金 属 工 艺 学 课 程 设 计 滑动套

一、铸造方案选择 (2)
1.1铸件性能分析 (3)
1.2工艺方案与生产方法 (3)
二、铸造各种参数 (4)
2.1.加工余量 (5)
2.2.起模斜度 (5)
2.3.铸孔 (5)
2.4.圆角、倒角 (5)
2.5件铸造收缩率 (5)
三、铸造图、零件图 (6)
四、浇、冒口系统计算 (7)
4.1.浇注系统 (8)
4.2.冒口 (8)
五、机械加工工艺 (9)
六、热处理工艺 (10)
七、参考文献 (12)
一、铸造工艺方案
1.1铸件结构工艺性能分析
该滑动套铸件选用的材料是HT200。

选用HT200作为生产毛坯原料的原因：灰铸铁的铸造性能优良，具有减振性、耐磨性、缺口敏感性小，流动性好、缩率低，便于铸造出薄而复杂的铸件，铸型一般不需要补缩冒口和冷铁，从而使铸造工艺简化。

工艺路线安排为：
铸造→去应力退火→机械粗加工→调质→精加工
1.2生产方法与工艺方案
1.2.1.铸造方法的选择
从上表中可以发现，砂型铸造与熔模造型。

金属型造型、压力造型、低压铸造、离心铸造、陶瓷铸造等加工工艺相比较更为简易，在材料的选择、经济批量、适用铸件大小等都没有什么限制。

同时，使用砂型铸造还可以降低生产、加工的成本，所以选择砂型铸造。

1.2.2.造型方法选择
通过比较可以看出，砂箱造型比起劈箱造型、叠箱造型、脱箱造型（无箱造型）、地坑造型、刮板造型、组芯造型、流态砂造型等较为方便、且经济。

砂箱造型的主要特点在于专制的砂箱内造型，操作比较方便，劳动量教小等，适用于大、中、小铸件，大量、成批和单件生产。

并且，砂箱造型符合支架的铸造，别的造型方法不能满足或者有缺陷。

因此，在造型的时候选择砂箱造型的方法。

1.2.3.浇注位置的选择
浇注位置的选择要按照浇注位置选择原则来进行，对于铸件的重要加工表面、大平面应朝下，为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔的缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾
斜位置，对于容易产生缩孔的铸件，应使其后的部分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件壁厚处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。

对于滑轮的浇注位置选取立浇的方法，由于灰铁的流动性好、缩率低，便于铸造出薄而复杂的铸件，铸型一般不需要补缩冒口和冷铁。

具体见铸造图。

1.2.4.分型面的选择
分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一，如果选择不当，不仅影响铸件质量，而且还会使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至于还可增大切削加工的工作量。

滑轮采用两箱造型，滑轮最大面（ 175㎜面），且相对于其它部分属非重要面，所以使底面向上。

分型负数b=L/1000 +2
本课程设计中b=2
式中：b分型负数单位为mm；
L沙箱长度，单位为mm。

通过分析，在可能引起铸件尺寸变化的部位，将分型负数标注在上半模样或下半模样，或上下模样两部分。

二、铸造工艺参数
2.1.加工余量
该铸件材料为灰铸铁。

根据《金属工艺学课程设计》书中的表
1-11和课程设计要求得
HT150用于成批和大量生产与铸件尺寸公差配套使用的机械加工余
量等级为
H
13
11-（砂型手工造型），而本实验属于小批量，可按此表尺寸公差下降两个等级使用，灰口铸铁手工造型时应选H
15
13-。

根据实际情况与表1-12得：
底面余量+3， 顶面余量+5， 侧面余量+3
2.2..起模斜度
1°～3°
2.3.铸孔
该铸体上的孔较小，小于30mm ，所以该铸件上的孔不宜直接铸出，应该由机械直接加工而成，选用先钻孔后扩孔的加工方法。

2.4.圆角、倒角
圆角R5， 未注圆角R 3～R5 倒角2×45°
2.5铸造收缩率
铸造收缩率K=
铸件
铸件
模样L L L -
式中：模样L —摸样尺寸 铸件L —铸件尺寸 根据经验公式可得灰口铸铁的铸造收缩率为0.7%～1% 2.6 轮廓尺寸 由零件图可知 最大轮廓尺寸为225
2.7 公差等级CT 由表5-1，铸造方法按机器造型 铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT 范围8~12级 ，取10级。

2.8 寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件和公差等级CT,由表5-3查得，公差带相对于基本尺寸对称分布。

2.9 工余量等级由表5-5，铸造方法按机器造型铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围E~G,取为F级。

3.0 (要求的机械加工余量) 对所有的加工表面去同一数值，由表5-4查最大轮廓尺寸为225 ，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为2
3.1 本尺寸如表1-1。

表1-1
二、画铸造图、零件图
毛坯图<附图1>
零件三维图<附图2>
零件三视图<附图3>
四、浇、冒口系统计算
4.1.灰铸铁浇注系统
采用封闭式浇注系统，各组元截面积和比例一般如下：
=∑∑∑直
横
内
：：A
A A 1：1.06：1.11
为了方便应用，可根据经验数据，从《砂型铸造工艺及工装设计》一书中查找浇注系统各组元的截面积和截面尺寸
()
22
246.374.325.1cm A
cm A
cm A
===∑∑∑直
横
内
个
灰铸铁浇口标准尺寸参数如下表所示(单位：mm)
4.2.冒口
因为铸件的高度相当与其宽度大得多则可以认为冒口主要按垂直方向补缩铸件,本次设计是采用明顶冒口（如下图），冒口位置选择应遵循以下原则：
（1）冒口应尽量放在铸件被补缩部位的上部或最后凝固的热节点旁边；
（2）应尽量放在铸件最高最厚的地方，以便利用金属液的重力进行补缩；
（3）冒口应尽可能不阻碍铸件的收缩，冒口不应放在铸件应力集中处，以免引起裂纹；
（4）冒口最好布置在铸件需要进行机械加工的表面上，以减少精整铸件时的工时。

查《砂型铸造工艺及工装设计》表6—23a得
d=(0.85～1)B 此课程设计中B=20mm
Dm=(1.36～2)B
Hm=(2.5～4.5)Dm 在特殊情况下Hm可根据要求而定
d=8.5mm Dm=13.6mm Hm=40.5mm
冒口形状如图
此铸件为铸件，被补缩部位的补缩要求不高，冒口位置见CAD图。

五、机械加工工艺
由零件图可知，其中Ø55和Ø70、右端面对同轴度和垂直度有一定的要求，所以要尽可能一次装夹完成三个表面的加工，又因为右端面是不规则的回转体，而车削主要是用于规则的回转体加工，而该端面不是回转体，所以应该选用铣削，所以三个面都应该用铣削，为了尽可能的将工序集中，其它工序也尽可能选择铣削，键槽属内键槽，用插床对其进行加工。

而对于Ø55和Ø70、右端面有同轴度和垂直度的要求，因此在精加工时也需要一次装夹加工，确保其工艺要求。

6.1.车
（1）划：
1）划28mm尺寸个表面粗糙度为Ra3.2m的面，φ55H9内孔加工线。

20min。

（2）车：
车：车φ55H9、φ70H7内孔及表面粗糙度Ra3.2m的两端面至要求（右
端面与孔一次加工）。

设备：CA6140.ih40min。

（3）铣：
铣各尺寸为28mm、表面粗糙度为Ra3.2m的表面至要求。

设备：x52K。

50min
（4）划：
划键槽加工线。

10min。

（5）插：
插键槽至要求。

设备：Z33 组和钻模。

40min。

（6）钻：
用组合钻模钻绞6~ 16H7孔至要求。

设备：Z33 组合钻模。

40min。

（7）钳：
去毛刺、擦去紫色。

15min。

（8）确定转速
1表5-72，铣床转速选355r/min,855r/min.进给量纵向105 mm/min、横向进给量65 mm/min。

升降20 mm/min。

2 钻床进给由手动控制。

六、热处理工艺
一、消除应力退火
由于滑动套的壁厚不同，浇注后冷却过程中各部位的冷却速度不同，往往在铸件内部产生很大的应力。

所以要进行一次消除应力去火。

消除内应力退火通常是将铸件缓慢加热到500-560℃，保温一段时间（每10毫米截面保温一小时），然后以极缓慢的速度随炉冷至
150-200℃后出炉。

此时，铸件的内应力基本上被消除。

去应力退火工艺曲线如图所示。

二、表面淬火
使滑动套表面获得高的硬度、耐磨性、疲劳强度而心部则保持高塑性和韧性。

利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面局部加热并进行快速冷却的淬火工艺。

A．高频感应加热：200—300Hz
B．中频感应加热：500—10000Hz
C．工频感应加热：50Hz
D. 超音频感应加热：20—40Hz
调质工艺曲线如图所示。

参考文献
【1】《金属工艺学实习教材》天津大学出版社，1999年
主编宋力宏倪为国
【2】《铸造实用数据速查手册》机械工业出版社，2006年主编刘瑞玲、范金辉
【3】《金属工艺学课程设计》机械工业出版社，2009年主编丁殿忠
【4】《金属工艺学》高等教育出版社，2008年主编邓文英、宋力宏
【5】《机械加工工艺手册》机械工业出版社，2006年主编王先逵
【6】《金属工艺学实践教程》哈尔滨地图出版社，2004年主编闻全意、陈集、王中双
【7】《机械工程手册》机械工业出版社, 1982年。