制动盘铸造工艺设计样本
[业务]汽车刹车盘模具设计
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[业务]汽车刹车盘模具设计汽车刹车盘金属型铸造模具的设计绪论随着我国铸造业的不断发展壮大，铸造模具的设计与制造也愈来愈受到人们的关注。
文章分析认为模具设计与制造专业(铸造模具方向)发展前景良好对这个专业的人才需求量也在不断增加。
但同学不能因为这个就对自己将来的就业定位很高，我们应该时时关注我们专业的各方面信息以备知道行业的技能需求从而随时提高自己的技能水平.本文立足于分析我国铸造模具行业的现状，针对问题提出对策，展望未来。
模具作为一种特殊的机械产品，模具行业作为一种特殊的机械行业，不能像其它机械行业,机械产品那样，所研发制造的机械产品生产出来零部件或机械产品本省仅靠设计人员的理论设计就能基本保证最终所要达到的所需的功能和使用要求，也就是说，对于其它的大多数机械产品，如果加工过程能够完完全全全或尽可能到达设计的精度和要求，最终的产品和当初的设计目的是不会有太大的偏差，即完善的设计在加工条件的保证下就可以生产出完美的产品，同时，这类产品的设计理论依据经过几十年甚至在一些老牌资本主义国家上百年的不断研究与实际生产的互不发展下已经变得很成熟，很完善，很实用了，比如各种机床设备，动力设备等。
模具产品则不一样，由于无论是注塑、压铸类的高温流动成型还是常温下冲压类的塑性成型，尽管长的也有几十年研究与应用历史，由于基础理论和数学模型很不完善，不准确，也有还是存在很大的不确定性，特别是在我们国内，大多数还是要靠现场调试经验来支持，来尽可能使模具产品做到完善，生产出来的达到用户用户要求，所以在设计阶段，大多数目前只能做的工作，在整个模具制造过程和质量体系环节保证种，只能充当“粗加工环节”～～也就是通常所说的模具的好坏最终要靠靠钳工手艺，不同厂家模具产品最终的颠峰对决，可能就是模具钳工的一种技艺比武吧，而在这行里设计人员和前期的各序加工人员只能是给颠峰对决做配角。
铸造模具是指为了获得零件的结构外形，预先用其他轻易成型的材料做成零件的结构外形，然后再在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结构尺寸一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该液体冷却凝固之后就能形成和模具外形结构完全一样的零件了。
HT300机车制动盘的铸造工艺
分析， 石 墨形 态 为 ｌ ８ ｍ 片状 石 墨 ＋少 量 块 状 石 墨， 金相组 织 符合要 求 ， 如图 ２所示 。对合 金成 分进
行 光谱 分析 ， 发现 硫含量 超标 ， 硅含 量偏 低 。通 过对
冷 热 工 艺
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ６ ０ ３ ４ （ ２ （ １ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ ２ ５ － ０ ２ Ｂ Ｏｌ ： １ ０ ． １ ４ ０ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ６ ０ ３ ４ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ６ ． ０ ｌ １
墨， 当熔炼 温度 偏低 时粗 大 的石墨不 容 易消 除 ， 将 直 接 遗传 到铸件 中。导致凝 固过程 中本来 应该 产 生 的
石 墨化析 出的膨胀 作 用 减 弱 ， 增 加 铁熔 液 在 凝 固过
用 了不 含稀 硫酸 的磺 酸 固化 剂 ， 并 且 造 型后 在 型腔
表 面喷 涂料 。涂料 层要 有一 定 的厚度 和一 定 的渗入 深度 ， 对 受 热严重 的部 位 ， 可采用 双层 涂料 。底 层涂 料 主要 保证 有一 定 的 渗透 深 度 ， 面层 涂 料则 保证 致 密性好 。此外 ， 还要 防止 固化太 快或 固化 太慢 ， 主要 通过控 制砂 温在 ｌ ０℃ ～３ ５℃ 之 间 、 控制 固 化 剂 的
为 ｌ ｌ ０ ０ ｍ ｎ ｌ （ 内径 ７ ８ ５ ｍ ｍ）×５ ０ Ｉ ｌ ｌ ｍ， 表 面 为 散 热
２ ５ ０ ＭＰ ａ ， 硬度 Ｈ Ｂ ２ ０ ０～ ２ ５ ０； 摩擦 面 内部 ５ ｍ ｍ 及螺 栓连 接孑 Ｌ ２ ５ ｍ ｍ 以 内经 ｘ射 线检 测不 能有孔 洞 、 夹 渣等 。前 期 的生 产发 现 ， 有 多批 次 的制 动 盘存 在 抗
高速列车制动盘铸件铸造工艺研究
高速列车制动盘铸件铸造工艺研究发布时间：2022-10-21T03:30:51.889Z 来源：《科技新时代》2022年第5月9期作者：曲磊王强王建立隋宝[导读] 本文对制动盘铸件铸造工艺进行了研究，针对高速列车制动盘铸件过程中摩擦工作面出现缩松、裂纹、硬度不均匀等质量问题，进行了研究曲磊王强王建立隋宝中车大连机车车辆有限公司辽宁省大连市 116000摘要：本文对制动盘铸件铸造工艺进行了研究，针对高速列车制动盘铸件过程中摩擦工作面出现缩松、裂纹、硬度不均匀等质量问题，进行了研究。
首先，对比了进口制动盘和国产制动盘的铸造质量，发现了差距。
然后根据制动盘的特殊工况和技术要求设计铸造工艺。
对多种设计方案选择ProCAST软件进行数值分析，模拟比较研究以优化最佳解决方案。
工艺实施结果显示，进口件质量与铸件质量相近，新方案获能够满足制动盘铸件的技术要求。
关键词：高速列车；制动盘铸件；铸造工艺保障高速列车安全的重要产品之一是制动盘，具有吸收制动动能，转化为热能，散发到空气中的作用，此过程不会损坏制动盘的性能、结构以及材料。
铸钢制动盘全部应用在国内外350km/h高速列车，我国目前依赖进口，世界上能生产高速列车制动盘的国家很少，如法国、德国、日本等。
350-400km/h高速列车制动系统的制动盘根据相关研究文献，采用低合金耐磨铸钢制造。
制动盘失效的主要形式是热疲劳裂纹和磨损，平衡抗热疲劳性和耐磨性之间的关系，以及工作表面内部孔隙率和硬度不均的影响，是提高制动盘使用寿命的有效途径。
在某些高速列车车轴上，350公里/小时高速列车的制动盘，采用耐磨低碳钢制成，外形尺寸为655×124毫米。
如图1所示，多个连接散热柱和两个工作摩擦面在中心构成，柱状结构具有热结分布分布的结构特点。
在17-33mm范围内平均壁厚分布，制动盘铸件两个工作面的硬度应均匀，50mm为最厚处厚度约。
铸件内外质量符合《制动器暂行技术要求》TJ/CL310-2014的质量要求。
毕业论文汽车刹车盘的加工工艺设计【范本模板】
1.1
图1—1
刹车目前有盘刹和鼓刹，老一些的车很多都是前盘后鼓的。现在的车很多前后都是盘刹的。因为盘刹较鼓刹的散热好，在高速制动状态下，不容易产生热衰退，所以其高速制动效果好。但在低速冷闸时，制动效果不如鼓刹。价格比鼓刹贵。所以现在很多中高级轿车采用全盘刹，而普通轿车采用前盘后鼓，而相对低速，且需要制动力大的卡车、巴士，仍采用鼓刹.
G1 Z0 F0.02;
GO Z28。3 F0。02;
G0 W1 M5；
X-400 M15;
M30；
第三章
3
本规定适用于刹车盘制造过程中所有机加工工序的检验过程
3
1。各工序检查员首先根据操作者交检首件的型号核对《产品周转标识卡》内容，并查看该工序加工过程是否符合《机械加工工艺卡片》的要求有无特殊之处，只有全部正确后做好《首件交检记录》检查员签字确认后方可允许操作者进行加工。
1
双盘
第二章
2.1
无心磨床
2
磨削直径（mm）
通磨
￠2～￠40
切入磨
￠7～￠40
磨削长度（mm)
通磨
140
切入磨
120
砂轮规格（mm)
PSA350×150×127
导轮规格（mm）
PSA250×125×75
砂轮转速（r/min)
1870
导轮转速（r/min）
磨削20—180r/min（无级)
修整250r/min
导轮回转角度（°）
垂直平面内
-2°～+4°
水平平面内
0°～3°
砂导轮与导轮中心连线至托架底面高度（mm)
190
机床总功率（kw)
9
机床外形尺寸（mm）
制动盘铸造工艺的设计说明
1．结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）谈谈你的体会，及对教材、课堂教学的建议。
2．查资料，完成所指定锻件的生产过程，锻件图设计、相应的计算过程、下料、加热、锻造及热处理工艺进行分析。
3．结合汽车零件生产。
阐述埋弧焊原理、工艺特点、质量保证措施。
1.结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）。
1.1 制动盘铸造要求及现状一、生产技术状况：制动盘种类繁多，特点是壁薄，盘片及中心处由砂芯形成。
不同种类制动盘，在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异，盘毂的厚度和高度也各不相同。
单层盘片的制动盘结构比较简单。
铸件重量多为6-18kg。
二、技术要求：铸件外轮廓全部加工，精加工后不得有任何缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。
金相组织为中等片状型，石墨型，组织均匀，断面敏感性小（特别是硬度差小）。
三、力学性能: σb ≥250MPa , HB180～240 , 相当于国际HT250 牌号。
四、有些外商对铸件的化学成分也作要求，本设计不作详细介绍。
1.2 设计内容用金属型覆砂技术克服上述局限性，解决当前所遇到的铸造问题，保证工艺出品率。
即在金属型与铸件外形间覆薄砂层，形成砂型胶。
优点是同时具备金属型和砂型铸造的特点，金属型与熔体不直接接触，冷却速度和金相组织易于控制，同时提高金属型寿命，铸件形状可较复杂。
铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松等缺陷，工艺出口率高。
2.1 设计任务要求名称:制动盘材料：HT220类型：成批生产本铸件属于盘状薄壁件，盘面上的风道利于空气对流，达到散热的目的。
如下图所示。
采用金属型覆砂工艺，需考虑金属型材料及芯砂材料。
2.2金属型材料选择根据以往金属型设计经验，选择常用的HT200作为金属型材料，参数如下：牌号：HT200标准：GB 9439-88特性：珠光体类型的灰铸铁。
制动盘铸造工艺设计
1．结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）谈谈你的体会，及对教材、课堂教学的建议。
2．查资料，完成所指定锻件的生产过程，锻件图设计、相应的计算过程、下料、加热、锻造及热处理工艺进行分析。
3．结合汽车零件生产。
阐述埋弧焊原理、工艺特点、质量保证措施。
1.结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）。
1.1 制动盘铸造要求及现状一、生产技术状况：制动盘种类繁多，特点是壁薄，盘片及中心处由砂芯形成。
不同种类制动盘，在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异，盘毂的厚度和高度也各不相同。
单层盘片的制动盘结构比较简单。
铸件重量多为6-18kg。
二、技术要求：铸件外轮廓全部加工，精加工后不得有任何缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。
金相组织为中等片状型，石墨型，组织均匀，断面敏感性小（特别是硬度差小）。
三、力学性能: σb ≥250MPa , HB180～240 , 相当于国际 HT250 牌号。
四、有些外商对铸件的化学成分也作要求，本设计不作详细介绍。
1.2 设计内容用金属型覆砂技术克服上述局限性，解决当前所遇到的铸造问题，保证工艺出品率。
即在金属型与铸件外形间覆薄砂层，形成砂型胶。
优点是同时具备金属型和砂型铸造的特点，金属型与熔体不直接接触，冷却速度和金相组织易于控制，同时提高金属型寿命，铸件形状可较复杂。
铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松等缺陷，工艺出口率高。
2.1 设计任务要求名称:制动盘材料：HT220类型：成批生产本铸件属于盘状薄壁件，盘面上的风道利于空气对流，达到散热的目的。
如下图所示。
采用金属型覆砂工艺，需考虑金属型材料及芯砂材料。
2.2金属型材料选择根据以往金属型设计经验，选择常用的HT200作为金属型材料，参数如下：牌号：HT200标准：GB 9439-88特性：珠光体类型的灰铸铁。
刹车盘铸件技术标准【范本模板】
1目的为保证公司刹车盘类铸件的产品质量，保证生产、检验和验收时有可遵循的依据，特制定本标准。
2 适用范围本标准适用于本公司刹车盘类铸件的生产、检验和验收。
3 引用文件ASTMA159-83美国《汽车用灰铸铁件的标准规范》、ASTMA247 GB9439-884 管理内容与技术要求4。
1 材料力学性能4.1。
1参照ASTMA159-83标准中机动车辆用灰铸铁(G3000)的力学性能，将我们公司刹车盘类铸件的力学性能规定如下：铸铁牌号：HT250.抗拉强度：σb≥230N/mm2。
铸件硬度：HB180—240，硬度值以检验铸件本体硬度来验收铸件。
4.2 金相组织:4.2。
1参照ASTMA247标准中机动车辆用灰铸铁金相组织，将我们公司刹车盘铸件的金相组织规定如下：基体组织应为片状珠光体，其含量应在90%以上。
磷共晶、渗碳体的总和不得超过3%.石墨以A型片状为主，不允许有C型石墨存在，但允许有少量其它类型石墨，石墨长度在100倍放大镜下为6—32mm(3—5级)。
4.3 化学成分4。
3。
1参照ASTMA159—83标准中机动车辆用灰铸铁（G3000）的化学成分，将我们公司刹车盘类铸件的化学成分规定如下（参考数据）：4。
3。
2 客户对化学成分有特殊要求的，严格按照客户的要求控制化学成分.4.3.3 客户对化学成分没有要求的，化学成分不做为刹车盘类铸件的验收标准。
4。
4 铸件公差4。
4。
1刹车盘铸件的尺寸公差要求按照毛坯图的规定执行。
4。
4.2毛坯图中没有注明公差要求的，按以下规定执行：4。
4。
2。
1毛坯图中带黑边的尺寸为加工尺寸，不带黑边的尺寸为不加工尺寸。
4.4.2。
2毛坯图中所有双面加工的尺寸公差为±1。
0mm.所有单面加工和不加工的尺寸公差为±0。
5mm。
4.4。
3铸件的平面度要求:平面度≤0。
6mm。
4.4.4未注明之拔模斜度为+1.5°，最大不超过+2。
0°，拔模斜度公差±0。
制动轮砂型铸造工艺设计
铸造工艺设计题目：“制动轮”砂型铸造工艺设计目录一、工艺分析 (1)二、工艺方案的确定 (2)1、毛坯的选择和铸造方法的确定 (2)2、毛坯形状的确定 (2)（1）铸件浇铸位置及分型面选择 (2)（2）确定铸造工艺参数 (3)（3）芯头设计 (4)三、热处理工艺 (4)1、去应力正火 (4)2、淬火 (4)3、回火 (4)4、时效 (5)四、浇注系统 (5)制动轮制造工艺设计一、工艺分析该零件选用的材料为：ZG300 其工艺路线安排为：铸造毛坯热处理加工机械加工去毛刺、修整，清洗、涂防锈油成品二、工艺方案的确定1、毛坯的选择和铸造方法的确定毛坯按其制造形式分为六类：型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件和其他。
每类又有若干种不同的制造方法。
零件的材料大致确定了毛坯的种类，而其力学性能的高低，也在一定程度上影响毛坯的种类，因为考虑到制动轮在使用中经常运动，承受较大的弯扭冲击载荷，所以选用铸件以保证零件的工作可靠。
因为零件的工作形状一般，故可以采用砂型铸造，并且从铸件精度，生产效率，劳动条件等方面考虑也是应该的！2、毛坯形状的确定毛坯形状应力求接近成品形状，以减少机械加工量。
（1）铸件浇铸位置及分型面选择该铸件浇铸位置和分型面的确定方法，有两个方案可供选择。
方案1：分模造型，两半模样分开的平面就是分型面，分型面为 500外圆表面高度的一半处。
方案2：整模造型，分型面为零件的底面，浇铸位置为中间中心孔的位置。
根据对该零件两种造型方案的分析，考虑到铸件的重要加工面或主要工作面一般应处于底面或侧面，避免气孔、砂眼、疏松、缩孔等缺陷出现在工作面上；大平面尽可能朝下或用倾斜浇铸，避免夹砂或夹渣缺陷；铸件的薄壁部分放在下部或侧面，以免产生浇不足的情况。
而且应该选择最容易起模的方法，因此优先选择方案1。
（2）确定铸造工艺参数（a）铸件孔的最小尺寸因为选择的是砂型铸造，且选择小批量生产，铸件的最小孔径尺寸为110mm。
（b）取铸件的最小壁厚为12mm。
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1．结合所学知识, 查找相应资料, 对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析( 工艺图设计, 参数选取, 砂芯设计, 冒口设计, 模板设计等) 谈谈你的体会, 及对教材、课堂教学的建议。
2．查资料, 完成所指定锻件的生产过程, 锻件图设计、相应的计算过程、下料、加热、锻造及热处理工艺进行分析。
3．结合汽车零件生产。
阐述埋弧焊原理、工艺特点、质量保证措施。
1.结合所学知识, 查找相应资料, 对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析( 工艺图设计, 参数选取, 砂芯设计, 冒口设计, 模板设计等) 。
1.1 制动盘铸造要求及现状
一、生产技术状况 : 制动盘种类繁多, 特点是壁薄, 盘片及中心处由砂芯形成。
不同种类制动盘, 在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异, 盘毂的厚度和高度也各不相同。
单层盘片的制动盘结构比较简单。
铸件重量多为 6-18kg。
二、技术要求 : 铸件外轮廓全部加工, 精加工后不得有任何缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。
金相组织为中等片状型, 石墨型, 组织均匀, 断面敏感性小( 特别是硬度差小) 。
三、力学性能: σb ≥250MPa , HB180～240 , 相当于国际HT250 牌号。
四、有些外商对铸件的化学成分也作要求, 本设计不作详细介绍。
1.2 设计内容
用金属型覆砂技术克服上述局限性, 解决当前所遇到的铸造问题, 保证工艺出品率。
即在金属型与铸件外形间覆薄砂层, 形成砂型胶。
优点是同时具备金属型和砂型铸造的特点, 金属型与熔体不直接接触, 冷却速度和金相组织易于控制, 同时提高金属型寿命, 铸件形状可较复杂。
铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松等缺陷, 工艺出口率高。
2.1 设计任务要求
名称:制动盘
材料: HT220
类型: 成批生产
本铸件属于盘状薄壁件, 盘面上的风道利于空气对流, 达到散热的目的。
如下图所示。
采用金属型覆砂工艺, 需考虑金属型材料及芯砂材料。
2.2金属型材料选择
根据以往金属型设计经验, 选择常见的HT200作为金属型材料, 参数如下:
牌号: HT200
标准: GB 9439-88
特性: 珠光体类型的灰铸铁。
其强度、耐磨性、耐热性均较好, 减振性良好, 铸造性能较优, 需进行人工时效处理, 其原理是把铸件重新加热到530-620℃, 目的在于消除铸件内应力, 减少变形、开裂的缺陷。
化学成分: 碳 C : 3.16～3.30
硅 Si: 1.79～1.93
锰 Mn: 0.89～1.04
硫 S : 0.094～0.125
磷 P : 0.120～0.170
力学性能: 抗拉强度σb (MPa): 200
硬度 : (RH=1时)209HB
试样尺寸: 试棒直径: 30mm
金相组织: 片状石墨＋珠光体
2.3铁型覆砂工艺介绍
覆膜砂: 在造型、制芯前砂粒表面上已覆盖有一层固态树脂膜的型砂、芯砂称为覆膜砂。
她是最早的一种热固性树脂砂, 由德国克罗宁博士于1944年创造。
其基本工艺过程是利用射芯在加热的铁型上填上一层覆膜砂, 以形成精密的型腔来生产铸件。
本设计覆膜砂厚度为5mm。
覆膜砂基本配比
2.4芯砂选择
造型材料性能的基本要求:
1、具有一定强度, 保证在合型、搬运和浇注过程中不变
形、不损坏。
2、良好的透气性。
3、对铸件收缩的可退让性。
4、一定的耐火度和化学稳定性。
树脂自硬砂是指原砂( 或再生砂) 以合成树脂为粘结剂, 在相应的固化剂作用下, 在室温下自行硬化成形的一类芯砂, 其基本特点是:
1）型砂加热无需加热烘干, 更节省资源, 同时能够采用木质或塑料芯盒和模板。
2）铸件质量高, 铸铁件的尺寸精度可达CT8～CT10。
铸铁件的表面粗糙度为R a=25～50μm, 比粘土砂、水玻璃砂好。
3）型砂容易紧实, 易溃散, 好清理, 旧砂容易再生回用, 因而大大减轻劳动强度, 改进车间劳动环境, 使单间小批量
生产实现机械化。
4）树脂价格较高, 同时要求使用优质原砂, 因而型砂成本比粘土砂水玻璃砂高。
5）混砂、造型、浇注时, 有刺激性的气味, 应注意劳动保护。
树脂自硬砂用原砂的技术指标( %)
树脂自硬砂配比
项目砂子100% 占砂子的百分比占树脂的百分比
型砂组分新砂再生砂树脂固化剂
加入量( %) 10 90 0.8～1.5 30～50
再生砂的质量指标
灼减量
( %) ＜
酸耗值
( mL) ＜
PH值
＜
0.075筛～
底盘( %) ＜
底盘
( %) ＜
含水量
( %) ＜
含氮量
( %) ＜
2.0 2.0 5 1.0 0.2 0.2 0.1
6）砂芯如下图:
比例
构成
3.1 零件结构的铸造工艺性分析
制动盘产品图
(1)产品质量要求较高 ,不但需要较高的精度 ,还要有足够的。