軸承座的鑄造工藝設(shè)計(jì)
軸承座的鑄造工藝設(shè)計(jì),軸承,鑄造,工藝,設(shè)計(jì)
鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目軸承座鑄造工藝課程設(shè)計(jì)學(xué) 院年 級(jí)專 業(yè)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目目 錄錄1 1 前言前言.11.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義.11.1.1 本設(shè)計(jì)的目的.11.1.2 本設(shè)計(jì)的意義.11.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求.12 2 零件分析零件分析.22.1 零件結(jié)構(gòu)信息.22.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求.23 3 設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案.43.1 造型方法、造芯方法的選擇.43.2 鑄造方法的選擇.43.3 鑄型種類的選擇.43.4 鑄件澆注位置的確定.43.5 分型面的選擇.54 4 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù).74.1 收縮率確定.74.2 灰鐵鑄出孔大小確定.74.3 尺寸公差和加工余量的確定.74.4 起模斜度.94.5 吃沙量確定.104.6 活塊設(shè)計(jì).115 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).125.1 澆注時(shí)間的確定.125.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算.136 6 工裝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì).176.1 模樣設(shè)計(jì).176.2 模板設(shè)計(jì).176.3 砂箱設(shè)計(jì).187 7 結(jié)結(jié) 論論.20致致 謝謝.21鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).22鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 前言前言1.1 本設(shè)計(jì)的目的、意義1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的依據(jù)所給的零件圖,完成操縱桿支架的鑄造工藝設(shè)計(jì),使最終得到的零件能夠基本滿足加工性能和使用性能。1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義依靠本次鑄造工藝設(shè)計(jì),使學(xué)生熟悉鑄件的生產(chǎn)設(shè)計(jì)的各過(guò)程,將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用中去,能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)該類零件或相似類型的零件給出一定的啟發(fā)和幫助,減少經(jīng)濟(jì)損耗,降低生產(chǎn)廠家的成本。1.2 本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求技術(shù)要求:1.鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。2.未注鑄造圓角 R2-3。3.拔模斜度 3-5。灰鑄鐵具有良好的鑄造性能,材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得,本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造,手工造型,一箱四件生產(chǎn)該件。HT200 成分如下表 1.1 所示:表 1.1 HT200 成分表成分CSiPMnS比例3.03.61.42.00.150.61.010401501.42051.6鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)401000501.60551.6依據(jù)表 4.5 以及表 4.7,綜合比較,為了使該軸承座零件脫模順利,增大起模斜度,采用增減壁厚方式,選取金屬模樣的起模角度為 1.5,即每個(gè)垂直分型面的側(cè)面均加起模斜度為 1.5。根據(jù)以上結(jié)果,最終確定軸承座鑄件三維圖如圖 4.1,通過(guò) ProE 軟件計(jì)算該軸承座鑄件質(zhì)量為 4.88kg。圖 4.1 軸承座零件三維圖4.5 吃沙量確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。由前文可知軸承座單件重量為 4.88Kg,依據(jù)表 4.5.1,可確定吃沙量最小尺寸為a=50mm,b=50mm,c=40mm,d=40mm,e=40mm, f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大,可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)表 4.8 按鑄件重量確定的吃沙量 (單位 mm)鑄件重量/kgabcdef1000040506070901001201502002502753003504004050607090100120150200250275300350400304040505060709010012515017520025030405050607080901001251501752002503040506070100303030405060701201502002252502502504.6 活塊設(shè)計(jì)軸承座采用分型方案三不需要設(shè)計(jì)砂芯,避免設(shè)計(jì)芯盒,但是需要設(shè)計(jì)活塊才能順利造型。軸承座軸孔兩端凸出,最終完成活塊與軸承座設(shè)計(jì),如圖 4.2 所示。圖 4.2 鑄型與活塊三維圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 澆注時(shí)間的確定軸承座鑄件單件重量為 4.88Kg。由于該件為一箱四件生產(chǎn)的砂型鑄造,成批生產(chǎn),確定澆注過(guò)程中的總體金屬液重量,澆冒占比為 25%,則澆注時(shí)所需金屬液總質(zhì)量為4.88*4/(1-25%)=26.03Kg。對(duì)于重量小于 250Kg 的形狀復(fù)雜的薄壁鑄鐵件,其澆注時(shí)間可按經(jīng)驗(yàn)公式(5-1)計(jì)算t=SGL (5-1)式中t 澆注時(shí)間(s);GL 型內(nèi)金屬液總重量,包含澆冒口系統(tǒng)重量(Kg);S系數(shù),取決于逐漸壁厚,可由表 5.1 系數(shù) S 和鑄件壁厚 的關(guān)系查出。表中壁厚 指鑄件的主要壁厚,對(duì)實(shí)心體鑄件取壁厚 =2E(E為鑄件的當(dāng)量厚度)E=鑄件的體積/鑄件的面積。表 5.1 系數(shù)和鑄件壁厚的關(guān)系鑄件壁厚 mm2.53.53.588.015系數(shù)1.631.852.2因?yàn)檩S承座鑄件的斜度依據(jù)增加壁厚方式來(lái)形成,故壁厚適當(dāng)取大值計(jì)算。計(jì)算澆注時(shí)間: t=SGL =2.226.03=11.22S。型內(nèi)金屬液面上升速度 v型用下式(5-2)表示:v型=C/t (5-2)其中 C 為鑄件高度,合適的澆注時(shí)間 t 應(yīng)滿足如下條件:C/v型 maxtC/v型 min (5-3)對(duì)鑄鐵件可依表 5.2 決定型內(nèi)鐵液液面的最小上升速度。表 5.2 型內(nèi)鐵液液面的最小上升速度鑄件壁厚 /mmv型 min/(mms-1)40,水平澆注大平板40,上箱有大平板8102030鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10404101.541020203030100經(jīng)驗(yàn)算:v型 minC/t=(78+5+3.5)/11.22=7.7mms-1,不符合上表型內(nèi)最小上升速度,因此最終調(diào)整澆注時(shí)間 t 為 6.48S。5.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種:根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系,可分為封閉式、半封閉式、開(kāi)放式、封閉開(kāi)放式等 4 種類型;根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置(引入位置),可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等 4 種類型。本次軸承座澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用封閉式澆注系統(tǒng)、頂注式,查表 5.3,因?yàn)樵撦S承座為中、小型灰鐵件砂型鑄造,故選擇澆注系統(tǒng)的斷面比關(guān)系為:=1:1.1:1.15。表 5.3 澆注系統(tǒng)各單元斷面比例及其應(yīng)用截面比例應(yīng)用21.51大型灰鑄鐵砂型鑄造1.41.21中、大型灰鑄鐵件砂型鑄造1.151.11中、小型灰鑄鐵件砂型鑄造1.111.061薄壁灰鑄鐵件砂型鑄造1.51.11可鍛鑄鐵前文計(jì)算的鑄件總高度 86.5mm,鑄件在下箱,下箱鑄件高度為 86.5mm,縮尺為 1%,依據(jù)吃沙量前文查表選取為 a=b=50mm,則上砂箱最小高度為 86.51.01+50=137.365mm,取下砂箱高度 100mm。確定靜壓頭高度,依據(jù)表 5.4 普通漏斗形外澆口尺寸,初步澆口杯高度尺寸,暫定澆口杯高度為 54mm,減少上砂箱用砂量,設(shè)計(jì)為外置澆口杯,置于上砂箱之上。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)表 5.4 普通漏斗形外澆口尺寸本次設(shè)計(jì)采用頂部澆注形式,則計(jì)算靜壓頭高度為:HP=10+5.4=15.4cm則依據(jù)截面比的關(guān)系:=1:1.1:1.15。內(nèi)澆道采用截面比設(shè)計(jì)法,則內(nèi)澆道計(jì)算公式為: (5-4)其中本次設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)為澆口杯、直澆道、內(nèi)澆道 4 個(gè)部分的四單元澆注系統(tǒng),則有:15.45.963cm (5-5)直澆道下端直徑 d/mm/mm/mmh/mm鐵液容量/Kg165652400.516185854420.618206056440.720226258460.822246460480.924266662501.026286864521.228307066541.3鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)=5.46cm2依據(jù)表 5.5 內(nèi)澆道尺寸,選取與計(jì)算的=5.46cm2稍大的斷面的面積,本次設(shè)計(jì)選取內(nèi)澆口面積為 0.8cm2,對(duì)應(yīng)的內(nèi)澆口尺寸 a=10mm,b=8mm,c=9mm,一箱四件,每件設(shè)計(jì) 2 個(gè)內(nèi)澆口,設(shè)計(jì)為 8 個(gè)內(nèi)澆口,則內(nèi)澆道總斷面面積為 6.4cm2。表 5.5 內(nèi)澆道尺寸(單位:mm)序號(hào)內(nèi)澆道斷面積/abcabcabcabcda10.611968.66.586.54.511117591220.8141261089851212861013.531.015137119109514149711.51541.218147.5121011106151610712.516.5計(jì)算出橫澆道總斷面面積為=7.04cm2,查表 5.6 澆注系統(tǒng)截面尺寸,設(shè)計(jì)橫澆道截面面積為 7.2cm2的橫澆道,橫澆道布置在直澆道兩側(cè),則每段橫澆道斷面面積為3.6cm2,對(duì)應(yīng)的橫澆道尺寸為:A=19mm,B=14mm,C=22mm。表 5.6 澆注系統(tǒng)截面尺寸橫澆道直澆道序號(hào)斷面積/A /mmB /mmC /mmA /mmB /mmC /m序號(hào)斷面積/D/mm鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)m11.0119101810611.81522.01510162013823.12032.416111822141034.92543.017132024151147.13053.619142228171259.63564.0201523301813612.640計(jì)算出直澆道總斷面面積為=7.36cm2,故查表 5.6 澆注系統(tǒng)截面尺寸,直澆道截面面積取 7.36cm2,直徑為 30mm。最終確定各澆道截面尺寸如下圖 5.1 澆道截面尺寸所示,澆注系統(tǒng)三維圖如圖 5.2 所示。圖 5.1 澆道截面尺寸鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 5.2 澆注系統(tǒng)三維圖鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6 工裝設(shè)計(jì)工裝設(shè)計(jì)6.1 模樣設(shè)計(jì)金屬模具有表面光潔,尺寸精度、強(qiáng)度高,剛性大,使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),本次設(shè)計(jì)的軸承座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸較小,主要用于支撐和連接某些部件,且成批生產(chǎn),因此選擇金屬模。6.2 模板設(shè)計(jì)最終確定軸承座的上模板和下模板裝配圖如下圖 6.1 和圖 6.2 所示。圖 6.1 上模板裝配圖1.模板 2.M10 內(nèi)六角螺絲 3.上模樣定位銷 4.上模樣 5.橫澆道 6.直澆道 7.上模板導(dǎo)向銷 鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 6.2 下模板裝配圖1.下模板定位銷 2.下模板 3.下模樣定位銷 4.下模樣 5.M10 內(nèi)六角螺絲 6.直澆道窩 7.下模板導(dǎo)向銷6.3 砂箱設(shè)計(jì)由前文計(jì)算選取的吃沙量以及鑄造工藝排布,選擇砂箱內(nèi)框尺寸,上砂箱內(nèi)框尺寸為:700350100,下砂箱內(nèi)框尺寸為:700350100。根據(jù)表 6.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸,依據(jù)本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),選擇 800600 砂箱尺寸對(duì)應(yīng)的造型機(jī)為 Z148A。表 6.1 常用造型機(jī)所用砂箱的最佳尺寸砂箱尺寸(mm)400300500400600500800600造型機(jī)Z114A,Z124Z145,ZZ415Z146,ZB326ZB148A3ZZ318砂箱尺寸8007001000800110090016001200造型機(jī)Z148A,Z158Z2310,Z2410ZB1410ZB1416最終確定軸承座的合箱圖如下圖 6.3 合箱圖所示。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圖 6.3 合箱圖1.下砂型 2.下砂箱 3.砂箱用定位銷 4.砂箱定位套 5.上砂型 6.上砂箱 7.澆口杯 8.砂箱用導(dǎo)向銷 9.砂箱導(dǎo)向套鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7 結(jié) 論通過(guò)本次鑄造工藝課程設(shè)計(jì),學(xué)到了很多關(guān)于鑄造方面的知識(shí),真所謂受益匪淺。首先,我明白了在設(shè)計(jì)過(guò)程中,不僅要確定產(chǎn)品及各零件的結(jié)構(gòu),還必須同時(shí)確定所選用的的材料以及相應(yīng)的鑄造工藝方法,即必須在設(shè)計(jì)、選材、制造三者之間,在多種方案分析比較優(yōu)化組合基礎(chǔ)上才能確定。其次,我學(xué)習(xí)了很多關(guān)于鑄造方面的知識(shí),比如,從零件的結(jié)構(gòu)分析,再到模型的設(shè)計(jì),知道分型面如何布局才能使既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單出模,以及冒口和澆道的設(shè)置位置會(huì)影響鑄件的表面質(zhì)量,同時(shí),學(xué)到了用 CAD、ProE作出鑄件圖和工藝圖,鞏固了計(jì)算機(jī)繪圖技能。最后,也在同學(xué)之間的相互交流中,體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)致 謝在這次課程設(shè)計(jì)中不但有自己的努力,更離不開(kāi)賈克明老師的懇切指導(dǎo),對(duì)此表示由衷的感謝。在這十幾天的日子里,有過(guò)快樂(lè),也有過(guò)苦惱,但當(dāng)把所有任務(wù)完成時(shí),心里有一種說(shuō)不出的成就感,在沒(méi)踏進(jìn)這所學(xué)校的時(shí)候,自己就對(duì)模具鑄造深感興趣,在賈克明老師的辛勤培育和自己的不屑努力下,自己也能完成從原料到產(chǎn)品的設(shè)計(jì),感覺(jué)自己離自己的夢(mèng)想越來(lái)越近了,再一次感謝賈克明老師的教導(dǎo)。鑄造工藝課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)1 中國(guó)鑄造協(xié)會(huì).鑄造工程師手冊(cè)(第三版) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.2 機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造學(xué)會(huì)編.鑄造手冊(cè)(第 5 卷:鑄造工藝)(M).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3 葉榮茂、吳維岡、高景燕.鑄造工藝課程設(shè)計(jì)手冊(cè)(M).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1989.軸承座
鑄造工藝設(shè)計(jì)
鑄 造 工 藝 卡
卡片編號(hào)125
HT-200
共1頁(yè) 第1頁(yè)
產(chǎn)品名稱
軸承座
每臺(tái)件數(shù)
4
澆冒口重
4.88kg
零件圖號(hào)
A3
每型件數(shù)
1
每型金屬液
26.03kg
零件名稱
軸承座
凈 重
4.872kg
活塊數(shù)
1
材 質(zhì)
HT-200
毛 重
4.95kg
芯 盒 數(shù)
0
準(zhǔn)
備
砂 箱
砂芯數(shù)量
0個(gè)
上箱
700mm×350mm×100mm
1#芯盒
0
下箱
700mm×350mm×150mm
2#芯盒
0
備 砂
型 砂
呋喃自硬砂
芯 砂
涂料
醇基涂料粉
造 芯
設(shè) 備
震動(dòng)落砂機(jī)
硬化方法
CO2
造 型
設(shè) 備
震動(dòng)落砂機(jī)
硬化方法
自硬
易割冒口數(shù)
0
直澆道尺寸
Φ30
橫澆道尺寸
19*14*22
內(nèi)澆道尺寸
10*8*9
直澆道數(shù)量
1
橫澆道數(shù)量
2
內(nèi)澆道數(shù)量
4
合 箱
合箱至澆注時(shí)間
≤ 24h
澆注溫度
1420℃
開(kāi)箱時(shí)間
3h
工藝要求要求及操作要點(diǎn):
1. 鑄造收縮率為1%;
2. 拔模斜度為3°-5°;
3. 鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷;
4. 未注鑄造圓角R2-3;
5. 鑄件頂部澆注。
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軸承
鑄造
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軸承座的鑄造工藝設(shè)計(jì),軸承,鑄造,工藝,設(shè)計(jì)
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