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毕业设计论文设计论文题目：轴承座铸造工艺与工装设计下达日期：2007年4月28日开始日期：2007年4月28日完成日期：2007年6_月_8_日指导教师：韩小峰学生专业：材料成型与控制技术班级：材料0401学生姓名：李春晖教研室主任：材料工程系摘要铸造是一种将金属熔炼成流动的液态合金，然后浇入一定的几何 形状、尺寸大小的型腔之中，凝固冷却后成为成为所需要的零件毛坯 的一种制作方法。本文通过对铸造这一特殊工种的诠释和此铸件的特点相结合给 予了比拟合理的方法。从铸造工艺的设计到整个铸造工艺的设计我们 对此都作了比拟详细的论证、比照、数据和计算，并且从中选择较优 的方法和方案给以了较合理的应用和实施。首先我们对所设计的的铸件进展了认真的分析， 读懂零件图的几 何形状、主要结构和特殊部位以与铸件的工艺要求、 工装要求等给以 较合理的思考。其次设计此铸件的整个工艺过程： 其中包括铸造方法 的选择、分型面的选择与确定、浇注系统的选择与计算设计、铁液的 凝固、以与对所要产生缺陷的防止方法和补缩等问题上午考虑设计。 然后对所设计的工艺过程进展工装设计： 其中包括模样的设计、模底 板的设计、芯盒的设计、砂箱的设计等，而且对这些工装的定位与夹 紧等问题进展解决。最后对所设计的整个过程给以检验、总结。进一 步对此设计的成功率给以进一步的保障。关键词：铸造，工艺，工装，缺陷BEARINGSEAT TECHNRQUE FROCK DEVISEABSTRACTMaking the smelt metal bee the mobile liquid state alloy, pouring-in solidifies in the type cavity hav ing the certa in geometry form and dime nsion, being someth ing be n eeded part bla nk after cooli ng dow n. This making method is called cast-on outwell.This passage has give n paratively rati onal method through the anno tati on to one peculiar kind of work in production bining with this casting characteristic .And in en tire cast ing tech nique desig n, we have all made paratively detailed dem on strati on , con trast, and pute , have chose n the best method and scheme , have carried out more rational application and be put into effect We have carried out conscientious analysis on what be desig ned that casti ng first , have read the geometry form , main structure and peculiar locati on knowing part picture, casti ng tech no logical requireme nts , frock request etc, giving more rati onal thinking. Secon dly, desig n the cast ing en tire ness procedure in cludi ng cast-on outwell method choice, mark type choice and for sure, teeming system choice and secretly scheme against design, iron liquid solidification, and face to face need to e into being defect preventing from method and fill a vacancy and so on . The frock being in progress to what the desig ned procedure is desig ned, it in cludes the appeara nee desig n , model bottom board desig n , core box desig n , the sand box desig n etc., the problem such as fixing positi on and clamp ing to these frocks is in progress solve.Fin ally we checked and summed up en tire process of the desig ns, Give a further guara ntee further to the success rate that this desig ns.KEY WORD&sting, technique, frock, defect毕业设计任务书中文摘要英文摘要符号说明.铸造工艺设计 61、零件分析62、铸造方法确实定63、分型面确实定74、浇注系统的设计85、冒口的设计106、冷铁的设计10铸造工装设计111、模样的设计 112、模板的设计 113、芯盒的设计12144、砂箱的设计12三.熔炼与砂处理1、 树脂砂型与砂芯的烘干 142、 熔炼 153、 工艺参数的选择164、 铸造用砂的选择165、落砂176、铸件的清理177、铸件的检验18参考文献19附录 20致谢 21教师评语与成绩22符号说明符号名称单位符号名称单位CT尺寸公差mm&内浇道阻元 截面积cm2MT重量公差S黄横浇道阻元 截面积E加工余 量等级s直直浇道阻元 截面积Fs出气孔出气孔浇道 阻元截面积Gs明冒口明冒口浇道 阻元截面积Hs内内浇道 截面积L长度0黄横浇道 截面积D直径S直直浇道 截面积h芯头高度t时间秒a芯头斜度G型内金属 液总重kgs芯头间隙液面上 升速度1mm s平均壁厚保险压力角0C铸件最咼 到最低点 距离w质量分数%Li最远点到 直浇道中 心距cmk浇注时 间系数H小金属液最 小静压头流量系数H均金属液平 均静压头HBS布氏硬度 450 时轴承座铸造工艺设计1、零件分析1此零件为轴承座，而轴承座是用于定位、支撑、导向或保护传动零件。 从而此零件对基准孔、线的要求，以与对加工外表的要求较高，精度必然也 要求较高。2此轴承座是由上面的一个回转体套筒和一个长方体底座组成，其壁厚 为25 55mm之间因而其铸件的平均壁厚为 40mm3此零件的材料是QT400而此铸铁的主要化学成份是WcE=4.5%-4.7%.Wc=3.6%-3.9%.Wsi=2.0%-2.6%.Wm n0.4%.Wp0.08%.Ws2.5所以 不需要开设冒口，但是为了保证铸件的精度以与更好的使其排气，所以开设了通气冒口，此冒口的数量为六个，其直径为30mm6、冷铁的设计1冷铁是用来控制铸件凝固最常用的一块金属块。2冷铁的作用1）与冒口配合使用，加强铸件的顺序凝固，扩大冒口的有效补缩距离，不仅 有利于防止铸件产生缩孔、缩松缺陷，而且能减少冒口的数量或体积，提高工艺 出品率。2）加快铸件热节局部的冷却速度，使铸件趋向于同时凝固，有利于防止铸件 产生变形和裂纹。3）加快铸件某些特殊部位的冷却速度，改善其基体组织和性能，提高铸件外 表硬度和耐磨性等。4）难于设置冒口或冒口不易补缩到部位放置冷铁可减少或防止出现缩孔、缩 松。3由于此铸件的形状与材料等因素的影响，所以此铸件应选择内冷铁。4使用内冷铁应注意的问题1）内冷铁的外表应十分干净，使用前要除锈、油污和水分。2）干型中的内冷铁应用于铸型烘干后再放入型腔；水玻璃砂型和湿型放置内 后应尽快浇注，以免冷铁外表氧化、聚集水分而使铸件产生气孔。3）需要存放的内冷铁必须镀锡防锈。4）放置内冷铁的上方砂型应有明出气孔或明冒口。5）本铸件冷铁的安放从本铸件的凝固特点以与其铸件内腔中的型腔所决定，将冷铁的位置如工艺 图所示；数量为每周四块，材料为石墨冷铁。、轴承座的铸造工装设计1、模样的设计1用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。 模样是生产的主要工装，直接 关系到铁体的形状与尺寸的准确。 为了使模样在造型操作时不损坏、 不变形，以 获得外表光洁。尺寸精度的铸件，要求模样必须具有足够的强度、刚度与加工精 度，而且模样还要适应造型的操作、制作简单，本钱要底。2本铸件的模样选择1）类别：分开式。2）材料：红松。3）优点：易加工，本钱底等。4）缺点：易吸潮，变形，不耐用。5）适应X围：小批、中批与成批量的生产当中。3形状与尺寸见模样图2、模板的设计1用于安装和固定模样的平板称为模底板，而模样和模底板的组合称为模 板。2模板设计的主要依据是产品零件图的大小尺寸、选用砂箱的尺寸大小与 形状和车间的具体生产条件。3此铸件模板的选择：1类别：单面模板。2）材料：红松。3）特点：模底板上有许多的坐标孔，模样带有定位销定位，并用螺钉紧固，模 样的拆装较为方便。一块模底板可用于多种模样，大量节约模底板，但模底板的 制造较为困难。4）应用：大、中、小型铸件均可，成批生产与小批量生产。4模板与砂箱的定位关系此模板的设计是以木质红松为材料。模板与砂箱的定位设计：为了方便在模底板上四个角分别以砂箱的转角为依据，安放了四个角铁。砂箱以这四块角铁为依据定位于模底板之上。5上、下模底板的定位为了合箱的精度和上下型腔尺寸的精度的保证， 所以必须正确合理的设计上下的 定位系统。此模底板的定位系统是在下、上两模底板上分别设计了定位销和定位 孔。当上、下模板定位时只需以模板两端地定位销和定位孔为基准便可。6其模底板的尺寸、大小与形状详见模底板设计图。3、芯盒的设计1类别：拆开式芯盒。2材料：红松。3特点：拆开式芯盒是由两局部以上的盒壁组成，并有夹紧定位装置。填 砂前先把芯盒销紧，实砂完毕以后，拆开芯盒便于取出砂芯。由于芯盒拆开面的 不同，又分为水平式和垂直式芯盒。4应用：主要用于小批量和成批量生产。5芯盒内腔尺寸的计算芯盒内腔的尺寸就是砂芯的尺寸，可根据工艺图再以此公式计算：D盒=D零+L 艺* 1+K2-6式中D盒 芯盒内腔尺寸D零 零件尺寸L艺 工艺尺寸K 铸造收缩率以上公式为依据计算主要尺寸，其详细尺寸见芯盒装配图。6芯盒的定位和紧固：在芯盒上做两个定位销和定位孔。芯盒定位时使 其对正装配即可。芯盒紧固时在芯盒的两边设有两个通孔，分别以两个镙冒和镙 杆紧固。4、砂箱的设计1由于此铸件是大批量生产，而且使用寿命应很长久，是机器造型，所以 应选择铸铁砂箱。2此砂箱的制造方法为整铸式。3砂箱尺寸确实定确定此砂箱的长、宽、高分别为：1500x1500x5004砂箱壁的断面形式如如下图 2-1。图2-1 砂箱壁的断面图t=25 b3=90 h3=35 b=65 h1=25 b2=50 h2=30 h4=40 r=10L=150R=10T=256砂箱排气孔的布置与尺寸如如下图 2-3。11一严 f11Wc A od o oOo ,nJIqooo o、IOOOooQodo ojetth 砂箱排气孔示意图图2-3C=85d=25d1=207砂箱箱耳的设计如如下图14 / 24d2=35h=45M=90L1=40a=5图2-4 砂箱箱耳示意图8砂箱吊把的设计如如下图2-5。D=170d=110D仁200L=120H=30r=455、树脂砂型和砂芯的烘干砂型和砂芯的烘干，可以增加其强度与透气性，减少浇注过程中的发气量， 保证铸造质量。此铸件铸型使用外表干型，铸型外表刷涂料烘干，须烘干两次。涂料成分为：石墨、AI2O3、锆英粉、酒精。酒精作为溶剂占涂料的60%门.三、熔炼与砂处理1、熔炼此铸件选用QT400-18单铸试块铁素体球墨铸铁。一般采用高碳、低 硅、低锰、低硫磷。一高全低1球墨铸铁化学成分确实定表3-1原铁液化学成分表质量分数 儿糸CSiMnSP含量质量分数表3-2 处理后的铁液化学成分表质量分数 儿糸CSiMnSPMgRe含量质量分数%铸件要求QT400-18 :铸态，抗拉强度400MPa延伸率S 10%2选用熔炼炉类型选用两排大间距曲线炉膛冷风冲天炉，熔化率 1t/h,炉内碳烧损7%硅烧损15% 锰烧损20%3配料表3-3 配料表品名规格配比化学成分%kgCSiMnPSMgRe规格成分炉中增减-7-15-15配料成分生铁Q10501000回炉 料HT15020400废钢30600硅铁75%Si75金属料合计1002000硅铁孕育稀土镁合金Si39%Mg8.4%现得成分炉前用稀土镁合金进展球化处理，参加量为1.5%;用75册铁孕育，参加量为1.2%，并用三角试片观察球化特征，用铁液调整。4球化剂和孕育剂球化剂的参加量应当保证石墨完全球化，在无稀土的情况下，保证石墨完全球化的剩余镁量大致为0.03%-0.08%;在有稀土的情况下,剩余镁量也大致为0.03%-0.08%;剩余稀土量为 0.015%-0.05%。孕育剂的参加量应当保证消除球化元素所造成的白口倾向，想获得铁素体球墨铸铁,其孕育增硅量应大于0.6%球化孕育时硅铁孕育的参加量为1.2%。2、工艺参数的选择1铸件尺寸公差：本铸件根本尺寸约550mn左右，根据铸造手册查得：尺 寸公差等级为CT11- CT13选择CT11。2铸件的工艺补正量：此铸件的的工艺补正量由于其特征与尺寸的影响 选择其工艺补正量为2mm.3机械加工余量；本铸件尺寸公差等级为CT11,根据铸造手册查得：加 工余量公差等级为E、F、G H。选择H。4铸造收缩率：本产品采用的材料为QT400-15,属于铁素体球墨铸铁，根据铸造手册查得：阻碍收缩率为 0.6%1.2%，自由收缩率0.8%1.2%，应当 选择0.8%。5起模斜度： 本产品的外型较为复杂，每个面上的高度不易测量，但大 致为500mm左右，根据铸造手册查得：选择起模斜度为0 556最小铸出孔：由于此铸件的壁厚和材料的影响，我们查手册可的最小铸出孔为40mm左右。7最小吃砂量：a=150 b=150 c=1003、铸造用砂的选择1原砂的选用：原砂SiO2含量要咼，w( SQ2)90%。酸耗值应该尽可能低，一般小于等于5mL。含泥量越小越好，一般质量分数小于 0.2%,颗粒 外表应该干净、不受污染，以保证砂粒与树脂之间有较高的附着力， 所以应该采 用擦洗砂。原砂米用40 70目为好，水分质量分数不大于 0.2%。原砂的角型 因数要小，要求不能超过1.3。硅砂的灼烧减量质量分数不能超过 0.5%。2树脂的选用：本产品为球墨铸铁件，应当选用含氮量质量分数15%的一级D型低氮呋喃自硬树脂。其性能指标为：黏度15 mPa s ；游离醛质量分数 0.3%;比强度1.0 MPa ；水分质量分数3.0% ；密度为 12 1.18 g cm ； pH值为一；糠醇质量分数90%。3固化剂的选用：磺酸固化剂是由甲苯、二甲苯经过磺化制成的磺酸盐溶液。它是一种通用固化剂。但是由于季节气候的影响应该适当的改变其牌号的固 化剂选择使用。4、落砂本产品在铸造完成后设计使用81500型滚筒落砂机落砂，其性能参数为：滚 筒内径2600大端 2000mni小端，生产率5-6T/h铸件25-30T/h（型 砂）,转数6r/mi n,功率 55kW主机17kW通风机，外形尺寸12630X4200X3500 重量 30T。1一舶貞机拾24业咸除尘話2 抽盟订3柚戌溟4 庫筒胡部 5一肌脳flf粘5後KT粧間屮5E亠禳何后部 9一隔戶阴屏X冷耳f?K裝貿图3-1 81500型滚筒落砂机5、铸件外表的清理1冒口的清理：本产品尺寸较大，反复搬运不方便，所以适宜采用能方便 移动的设备来进展去除浇冒口系统， 氧-乙炔气割是比拟适宜的方案。氧-乙炔在 去除浇冒口系统时，根据本产品浇冒口系统的直径，应在根部留2-5m m的余量。2毛刺与外表的清理：铸件在经过落砂和去除浇冒口系统后，外表还是比拟粗糙的毛刺和一些死角还会有少量的砂子留在里面，还不能达到毛胚或零件 的使用要求，所以还需要进一步清理。现在应用较为普遍的外表清理就是喷丸清 理。6、铸件的检验对其铸件的检验内容如下:1化学成分：C 3.72% ,Si 3.00%,Mm 0.36,P 0.066%,S 0.034%Mg微量,Re微量.2机械性能（铸态）:抗拉强度511MPa,延伸率S 12%.3金相组织：铁素体85%.4抗拉强度：铸件要求 QT400-18铸态，抗拉强度400MPa延伸率S10%.参考文献1 曹瑜强铸造工艺与设备.：机械工业，2005年7月.2 X喜俊.铸造工艺学.：机械工业，1999年10月.3 丁根宝.铸造生产根底.：机械工业，1994年10月.4 王晓江.铸造合金与其熔炼.：机械工业，1999年7月. 中国机械工程学会铸造分会编.铸造手册.：机械工业，2003年10月.附录t = k 3 G1式中t-浇注时间sG-浇入型内的金属液总重量kg-铸件的平均壁厚mmk-系数参考表附-1表附-1 铸铁件k值的选择铸件种类大型复杂铸件、高应力与大型球墨铸铁件防止侵入气孔和呛火一般铸件厚壁小件、球墨铸铁小件防止缩孔缩松或工艺要求K值式中 -液面上升速度mms1上升速度是否符合要求可参考表附-2C-铸件最低点到最高点的距离，按浇注时的位置确定mmt-计算的浇注时间s表 附-2型内铁液液面允许的最小上升速度铸件壁厚/mm壁厚大于40mm以与所有水平浇注平板铸件11 404104最小上升速度/ mms 181011 2021 3031100H 小 Litg式中H小-作用于内浇道的金属液最小静压头cm3Li-自直浇道中心线到铸件最高、最远的水平距离cm3-保险压力角S内G10.31 t H均式中 廉-内浇道截面积cm2G -型内金属液的总重量kg-流量系数t-浇注时间sh均-作用于内浇道的金属液平均静压头cm表附-3铸铁与铸钢的流量系数值种类铸型阻力大中小湿型铸铁铸钢干型铸铁铸钢通过为期一个多月紧X而充实的忙碌和一个多月的艰辛付 出我们的毕业设计已经和我们隔山相望。在这短短的一个月里，虽然我们只是时时忙碌于图书馆和电 脑桌上，但是我们却感到极为的充实和收获感。从第一天的实习 和日日的指指点点到整个毕业设计过程中勤勤恳恳为我们全心 全意的；从往日里的的谈笑风生到今日我们毕业设计的顺利完 成；都离不开我们的指导教师，在此我们发自内心的对他们这些 园丁说一声：教师您真的辛苦了 ！祝我们的教师身体健康、工作 顺利！从三年前那双陌生的双眸到今日已是难舍难分的感情；从 昨日的对酒当歌到今日的含泪而别都是我们的同学和我们并肩 作战、互相帮助一同走过，再此也对他们真诚的说一声：兄弟一 路顺风！最后对给我们供参考资料的教师说一声：谢谢！祝他们 合家幸福！
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