轴承座

佳木斯大学铸造工艺设计说明书

铸造工艺设计

说明书

设计题目题目

轴承座

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目录

1 设计任务 (3)

1.1设计任务 (4)

1.2设计的技术要求 (4)

2 铸造工艺方案的确定 (5)

2.1铸造工艺方案分析与论证 (5)

2.1.1 零件结构分析 (5)

2.1.2 分型面的确定 (5)

2.1.3 浇注系统（包括冒口）的选择 (7)

2.1.4 工艺参数的确定 (9)

2.1.5 铸造工艺简图 (11)

2.2芯盒的设计 (11)

2.2.1 制芯方法的确定 (11)

2.2.2 芯盒选材 (11)

2.2.3 芯盒简图 (12)

2.3模板的设计 (12)

2.3.1 模板类型 (12)

2.3.2 模板的选材 (12)

2.3.3 模板的定位装置 (13)

2.3.4 模板简图 (13)

2.4合箱图 (14)

2.4.1 砂箱的选择 (14)

2.4.2 砂箱的定位 (14)

2.4.3 砂箱的其它工艺参数（包括压铁、起吊等） (14)

2.4.4 合箱图 (15)

3 参考文献 (16)

1 设计任务1.1 设计任务

轴承座：

1.1设计的技术要求：

1.2.1生产条件：

又称轴承箱是装在汽轮机汽缸本体或基础上用来支撑轴承的构件，生产性质为大批量生产。

1.2.2铸件材质：

零件材质为HT200，密度为7.2g/cm3 ，质量为3.6kg。

1.2.3结构及使用要求:

本设计零件为轴承座，轴承座是用来支撑轴承的，固定轴承的外圈，仅仅让内圈转动，外圈保持不动，始终与传动的方向保持一致（比如电机运转方向），并且保持平衡所以要求具有良好的力学性能和耐疲劳性。

1.2.4铸造缺陷要求：

铸件表面应光洁，去除毛刺和锐边，且不允许有砂眼，气孔，夹渣等明显的铸造缺陷。

1.2.5造型材料及造型方法：

根据材质及使用要求，为保证铸件质量，选择树脂砂手工造型。由于球铁凝固时具有自膨胀作用，可利用树脂砂型高刚度来防止胀箱，利用铸件的自膨胀来减少缩孔及缩松等缺陷，减少冒口，提高工艺出品率。

2铸造工艺方案的确定

2.1 铸造工艺方案分析与论证

2.1.1零件结构分析：

该件很容易铸造成型，但该件因有大平面的存在，在成型和浇铸的时候必须考虑会出现相关的缺陷，铸件外轮廓尺寸90mm*35mm，主要壁厚4~10mm壁厚均匀材质灰铸铁，铸件最小允许壁厚3mm-4mm；2处可以铸出，需要放置砂芯；1处需整体加工出，3处孔后期机加工。采用一箱四件。

2.1.2分型面的确定

方法一：使该件大部分在同一面内，竖直放置可以减少大部分铸造缺陷如气孔、非金属夹杂物等多出现在朝上的表面，而朝下的表面或侧立面通常比较光洁，出现缺陷的可能性小。

方法二：中间分型，右侧底板整体铸出不影响拔模，凹槽尺寸35mm*30mm 可后期加工；但是圆柱形部位存在大量铸造缺陷。

比较两种方法，该件主要部件为圆柱体，要求少缺陷高精度，故选择方法一。

2.1.3浇注系统（包括冒口）的选择

要求浇注系统既能保证金属液及时畅通地充满型腔又能起到良好的阻渣、净化铁液的效果。

如图所示：

浇注系统的类型：该件的浇注方式选择中间注入式浇注系统，封闭式。冲型速度快，能快速成型，可以减少金属的消耗，有良好的阻渣能力，并且可以阻止金属液卷入气体。S内：S横：S直=1：1.2：1.4

冒口的选择：根据该件尺寸90mm*35mm，材料为灰铸铁收缩性小，该件不必

要设置冒口。

工艺图俯视图

平均压力头计算：

H p=H0-2p/2C

式中Hp ---平均压力头；H0--- 阻流截面以上的金属压力头，取

H 0=30mm

C---铸件（型腔）总高度，取C=30mm P---阻流以上的型腔高度，取P=0mm 计算得平均压力头：Hp=30mm 。

浇筑时间的计算：

根据公式：τ= Am n

τ---浇注时间；

m---铸件或浇注金属质量； A---系数； n---系数。

浇注系统按铸件的10%金属重计算而得，该件质量为 3.6kg ，则m=3.6kg ×（1+10%）=3.96kg 。取铸铁1.63~2.2，A=2，n=0.5。经计算得τ=4s 。

最小阻流面积计算：

根据奥赞公式计算最小阻流面积： p

gH 2ρτμm

=阻S

m--- 浇注金属液质量，m=3.6kg ； ρ--- 金属液密度，ρ=7.2g/cm3；

τ--- 浇注时间τ= 4s ，g---重力加速度10m /s2； Hp---阻流截面的平均计算压力头Hp =30mm ；

μ --- 流量系数的确定：本设计的铸型为湿型，且阻力小，由教材表 3.4.10得μ为0.5。最小阻流截面是内浇道即求得：S 阻=S 内= 32.3mm2 S 直 =45.2mm2，S 横=38.8mm2。

2.1.4 工艺参数的确定： 1 铸件尺寸公差

铸件尺寸公差指的是铸件各部分尺寸准许的极限偏差，取决于铸造工艺方法等许 多因素，由分析知道铸件的最大的外轮廓尺寸为90mm ，查表的出公差等级为12级，故而查出轴承座的尺寸公差为6。

2 铸件重量公差

根据GB/T11351-1989标准，并根据铸造工艺要求选取铸件重量公差，

本设计要求的铸件重量公差等级为MT12，铸件质量为3.6kg，查表得铸件重量公差20%。

3 机械加工余量

根据GB/T6414—1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》，铸造工艺要求选取机械加工余量等级为H，并结合本铸件的基本尺寸查得机械加工余量为3.5mm。

4 铸造收缩率

参考铸造手册，并根据本铸件的材质为灰铸铁，质量为3.6kg，选取铸造收缩率为1.04%。

5 起模斜度

为了方便起模，在模样，芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯，其要求有起模斜度应小于或等于产品图上多规定的起模斜度值，根据JB 5015—1991《铸件起模斜度》标准，并参考教材244页“起模斜度”的要求，结合本工艺要求，选择起模斜度为3°。

6 最小铸出孔及槽

该件的孔径为16mm、8mm、6mm、2mm，根据查表的出，该灰铸铁件的最小铸出孔位12-15mm。

7 工艺补正量

在单件，小批生产中，由于选用的缩尺与铸件实际收缩率不符，或由于铸件所产生了变形，操作中的不可避免的误差等原因，使得加工后的铸件某些部分的厚度要小于图样要求的尺寸，严重时会因强度太弱二报废，因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度成为工艺补正量，但是对于成批，大量生产的铸件或永久性产品，不应使用工艺补正量，而且该件属于大量的生产范围，故而工艺补正量不需要考虑。

8 分型负数

分型负数的大小和砂箱尺寸，铸件大小有关。由于该件的尺寸小，砂箱的平均轮廓尺寸远小于800mm,因而该件的分型负数为1。

9 反变形量

反变形量是为了防止铸件变形而采取的方式，由于该件的尺寸过小，一般情况是用加工余量的方法补偿变形，不留反变形量。

10 砂芯负数

为力保证铸件的尺寸准确，将芯盒的长，宽尺寸减去一定量，这个别减去的值就是砂芯负数。流态砂芯、自硬砂芯、壳芯、热芯盒砂芯及小的粘土砂芯均不采用砂芯负数，故该件不采用砂芯负数。

11.非加工壁厚的负余量

一般适用于手工造型，制芯。该件非加工壁厚的负余量为—0.5mm。

12.分芯负数

分芯负数一般用于手工造芯的大砂芯。故该件无分芯负数。

2.1.5铸造工艺简图：

2.2芯盒的设计

2.2.1制芯方法的确定

此件一共需要一种砂芯，利用砂芯可以形成孔及难成型部分。制芯选择树脂砂，手工冷芯盒法制芯。

2.2.2芯盒选材

一般采用铝合金芯盒，木质芯盒。中小芯盒多用铝合金铸造，铝芯盒轻巧，易加工，表面光洁，不生锈重量轻，便于人工操作。

2.2.3芯盒简图

2.3模板的设计

2.3.1模板类型

该件采用水平分型用模板，普通单面模板中的双面模板，适合成批，大批生产的小件。

2.3.2模板的选材

模板尺寸应符合造型机的要求，模板应有足够的强度，刚度和耐磨性，该件采用铝合金模板。

2.3.3模板的定位装置

该件采用间接定位法，定位销和销套的配合精度采用H8/d8，定位销的直径根据砂箱的尺寸决定，该件的直径可选择为20mm。

2.3.4模板简图

2.4合箱图

2.4.1砂箱的选择

砂箱的选择，为了更好的满足铸件成型，砂箱的尺寸，形状以造型机为主，必须满足足够的强度和刚度，对砂型有足够的吸附能力，该件选择通用砂箱即可；选择砂箱尺寸的依据是根据铸造工艺图确定模样、浇冒口的位置，以及吃砂量的距离。在保证铸件质量的前提下尽量减小砂箱的尺寸，减少用砂量，节约成本。

由于该件的摸样高度为35mm，查铸造工艺学表3-6-5可得吃砂量的最小值为28mm。因设计沙箱的长度和宽度为50或100mm的倍数，高度应为20或50mm 的倍数。

砂箱立体图

上箱为小箱下箱为大箱。

2.4.2砂箱的定位

砂箱的定位方法有很多种：泥号，箱垛，定位销等。该件砂箱的定位方法的选择为定位销固定。

2.4.3砂箱的其它工艺参数（包括压铁、起吊等）

该件因属于小件，故用手把即可，小手把可用螺纹连接。

2.4.4合箱简图

3参考文献

[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥：图书馆目录．第1版．北京：高等教育出

版社，1957。

[2]傅承义，陈运泰，祁贵中：地球物理学基础．北京：科学出版社，1985,

447。

[3]华罗庚，王元：论一致分布与近似分析．中国科学，1973, 4: 339-357。

[4]张筑生：微分半动力系统的不变集研究：博士学位论文，北京：数学

系统学研究所，1983。

[5]Borko H, Bernier C L.Indexing concepts and methods. New York:

Academic Press, 1978.

[6]Dudek M R, Gouyet J F, Kolb M. Q+1 state Potts model of late stage

sintering. Surface Science, 1998, 401: 220–226.

[7]王文清、李魁盛：铸造工艺学。机械工业出版社，2002.10.