滑動軸承座鑄造設(shè)計(jì)

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1、 鑄造工藝設(shè)計(jì) 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(yīng)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?yàn)榛诣T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(qiáng)度高，吸震性好，使用時(shí)有充分的輕度和剛性，況且價(jià)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

2、 滑動軸承座主要由上蓋，底座，軸瓦組成。由任務(wù)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65mm；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(nèi)表面不承擔(dān)載荷的部分有油槽，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《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》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(shè)計(jì) 1鑄型種類及方法

3、確定 鑄件按鑄型性質(zhì)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(jī)械方法在沙箱內(nèi)制造出型腔及澆筑系統(tǒng)的鑄造方法。不受鑄件質(zhì)量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量限制，原料來源廣泛、價(jià)格低廉，應(yīng)用最為普遍。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(jī)械化流水線上更為實(shí)用。 滑動軸承座在工程中的應(yīng)用是比較廣泛常見的?；瑒虞S承支座內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，主要由內(nèi)腔和小孔等組成，表面形狀相對復(fù)雜，但無特殊表面質(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

4、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)械自動化操作。 2型芯結(jié)構(gòu)及制造 滑動軸承座零件有一圓柱筒，故型芯應(yīng)為一圓柱體，其直徑應(yīng)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分型面的篩選 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)雜小批鑄件來講，更應(yīng)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(jié)構(gòu)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(gè)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(nèi)澆

5、鑄口引入，澆注口的選擇對鑄件質(zhì)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(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。 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(zhì)量，選擇方案B。 圖 4-1 圖4-2 4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(gòu)件有多個(gè)面，因此將其中較大的面朝下

6、放，并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(yàn)等。 圖4-3 鑄件工藝參數(shù)確定 1加工余量 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

7、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(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 ，滑動軸承座鑄件的尺寸公差為：60+5，100+5.5，65+5.

8、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(chǎn)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 （15～13）/J （15～13）/H （15～13）/H （15～13）/H （15～13/H （15～13）/H 自硬砂 （14～12）/J (13～11)/H (13～11)/H (12～10)/H (12～10)/H (12～10)/H 鑄造工藝方法 成批大量生產(chǎn)鑄鐵件尺寸公差等級與配套加工余量等

9、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 （13～11）/J （13～11）/H （13～11）/H (13～11)/H (12～10)/H -- (11～9)/H 砂型機(jī)器造型 (10～8)/H (10～8)/G (10～8)/G (10～8)/G (10～8)/G -- (9～7)/G 造型材料 單件、小批量生產(chǎn)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 （10～8）/H (10

10、～8)/G (10～8)/G (10～8)/G -- (9～7)/G 金屬鑄型 -- (9～7)/F (9～7)/F (9～7)/E (8～6)/F 低壓鑄型 -- (9～7)/F (9～70/F (9～7)/F (8～6)/F 壓力鑄型 -- -- -- (8～6)/D、(6～4)/D (7～5)/D 熔模鑄型 (7～5)/E (7～5)/E -- (6～4)/E (6～4)/E 注：公差等級適于尺寸>25mm鑄件，鑄件可提高公差3等級，10～16mm，鑄件可提高公差2等級，16～25mm鑄件則可提高公差一級。 表5-2 灰

11、鑄鐵件常見基本尺寸及切削加工余量（摘自GB/T 6416—1999） CT 7 8 9 10 11 12 13 14 15 MA E F G H G H G H G H H J H J H J H J 基本尺寸 加工余量數(shù)值 160-250 2.0 2.0 3.0 2.5 4.0 3.5 5.0 4.5 4.5 4.0 5.5 5.0 5.0 4.0 6.0 5.0 6.0 4.5 7.0 5.5 8.0 6.0 9.5 7.5 9.5 7.0 11 7.5 13 9.0

12、 13 9.0 13 8.5 15 10 注：表中每欄有二個(gè)加工余量數(shù)值，上面是單側(cè)加工時(shí)的加工余量值；下面是雙側(cè)加工時(shí)每側(cè)的加工余量值。 單件小批生產(chǎn)，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(cè)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(shè)計(jì)》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(biāo)注處垂直起模斜度為1.0。由上下面

13、相交壁厚為14.5mm，13.5mm查表可知應(yīng)在1/3-1/6范圍內(nèi)，此處圓角選為5mm。如圖5-1. 圖5-1 3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(chǎn)時(shí)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(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. 表5-3 垂直和水平

14、芯頭的尺寸參考數(shù)值 mm 型芯長度 當(dāng)心頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時(shí)的下芯頭高度H下值 ≤30 31～60 61～100 101～150 151～300 301～500 501～700 701～1000 1001～2000 ≤30 15 15～20 - - - - - - - 31～50 20～25 20～25 20～25 - - - - - - 51～100 25～30 25～30 25～30 20～25 20～25 30～40 40～60 - - 101～150

15、 30～35 30～35 30～35 25～30 25～30 40～60 40～60 50～70 50～70 151～300 35～45 35～40 35～45 30～40 30～35 40～60 50～70 50～70 60～80 301～500 - 40～60 40～60 35～55 35～45 40～60 50～70 50～70 80～100 501～700 - 60～80 60～80 45～65 45～65 50～70 60～80 60～80 80～100 701～1000 - - - 70～90

16、70～90 60～80 60～80 80～100 80～100 1001～2000 - - - - 100～120 100～120 80～100 80～100 80～120 芯頭高度 由下芯頭高度值查得上芯頭高度H上值 H下 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 80 90 100 120 150 H上 15 15 15 20 20 25 25 30 30 35 35 40 45 50 55 65 80 型芯長度 當(dāng)芯頭直徑d或邊長為下列數(shù)值時(shí)的水平芯頭

17、直徑 ≤25 26～50 51～100 151～200 201～300 301～400 401～500 501～700 701～1000 ≤100 20 23～35 30～40 40～50 50～70 60～80 - - - 101～200 25～35 30～40 35～45 50～70 60～0 70～0 80～100 - - 201～400 - 35～45 40～60 60～80 70～90 80～100 90～100 - - 401～600 - 40～60 50～70 70～90 80～100 9

18、0～110 100～120 120～140 130～150 ⅰ601～800 - - 60～80 80～100 90～110 110～120 110～130 130～150 140～160 801～1000 - - - 90～110 110～130 110～130 120～140 130～150 150～170 澆注系統(tǒng)的擬定 1系統(tǒng)作用與結(jié)構(gòu)分析 系統(tǒng)澆注是指砂型中引導(dǎo)金屬液流入型腔的通道，一般由澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等

19、組成。澆口杯承接金屬液，并經(jīng)直澆道流入橫澆道，再分配給各內(nèi)澆道流入型腔，因此各交道形狀及截面大小均影響鑄件質(zhì)量. 2橫澆道及其結(jié)構(gòu) 橫澆道除將金屬液分配給個(gè)各內(nèi)澆道外，最主要的作用是擋渣，課阻止水平流動中的熔渣進(jìn)入型腔。通常為加強(qiáng)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(zhì)量、尺寸、壁厚、澆鑄時(shí)間等，利用簡便經(jīng)驗(yàn)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(nèi):S模：S直﹛

20、 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(chǎn)中最小的內(nèi)澆道截面積為0.04cm2，直澆道最小直徑一般不小于15-18mm。 1內(nèi)澆道橫截面選擇扁平梯形如圖6-1，其特點(diǎn)是扁平梯形內(nèi)澆道高度低，熔渣不易進(jìn)入，廣泛用于鑄鐵件生產(chǎn)。 根據(jù)內(nèi)澆道橫截面積S內(nèi)=1 .3 cm2，查表6-1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)值” a=20mm，b=18mm，c=8mm，內(nèi)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?yàn)樘菪螜M澆道當(dāng)渣能力強(qiáng)、開設(shè)容易，應(yīng)用廣。 由S橫=1.2c㎡，表6-

21、1“灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)值 內(nèi)澆道尺寸/mm（S內(nèi)/m㎡ ) 橫澆道尺寸/mm（S橫/m㎡ 直澆道尺寸/mm（S直/ m㎡)

22、 a b c S內(nèi) a b c S內(nèi) A B C S橫 D S直 11 9 5 50 6 4 10 50 16 11 18 240 17 230 14 12 6 80 8 5 12 80 19 14 22 360 20 310 18 15 7 115 10 6 15 120 23 15 25 480 23 420 20 18 8 150 11 7 17 150 28 18 31 720 27 570 24 21 10 225 13 9 21

23、 225 32 22 35 950 32 800 30 26 11 310 14 10 26 310 38 28 42 1380 38 1130 40 30 12 455 17 11 33 450 46 32 50 1950 45 1590 45 41 14 600 20 12 37 600 56 40 58 2800 53 2200 56 52 17 920 24 16 46 920 65 45 70 3850 65 3320 58 53 22 1200 28

24、 20 50 1200 80 60 80 5600 80 5030 灰鑄鐵阻流截面計(jì)算公式： F阻——澆注系統(tǒng)中的最小斷面總面積（cm2）； G——流經(jīng)F阻斷面的金屬液總重量（Kg）； μ——總流量損耗系數(shù)； t——澆注時(shí)間（s）； Hp——平均靜壓力頭（cm） 式中G=1.56 KG；μ=0.42；Hp=24 cm； 澆注時(shí)間t的計(jì)算如下： G——型內(nèi)金屬液的總質(zhì)（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(shè)在鑄件中部某一高度的分型面上，且內(nèi)澆道開在橫澆道尾端15-40mm處，可

25、將金屬液從合適的地方引入型腔，這種澆注方法應(yīng)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(yīng)選擇中注式澆口 5冒口及尺寸確定 一般小型、壁厚均勻的鑄件可不設(shè)冒口，故在此省略。 綜上所述：將內(nèi)澆道開設(shè)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(bǔ)縮，將橫澆道開設(shè)在上型分型面上，起集渣排氣作用；在上型開設(shè)直澆道，以形成必要的靜壓力，在上型頂面開設(shè)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(chǎn)類型

26、 毛坯質(zhì)量 最小壁厚 鑄件圖 支撐臺 HT200 小批 2.8kg 10mm 造型 造型方法 砂箱鑄造、兩箱造型 砂箱內(nèi)部尺寸/mm 規(guī)格 長 寬 高 緊固方法 上箱 150 150 50 壓鐵緊固420kg 下箱 150 150 80 砂型烘干 烘干溫度\℃ 烘干時(shí)間\h 方法 300 5 烘干爐 澆冒口尺寸\mm 澆道數(shù)量 截面積 橫澆道1個(gè) 1.2c㎡ 內(nèi)澆道1個(gè) 1.3c㎡ 直澆道1個(gè) 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(shí)間/h >1300 >1250 35~55 >10 熱處理工藝 加熱2~4h至55020℃，保溫均熱1 ~2h后緩冷