滑動軸承座鑄造設計

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1、鑄造工藝設計材料的分析對于滑動軸承座，對于材料的選擇較為慎重，由于滑動軸承座主要承受壓力，所以應該能夠滿足且適合滑動軸承座的工作要求?？蛇x用灰口鑄鐵、球磨鑄鐵或者鑄鋼，但是綜合考慮選擇灰口鑄鐵較好，因為灰鑄鐵具有良好的耐磨性，液態(tài)流動性好，凝固收縮性小，抗壓強度高，吸震性好，使用時有充分的輕度和剛性，況且價格適宜，因此選用灰鑄鐵件。在灰鑄鐵中常用是和他HT200性能良好，便于吧加工和鑄造，故選用HT200作為鑄造滑動軸承座的鑄造材料。工藝分析 滑動軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。由任務書知上方小孔過小不鑄出，鑄件圖樣如圖3-1?；瑒虞S承座的中心孔距地尺寸為100mm；圓通外徑60mm，長65

2、mm；支撐板厚20mm；地板高25mm。為小型鑄件。主要承受徑向載荷，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。通過金屬成型工藝設計比較分析得到：，故選擇灰鑄鐵HT200作為鑄件材料。 圖3-1 三維形狀及零件圖 工藝方案設計1鑄型種類及方法確定 鑄件按鑄型性質不同，可分為砂型鑄造、特種鑄造和快速成型等方法。而砂型鑄造是以砂型作為造型材料，用人工或機械方法在沙箱內制造出型腔及澆筑系統(tǒng)的鑄造方法。不受鑄件質量、尺寸、材料種類及生產批量限制，原料來源廣泛、價格低廉，應用最

3、為普遍。砂型鑄造中的濕型鑄造比較適用于中小型鑄件，對大批量機械化流水線上更為實用。 滑動軸承座在工程中的應用是比較廣泛常見的?；瑒虞S承支座內部結構簡單，主要由內腔和小孔等組成，表面形狀相對復雜，但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。2型芯結構及制造 滑動軸承座零件有一圓柱筒，故型芯應為一圓柱體，其直徑應小于40，又型芯比較簡單，故采用整體式芯盒制芯的造芯的造芯方法。3分型面的

4、篩選分型面選擇時，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來講，更應先選擇分型面，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，可以選擇以下幾種：A方案.如圖4-1將軸承座的一個對稱面a-a作為分型面。這種分型方法思路簡單，符合了最大截面原則，但是這樣不利于內澆鑄口引入，澆注口的選擇對鑄件質量有重要影響。 B方案.如圖4-2選擇分型面b-b，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

5、響較大。根據(jù)分型面數(shù)量盡量少，盡量平直等原則。保證鑄件的質量，選擇方案B。 圖 4-1圖4-24鑄造位置及澆注口的確定根據(jù)重要表面向下放原則，將滑動軸承座的重要表面放在下面，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(xiàn)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

6、圓筒右上方為澆注口如圖4-3，從而避免直澆對鑄件造成沖擊，而且有利于型芯排氣，落砂和檢驗等。圖4-3鑄件工藝參數(shù)確定1加工余量 根據(jù)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）表5-1，5-2灰鑄鐵造型材料為濕砂型，鑄件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）為（15-13）/H，CT選定為14 /H;再由GB/T6416-1999可以查得相應的加工余量數(shù)值為7.5mm；據(jù)GB/T6414-1999可得公差等級CT為14時，基本尺寸在40-63mm之間時，公差數(shù)值為10mm;基本尺寸在65-100mm之間時，公差數(shù)值為11m

7、m；基本尺寸在100-160mm之間時，公差數(shù)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 表5-1鑄件尺寸公差等級與配套用加工余量等級（GB/T6414-1999）造型材料單件、小批量生產鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金干、濕砂型（1513）/J（1513）/H（1513）/H（1513）/H（1513/H（1513）/H自硬砂（1412）/J (1311)/H (1311)/H(1210)/H(1210)/H (1210)/H鑄造工藝方法成批大量生產鑄

8、鐵件尺寸公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕合金砂型手工造型（1311）/J（1311）/H（1311）/H(1311)/H(1210)/H-(119)/H砂型機器造型(108)/H(108)/G(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G 造型材料單件、小批量生產鑄件公差等級與配套加工余量等級（CT/MA）鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金輕金屬合金薄壁殼型（108）/H(108)/G(108)/G(108)/G-(97)/G金屬鑄型-(97)/F(97)/F(97)/E(86)/F低壓鑄型-(97)/F(970/F(97)/F(86)/

9、F壓力鑄型-(86)/D、(64)/D(75)/D熔模鑄型(75)/E(75)/E-(64)/E(64)/E注：公差等級適于尺寸25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級，1016mm，鑄件可提高公差2等級，1625mm鑄件則可提高公差一級。 表5-2 灰鑄鐵件常見基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T 64161999）CT789101112131415MAEFGHGHGHGHHJHJHJHJ基本尺寸加工余量數(shù)值160-2502.02.03.02.54.03.55.04.54.54.05.55.05.04.06.05.06.04.57.05.58.06.09.57.59.57.0117.5139.01

10、39.0138.51510注：表中每欄有二個加工余量數(shù)值，上面是單側加工時的加工余量值；下面是雙側加工時每側的加工余量值。 單件小批生產，鑄件的不同加工表面，允許采用相同的加工余量值。 砂型鑄件頂面的加工余量等級比底側面的等級降一級選用；孔的加工余量等級，可以采用與頂面相同的等級。2起模斜度及圓角確定 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，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，未標注處垂直起模斜度為1.0。由上下面相交壁厚為14.5mm，13.5mm查表可知應在1/3-1/6范圍內，此處

11、圓角選為5mm。如圖5-1.圖5-13收縮量選擇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%.4型芯及型芯頭選擇 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.表5-3 垂直和水平芯頭的尺寸參考數(shù)值 mm型芯長度當心頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時的下芯頭高度H下值303160611001011

12、5015130030150050170070110001001200030151520-3150202520252025-511002530253025302025202530404060-101150303530353035253025304060406050705070151300354535403545304030354060507050706080301500-406040603555354540605070507080100501700-6080608045654565507060806080801007011000-709070906080608080100801001001200

13、0-100120100120801008010080120芯頭高度由下芯頭高度值查得上芯頭高度H上值H下1520253035404550556065708090100120150H上1515152020252530303535404550556580型芯長度當芯頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時的水平芯頭直徑2526505110015120020130030140040150050170070110001002023353040405050706080-101200253530403545507060070080100-201400-35454060608070908010090100-401600-

14、4060507070908010090110100120120140130150601800-608080100901101101201101301301501401608011000-90110110130110130120140130150150170 澆注系統(tǒng)的擬定1系統(tǒng)作用與結構分析 系統(tǒng)澆注是指砂型中引導金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內澆道等組成。澆口杯承接金屬液，并經直澆道流入橫澆道，再分配給各內澆道流入型腔，因此各交道形狀及截面大小均影響鑄件質量.2橫澆道及其結構橫澆道除將金屬液分配給個各內澆道外，最主要的作用是擋渣，課阻止水平流動中的熔渣進入型腔。通常為加

15、強其擋渣作用，常采用鋸齒形橫澆道，穩(wěn)流式橫澆道或帶濾網(wǎng)的橫澆道。3各組元截面尺寸確定 各組元截面尺寸可根據(jù)鑄件合金種類、質量、尺寸、壁厚、澆鑄時間等，利用簡便經驗公式求得。 1：1.5：2 適用于大件 1：1.2：1.4 適用于大件S內:S模：S直 1：1.1：1.15 適用于中小件 1：10.6：1.11 適用于薄壁小件生產中最小的內澆道截面積為0.04cm2，直澆道最小直徑一般不小于15-18mm。 1內澆道橫截面選擇扁平梯形如圖6-1，其特點是扁平梯形內澆道高度低，熔渣不易進入，廣泛用于鑄鐵件生產。根據(jù)內澆道橫截面積S內=1 .3 cm2，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”a=20mm

16、，b=18mm，c=8mm，內澆道橫截面積如下圖所示 2橫澆道的界面形狀選擇梯形如圖6-2，因為梯形橫澆道當渣能力強、開設容易，應用廣。由S橫=1.2c，表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”得：A=12mm，B=6mm，C=14mm。所以橫澆道橫截面積如下圖所示：3、直澆道。直澆道橫截面積通常采用圓形如圖6-3，由S直=1.4 c，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值”D=13mm。所以該軸承座的直澆道的橫截面積如下圖所示： 圖6-1內澆道橫截面積圖 6-2橫澆道橫截面積圖 6-3直澆道表6-1灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標準值內澆道尺寸/mm（S內/m )橫澆道尺寸/mm（S橫/m直澆道尺寸/mm（S直/

17、m)abcS內abcS內ABCS橫DS直1195506410501611182401723014126808512801914223602031018157115106151202315254802342020188150117171502818317202757024211022513921225322235950328003026113101410263103828421380381130403012455171133450463250195045159045411460020123760056405828005322005652179202416469206545703850653320

18、585322120028205012008060805600805030灰鑄鐵阻流截面計算公式：F阻澆注系統(tǒng)中的最小斷面總面積（cm2）；G流經F阻斷面的金屬液總重量（Kg）；總流量損耗系數(shù)；t澆注時間（s）；Hp平均靜壓力頭（cm）式中G=1.56 KG；=0.42；Hp=24 cm；澆注時間t的計算如下：G型內金屬液的總質（重量）（Kg）S1系數(shù)，取決于鑄件壁厚，由表查出。4 系統(tǒng)引注位置的選用 類澆口常設在鑄件中部某一高度的分型面上，且內澆道開在橫澆道尾端15-40mm處，可將金屬液從合適的地方引入型腔，這種澆注方法應用普遍，適用于各種壁厚均勻、高度不大的中、小型鑄件。故滑動軸承座應選擇

19、中注式澆口5冒口及尺寸確定 一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設冒口，故在此省略。 綜上所述：將內澆道開設在下型的分界面上，并分兩道將金屬液從兩端法蘭處注入，有利于法蘭冷卻過程中補縮，將橫澆道開設在上型分型面上，起集渣排氣作用；在上型開設直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型頂面開設澆口杯，以便于澆注 。鑄造工藝圖如圖6-1.圖6-1鑄造工藝圖零件圖及工藝卡見附圖附 錄 鑄造工藝卡擬定鑄件名稱材料牌號生產類型毛坯質量最小壁厚鑄件圖支撐臺HT200小批2.8kg10mm 造型造型方法砂箱鑄造、兩箱造型砂箱內部尺寸/mm規(guī)格長寬高緊固方法上箱15015050壓鐵緊固420kg下箱15015080砂型烘干烘干溫度烘干時間h方法3005烘干爐澆冒口尺寸mm澆道數(shù)量截面積橫澆道1個1.2c內澆道1個1.3c直澆道1個1.4c澆注工藝規(guī)格出爐溫度/澆注溫度/澆注速度/sec冷卻時間/h13001250355510熱處理工藝加熱24h至55020，保溫均熱1 2h后緩冷