課程設計---滑動軸承座工藝設計

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程： 金屬熱加工工藝課程設計 </p><p>　　題目： 滑動軸承座鑄造工藝設計 </p><p>　　姓名： </p><p>　　專業(yè)：

2、 機械設計與制造 </p><p>　　班級： </p><p>　　學號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　課題完成時間： 2010/

3、5/14 至 2010/5/27 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　金屬毛坯成型是機械制造生產過程的重要組成部分，也是機械零件切削加工的基礎，其成形對象是各種鑄件、鍛件、沖壓件、和焊件，成形材料為鋼鐵材料和非金屬材料等，其中鋼鐵材料是國民經濟和現代制造機械產品的支柱材料，也是構成各種機器設備和工程機械的最主要材料。</p>

4、<p>　　現代科學技術的發(fā)展，要求金屬鑄件具有高的力學性能、尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐熱、耐蝕、耐磨等，同時還要求生產周期短，成本低。因此，鑄件在生產之前，首先應進行鑄造工藝設計，使鑄件的整個工藝過程都能實現科學操作，才能有效地控制鑄件的形成過程，達到優(yōu)質高產的效果。</p><p>　　鑄造工藝設計就是根據鑄造零件的結構特點、技術要求、生產批量和生產條件等，確定鑄造方案

5、和工藝參數，繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡等技術文件的過程。鑄造工藝設計的有關文件，是生產準備、管理和鑄件驗收的依據，并用于直接指導生產操作。因此，鑄造工藝設計的好壞，對鑄件品質、生產率和成本起著重要作用。</p><p>　　專門的分析表明，鑄件的工藝出品率還不能充分表明保溫冒口的經濟效益，應該用鑄件成品率來考核。鑄件成品率的定義是鑄件質量除以投入熔爐中的金屬原料質量，，以百分數表示。它和鑄件工藝出品率的差別是計入

6、了熔煉和澆注的損耗。對鑄鋼來說，這種損耗約占6％。用普通砂型冒口的鑄鋼件成品率約為43％；而用保溫冒口的鑄鋼件成品率約為68％。相應地，利潤率也由原來的5.37％增加為14.16％。</p><p>　　由此可見，鑄造工藝設計時，采用不同的工藝，對鑄造車間或工廠的金屬成本、熔煉金屬量、能源消耗、鑄件工藝出品率和成品率、工時費用、鑄件成本和利潤率等，都有顯著的影響</p><p>　　在制定

7、鑄造工藝方案之前，設計人員必須熟悉圖樣和鑄件的使用要求，掌握實際生產的現有條件，以圖樣技術要求，生產批量和使用信息為依據，分析鑄件結構、選擇鑄件種類，確定造型方法和造芯方法等，以便為鑄造工藝的擬定奠定基礎。 </p><p>　　滑動軸承座鑄造工藝設計目錄</p><p>　　一 滑動軸承座結構工藝分析……………………………………1</p><p>　　二 鑄造工藝

8、方案的設計及選材…………………………………2</p><p>　　2--1 鑄造種類選擇及確定材料牌號………………………3</p><p>　　2--2 分型方案的篩選………………………………………5</p><p>　　2--3 確定澆鑄位置及造型方法……………………………6</p><p>　　三 鑄造工藝參數確定………………………………

9、……………7</p><p>　　3--1 加工余量的選擇………………………………………6</p><p>　　3--2 起模斜度、鑄造圓角的選擇…………………………7</p><p>　　3--3收縮量的選擇……………………………………………8</p><p>　　3--4 型芯及型芯頭的選擇…………………………………9</p>

10、<p>　　四 鑄造工藝圖，工藝卡及鑄件圖的繪制……………A3圖紙</p><p>　　六 主要參考資料……………………………………………9</p><p>　　七 總結……………………………………………………10</p><p>　　一.零件結構工藝分析</p><p>　　滑動軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。生產批量、合金

11、種類、空處壁厚等有關，如表2-2所列。</p><p>　　由任務書知上方小孔及底座上兩小孔過小不予鑄出，則鑄件圖樣如下</p><p>　　其主要用來承受徑向載荷，使用簡單不需要安裝軸承，且軸瓦內表面不承擔載荷的部分開有油槽，這樣潤滑油可以通過油孔和油溝進入間隙，起到潤滑保養(yǎng)作用。由于其經常處于壓應力和摩擦狀態(tài)，故要求能抗壓和耐磨損。通過查找《金屬成型工藝設計》表2—2，比較分析得到：灰

12、鑄鐵有良好的耐磨性，液態(tài)流動性好，凝固收縮性小，抗壓強度高，吸震性好，使用時有充分的強度和剛性，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>　　二．鑄件工藝方案設計</p><p>　　2-1）鑄造種類選擇及確定材料牌號</p><p>　　分析：滑動軸承支座內部結構簡單，主要由內腔和小孔等組成，外表面形狀相對復雜，但

13、無特殊表面質量要求；從尺寸上來講，屬于較小尺寸造型；由于選用了灰鑄鐵材料且生產批量不大，技術要求不太高，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，操作靈活，工藝裝備簡單，成本低，生產率高，必要時易于采用機械自動化操作。</p><p><b>　　零件的技術要求：</b></p><p>　　零件在鑄造方面的技術要求鑄后經過時

14、效處理避免縮孔、縮</p><p>　　松、夾雜等缺陷行時鑄件的下底座面是機加工基準面、上圓柱內表</p><p>　　面為加工面在鑄造時不允許有氣孔、砂眼、渣孔等缺陷。 </p><p><b>　　選材的合理性： </b></p><p>　　支墩軸套選用的材料是HT250為灰鑄鐵，便于加工和鑄造，灰鑄鐵鑄

15、件的壁厚不應太薄邊角處應適當加厚防止出現白口組織使該處既硬又難于加工。因為此鑄件只用作支承要求能夠抗壓即可選擇材料HT250可以滿足要求。</p><p>　　查表2--3得灰鐵鑄件100~200mm的輪廓尺寸下最小允許壁厚為5~6mm。由零件圖可知零件中不存在壁厚小于設計要求的結構在設計過程中也沒有出現壁厚小于最小壁厚要求的情況。 </p><p>　　2-2）分型方案的篩選&l

16、t;/p><p>　　分型面選擇時，應在保證鑄件質量的前提下，盡量簡化工藝過程，對于質量要求不高的外形復雜小批鑄件講，更應來先選擇分型面，節(jié)省更多的人力物力，由于滑動軸承座分型結構明顯，具有垂直分型面，可以選擇以下2種：</p><p><b>　　A如圖1</b></p><p>　　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

17、模，下芯，提高鑄件尺寸精度和生產效率，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b--b分型。</p><p><b>　　B.如圖2：</b></p><p>　　將軸承座的一個對稱面b--b（軸承座對稱中心線）作為分型面。這種分型方法思路簡單，還有在零件的垂直軸線上，

18、、僅有兩箱造型，便于起模、下芯和檢驗且分模面與分型面一致，符合了最大截面原則，符合了厚大斷面處向上原則，大而薄表面向下原則--鑄件上大面積平直表面或薄壁部分，在澆注時應放在鑄型的下部，因此選擇軸向分型方案較好。</p><p>　　2-3）確定澆鑄位置及造型方法</p><p>　　鑄造位置確定及澆注口選擇；由于該構件有多個面，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

19、保證質量，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，在澆鑄時應放在鑄型下部，并盡量讓加固肋板垂直，防止出現澆鑄不足，冷隔等缺陷；由厚大斷面處向上原則，應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縮。澆注口選擇應符合鑄件凝固方式及特點，保證鑄型填充及鑄件質量，盡量選取有利澆注位置，分析此結構及造型位置，選用圓筒右上方為澆注口和左上方（需兩個或以上鑄口）從而避免直澆對鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落

20、砂和檢驗等。</p><p>　　造型方法選擇。造型是砂型鑄件的基本工序，通常按照緊沙和起模方法不同，可分為手工造型，機器造型和手工造芯三類。由于此種鑄件生產批量小，結構較簡單，因此選擇手工造型和手工造芯。由于鑄件模樣為一體，分型面平直，鑄型由左右兩型組成，故選擇整形兩箱造型，其造型方法簡單，操作方便靈活，不會產生錯箱。由于滑動軸承座有一個圓面截型，宜選擇對開式芯盒制芯，其砂芯尺寸較準確。</p>

21、<p>　　三．鑄件工藝參數確定</p><p><b>　　3-1）加工余量</b></p><p>　　根據鑄件結構尺寸及造型方法，鑄造材料等因素綜合考慮，查找（GB/T6414-1999,GB/T6416-1999）灰鑄鐵造型材料為濕砂型，</p><p>　　鑄件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）為（15-13）/H

22、，CT選定為14 /H;再由GB/T6416-1999可以查得相應的加工余量數值為7.5mm；據GB/T6414-1999可得公差等級CT為14時，基本尺寸在40-63mm之間時，公差數值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時，公差數值為11mm；基本尺寸在100-160mm之間時，公差數值為12mm。由鑄件基本尺寸60mm,100mm，65mm知 ，滑動軸承座鑄件的尺寸公差為：60+5，100+5.5，65+5.5</p&

23、gt;<p>　　3-2）起模斜度及圓角確定</p><p>　　滑動軸承座的測量面高度在55-65mm之間，查找《金屬成型工藝設計》教材</p><p>　　由表中數值寬度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，未標注處垂直起模斜度為1.0°。由上下面相交壁厚為14.5

24、mm，13.5mm查表可知應在1/3-1/6范圍內，此處圓角選為5mm。</p><p><b>　　3-3）收縮量選擇</b></p><p>　　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時取上限，故收縮量選為1.0%.</p><p>　　3-4)型芯及型芯頭選擇</p><p>　

25、　滑動軸承座內腔成圓柱形孔，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°</p><p>　　澆注系統(tǒng)的設置： 由于該構

26、件有多個面，，對向上的表面采用增加加工余量等措施保證質量，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，在澆鑄時應放在鑄型下部，并盡量讓加固肋板垂直，防止出現澆鑄不足，冷隔等缺陷；應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縮。澆注口選擇應符合鑄件凝固方式及特點，保證鑄型填充及鑄件質量，盡量選取有利澆注位置，分析此結構及造型位置，選用上型面開設澆口杯，從而避免直澆對鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落砂

27、和檢驗等。</p><p><b>　　五．主要參考資料</b></p><p>　　王愛珍 機械工程材料 北京航空航天大學出版社 2009年2月</p><p>　　王愛珍 金屬成型工藝設計 北京航空航天大學出版社 2009年5月</p><p>　　王愛珍 熱加工工藝基礎 北京航空航天大學出版社

28、 2009年2月</p><p><b>　　六．課程設計總結</b></p><p>　　通過本次課程設計，我對鑄造設計方案擬定到分析設計的基本過程有了較為全面的了解。對鑄造設計的步驟、思路等有一定的認識和領悟。這是一個極其重要的過程，需要耐心和技能相配合。在課程設計過程中，我按照規(guī)定的程序進行，先針對鑄件零件進行分析，先后查看《機械工程材料》，《熱加工工藝基礎》

29、及《金屬成型工藝設計》等書籍，收集、調查了有關資料，然后進入草案階段，其間與教課老師劉教授進行溝通，然后進行幾次方案的討論、修改，最后定案，進行正式圖規(guī)劃階段。設計方案確定后，最后進行鑄造工藝圖和鑄件圖繪制設計。完成全部課程設計。在此對兩周來老師的耐心解答及分析表示深深的感謝！</p><p><b>　　2012-5-28</b></p><p><b>