課程設(shè)計(jì)---滑動(dòng)軸承座工藝設(shè)計(jì)

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

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 </p><p>　　班級： </p><p>　　學(xué)號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　課題完成時(shí)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(jī)械制造生產(chǎn)過程的重要組成部分，也是機(jī)械零件切削加工的基礎(chǔ)，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(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代制造機(jī)械產(chǎn)品的支柱材料，也是構(gòu)成各種機(jī)器設(shè)備和工程機(jī)械的最主要材料。</p>

4、<p>　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求金屬鑄件具有高的力學(xué)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(shí)還要求生產(chǎn)周期短，成本低。因此，鑄件在生產(chǎn)之前，首先應(yīng)進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，使鑄件的整個(gè)工藝過程都能實(shí)現(xiàn)科學(xué)操作，才能有效地控制鑄件的形成過程，達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的效果。</p><p>　　鑄造工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案

5、和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡等技術(shù)文件的過程。鑄造工藝設(shè)計(jì)的有關(guān)文件，是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)，并用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)操作。因此，鑄造工藝設(shè)計(jì)的好壞，對鑄件品質(zhì)、生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該用鑄件成品率來考核。鑄件成品率的定義是鑄件質(zhì)量除以投入熔爐中的金屬原料質(zhì)量，，以百分?jǐn)?shù)表示。它和鑄件工藝出品率的差別是計(jì)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(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)費(fèi)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(shè)計(jì)人員必須熟悉圖樣和鑄件的使用要求，掌握實(shí)際生產(chǎn)的現(xiàn)有條件，以圖樣技術(shù)要求，生產(chǎn)批量和使用信息為依據(jù)，分析鑄件結(jié)構(gòu)、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(chǔ)。 </p><p>　　滑動(dòng)軸承座鑄造工藝設(shè)計(jì)目錄</p><p>　　一 滑動(dòng)軸承座結(jié)構(gòu)工藝分析……………………………………1</p><p>　　二 鑄造工藝

8、方案的設(shè)計(jì)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(shù)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(jié)……………………………………………………10</p><p>　　一.零件結(jié)構(gòu)工藝分析</p><p>　　滑動(dòng)軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。生產(chǎn)批量、合金

11、種類、空處壁厚等有關(guān)，如表2-2所列。</p><p>　　由任務(wù)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(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。通過查找《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》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(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>　　二．鑄件工藝方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2-1）鑄造種類選擇及確定材料牌號</p><p>　　分析：滑動(dòng)軸承支座內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，主要由內(nèi)腔和小孔等組成，外表面形狀相對復(fù)雜，但

13、無特殊表面質(zhì)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(chǎn)批量不大，技術(shù)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(shí)，操作靈活，工藝裝備簡單，成本低，生產(chǎn)率高，必要時(shí)易于采用機(jī)械自動(dòng)化操作。</p><p><b>　　零件的技術(shù)要求：</b></p><p>　　零件在鑄造方面的技術(shù)要求鑄后經(jīng)過時(shí)

14、效處理避免縮孔、縮</p><p>　　松、夾雜等缺陷行時(shí)鑄件的下底座面是機(jī)加工基準(zhǔn)面、上圓柱內(nèi)表</p><p>　　面為加工面在鑄造時(shí)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(yīng)太薄邊角處應(yīng)適當(dāng)加厚防止出現(xiàn)白口組織使該處既硬又難于加工。因?yàn)榇髓T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(shè)計(jì)要求的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中也沒有出現(xiàn)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(shí)，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)雜小批鑄件講，更應(yīng)來先選擇分型面，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(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(gè)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(yàn)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(shí)應(yīng)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(gòu)件有多個(gè)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(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，選用圓筒右上方為澆注口和左上方（需兩個(gè)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(yàn)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(jī)器造型和手工造芯三類。由于此種鑄件生產(chǎn)批量小，結(jié)構(gòu)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(huì)產(chǎn)生錯(cuò)箱。由于滑動(dòng)軸承座有一個(gè)圓面截型，宜選擇對開式芯盒制芯，其砂芯尺寸較準(zhǔn)確。</p>

21、<p>　　三．鑄件工藝參數(shù)確定</p><p><b>　　3-1）加工余量</b></p><p>　　根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)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(yīng)的加工余量數(shù)值為7.5mm；據(jù)GB/T6414-1999可得公差等級CT為14時(shí)，基本尺寸在40-63mm之間時(shí)，公差數(shù)值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時(shí)，公差數(shù)值為11mm；基本尺寸在100-160mm之間時(shí)，公差數(shù)值為12mm。由鑄件基本尺寸60mm,100mm，65mm知 ，滑動(dòng)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(dòng)軸承座的測量面高度在55-65mm之間，查找《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》教材</p><p>　　由表中數(shù)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(biāo)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(yīng)在1/3-1/6范圍內(nèi)，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(chǎn)時(shí)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(dòng)軸承座內(nèi)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(shè)置： 由于該構(gòu)

26、件有多個(gè)面，，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(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；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，選用上型面開設(shè)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(yàn)等。</p><p><b>　　五．主要參考資料</b></p><p>　　王愛珍 機(jī)械工程材料 北京航空航天大學(xué)出版社 2009年2月</p><p>　　王愛珍 金屬成型工藝設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社 2009年5月</p><p>　　王愛珍 熱加工工藝基礎(chǔ) 北京航空航天大學(xué)出版社

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

29、及《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》等書籍，收集、調(diào)查了有關(guān)資料，然后進(jìn)入草案階段，其間與教課老師劉教授進(jìn)行溝通，然后進(jìn)行幾次方案的討論、修改，最后定案，進(jìn)行正式圖規(guī)劃階段。設(shè)計(jì)方案確定后，最后進(jìn)行鑄造工藝圖和鑄件圖繪制設(shè)計(jì)。完成全部課程設(shè)計(jì)。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>