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1、绪论金属毛坯成型是机械制造生产过程的重要组成部分，也是机械零件切削加工的基础，其成型对象是各种铸件，锻件，冲压件和焊件，成型材料为钢铁材料和非铁金属材料等。其中钢材材料是国民经济和现代化制造机械产品的支柱材料，也是构成各种机器设备和工程机械的最主要材料。 铸造工艺方案是进行铸造工艺设计的重要一环，其目的是使整个铸造工艺过程都实行科学操作，合理的控制铸件成型，从而获得高质量，低成本的合格铸件。其首要的步骤是根据零件的结构特点，技术要求和生产批量等条件确定其铸造工艺，绘制铸造工艺图和铸件图等。1 结构工艺分析 轴承座零件：轮廓尺寸为 220140，平均壁厚为60，毛坯质量为72，轴承座中有一个直径
2、60内腔孔，底部有四个直径为18 的小孔。孔的内壁与轴承座上下端的表面粗糙度均为1.6。 机器支撑台零件要求生产40件，主要用于承受中等静载荷，即在工作时起支撑机器上其他部件的作用，而经常处于压应力状态，要求能抗压和耐磨即可，故选用灰铸铁HT150制成，如图：零件图由图可知：支撑台上下两端向两边突出，中间呈锥形，内部为空。2 工艺方案确定2.1 铸型及方法选择 支承台零件具有法兰、锥度、内腔及小孔等结构，形状较复杂但无特殊表面质量要求，宜采用砂型铸造成型。由于支承台零件为回转体结构件，且有平直分型面，故适合用分模造型。因其生产批量小，宜采用湿砂型手工分模造型。 2.2 型芯结构及制造 轴承座零
3、件内有一内腔孔，故型芯应为一圆柱体，其直径应小于60，又型芯比较简单，故采用整体式芯盒制芯的造芯的造芯方法。 2.3 分型面选择 分型面的选择应在保证铸件质量的前提下，尽量简化工业过程，节约人力物力，对零件质量要求不高、外形复杂且批量不大的支承台铸件，为简化工艺操作，可优先选用分型面，并找出可分型方案。支承台零件有3个最大最大截面，可找出轴向分型和镜像分型两种方案。径向分型为两个分型面，分别为B、A在下法兰端面和上法兰下面，需三箱造型，工艺复杂，砂箱数量多且易错箱。而轴向分型为一个分型面C，在零件垂直轴线上，仅需两箱造型，便于起模，下芯和检验且分模面与分型面一致，故选择轴向分型方案较好。分型方
4、案2.4 浇注位置确定 浇注位置确定应符合铸件凝固方式，保证铸型充填及铸件质量，而尽量置于有利部位，因此将支承台水平浇注，可使两端加工面处于测立位置，以利于保证铸件质量及精度，并利于型芯稳固、排气、落砂和检验。3 铸造工艺参数确定3.1 切削的加工余量及起模斜度 机械加工余量指的是铸件凡需加工表面，在拟定方案时所要加大的尺寸量，其大小取决于逐渐的种类、尺寸大小、生产批量、加工表面质量要求以及所浇注的位置等因素。 支撑台铸件采用湿型砂型的灰铁铸件，基本尺寸200mm，加工表面与基准面为200mm，根据查表214尺寸公差为（CT15CT13）/H可采用CT14/H。同时查表215中大于“16025
5、0mm双侧切削加工”，支撑台铸件两侧面加工余量为7.5mm。 起模斜度指的是在造型和造芯的时候，为了使模样从铸型中取出，而采用的斜度。由于铸件两端法兰较厚，可在远离分型面处减少1mm的加工余量，取起模斜度为1度。以获得加工起模斜度。 对于支撑台的8个小孔尺寸大小，根据铸造加工艺性能的可能性和使用的必要性。小批量孔直径3050mm，而支撑台为20mm，所以不用铸出，直接在钻床上用钻头钻出方便。3.2铸造圆角 铸造圆角是指在铸件上相邻两壁之间的夹角，为了防止在该处产生缩孔、因冲砂而缺角、因集中力而产生开裂等缺陷。一般为两交壁平均厚度的1/31/2，中小型铸件应采用R3R5mm，这里取R4mm。3.
6、3型芯及型芯头 铸件上的孔腔要芯型铸出，型芯要芯头支撑、定位、排气和落砂，芯头是型芯的外伸部分，起辅助作用。型芯头的形状尺寸：一般情况下，同一内腔用一个整体型芯铸出，当内腔简单时，可用自带砂芯成形而不用型芯。当复杂时，可将型芯分位数快。芯头分为垂直芯头和水平芯头。垂直芯头必须保留一定的斜度，以增强型芯在铸型中的稳定性。水平芯头一般都有左右两个芯头，并增强型芯的稳定性，通常加大或增长芯头，从而使型芯稳固并增加透气。 在铸铁支撑台中央内腔呈锥形孔，宜采用整体型芯和大芯头，选用垂直芯头，便于合箱，以利于稳固、定位、排气和落砂。一般小中型芯头长为2080mm，经查表221可确定芯头长为60大端芯头直径
7、90小端芯头直径50。 芯座是指铸型中专为放置芯头的孔腔，为便于下芯合箱，芯头与芯座留有间隙，一般为芯头0.54mm对于垂直芯头，湿砂型造模间隙应采用0.51.5mm。4 浇注系统设置 浇注系统是指砂型中引导金属液流入行腔的通道，一般由浇口杯、直浇杯、横通道等组成。浇口杯承接金属液，并进入横浇道，再分配给内浇道流入型腔，因此各浇道形状及截面均影响铸件质量。 4.1口浇杯及直浇道 对于支撑台铸件水平浇注，在上型面应该开设口浇杯，以便浇注。直浇道多为柱状、锥状且为圆形截面，可以自身的高度产生静压力，迫使金属液充满行腔各个部分，并能调节金属液流入型腔的速度。因此在支撑台上型开设直浇道，以便形成必要的
8、静压力。4.2 横浇道及内浇道 横浇道的作用除了分配金属液外，主要作用就是排渣，可组织水平流动中的熔渣进入行腔。横浇道有梯形、圆形、圆顶梯形。支撑台则应该把上型分型面设为横浇道，起集排渣排气作用，因为铸铁应采用梯形或圆顶梯形截面。 内浇道对于小件2030mm有助于横浇道挡渣，且制模及切除方便。支撑台下型的下型面开设内浇道，并分两道将熔融金属从两端法兰处注入，有利于法兰冷却过程中补缩。5 铸造工艺图如图纸1所示6铸造图如图纸2所示7工艺卡拟定铸件名称材料牌号生产类型毛坯质量最小壁厚铸件图支撑台HT150小批8.8kg12mm造型造型方法砂箱铸造、两箱造型砂箱内部尺寸/mm规格长宽高坚固方法上箱2
9、50220130压铁紧固420kg下箱250220130砂型烘干烘干温度/烘干时间/h方法3005烘干炉浇冒口尺寸/mm浇道数量长宽高截面积横浇道1个20026359.1c内浇道2个5027308.1c直浇道1个15033289.3c浇注工艺规格出炉温度/浇注温度/浇注速度/sec冷却时间/h13001250355510热处理工艺加热24h至55020，保温均热12h后缓冷结论通这次的课程设计让我学到了许多：材料选择时应充分考虑零件的性能与要求，尤其是零件的工作环境，是否在高温高压，还是经常暴露在潮湿的空气中等情况；零件铸造时的尺寸要求与零件的基本尺寸密切相关；铸型方法的选择与零件的结构形状及
10、生产状况性能要求有关；知道了铸型的种类及各自的特点；在实际工作中还应充分考虑生产成本、生产周期及生产设备等多方面因素；选分型面时应尽量选择使箱数较少且加工面不易出现缺陷的造型方案；浇冒口的位置选择影响零件性能；学会铸件工艺图、铸件图、铸型图的绘制方法及注意事项。致谢 在此，真诚的感谢刘万福老师。如果没有刘万福老师的课程设计指导课，我就不会知道怎样开始课程设计及应注意的问题，对这次课程设计具有重要的指导意义，是完成课程设计的前提，同时也要感谢刘万福老师在这学期课程工程材料中对同学们理论课程的辛苦教学及对人生的启发与教育。刘老师在给我们讲课时，我们学生对他感性的同时也有敬仰，想起老师在课堂上的口若悬河，脑中知识脱口而出的轻松与潇洒，我知道自己离老师还有很长的距离，不过，不放弃，相信经过大量学成和经验积累，自己也能像老师一样甚至超越老师。感谢刘老师对我们的教导，交给我们学习的方法和做人的道理。感谢刘老师交给我们文化知识和通过实验提高我们的动手能力。参考文献1. 柳吉荣、彭淑芳 铸造工 .北京：机械工业出版社20052. 张至丰 机械工程材料及成形工艺基础.北京：机械工业出版社20073. 王爱珍 机械工程材料 北京：北京航空航天大学出版社20094. 王爱珍 热加工工艺基础 北京：北京航空航天大学出版社20095. 王爱珍 金属成形工艺设计 北京：北京航空航天大学出版社2009
