轴承座铸造工艺课程设计轴承座铸造工艺设计Word文档格式.docx
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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ø
18mm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ø
60mm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ø
60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ø
60mm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
=K²
G，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：
ø
32mm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
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
截面积
mm²
横浇道
28
18
31
720
内浇道
20
12
37
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：
【4】机械设计手册.
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