺寸計(jì)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(jì)</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(jì)算外冷鐵厚度取4mm。</p><p><b>　　6、砂箱設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用兩箱造型，如下圖所示：</p><p><b>　　7、心得體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)本次對(duì)滑動(dòng)軸承座鑄造工藝的設(shè)計(jì)，讓我對(duì)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(jì)實(shí)踐時(shí)的感覺(jué)是如此的不同。同時(shí)也反映出自己理論知識(shí)的缺乏，仰觀這門課程知識(shí)的博大，而自己要學(xué)的東西還有很多很多。而通過(guò)查找一些相關(guān)的鑄造手冊(cè)和一些數(shù)據(jù)的處理，不僅鍛煉了自己的動(dòng)手能力、分析能力，更對(duì)我國(guó)當(dāng)下鑄造工藝的一些方法有了一個(gè)大致的了解。同時(shí)，也常感謝我們親愛(ài)的xx老師在本次課程設(shè)計(jì)中對(duì)我們悉心的指導(dǎo)。</p><p>　　由于時(shí)間倉(cāng)促，不免有很多紕漏與錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)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(cè)》 劉瑞玲主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2006</p><p>　　[3]《鑄造工（中級(jí)）》 柳吉榮主編 機(jī)械工業(yè)出版社 20