球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计

毕业设计（论文）题目：球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计学生：王XX指导老师：XXX系别：材料科学与工程系专业：材料科学与工程班级：学号：2010年6月本科毕业设计(论文)作者承诺保证书本人郑重承诺：本篇毕业设计(论文)的内容真实、可靠。

如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。

学生签名：年月日福建工程学院本科毕业设计(论文)指导教师承诺保证书本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业设计(论文)的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业设计（论文）中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。

指导教师签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1铸造的定义 (1)1.2铸造行业的现状 (1)1.3铸造的发展趋势 (1)第二章轴承盖的工艺结构分析 (3)2.1铸件壁的合理结构 (3)2.1.1铸件的最小壁厚 (3)2.1.2铸件的临界壁厚 (3)2.1.3铸件壁的联接 (3)2.2铸件加强肋 (3)2.3铸件的结构圆角 (4)2.4避免水平方向出现较大平面 (4)2.5利于补缩和实现顺序凝固 (4)第三章轴承盖整个铸造设计流程 (5)3.1造型材料的选择 (5)3.1.1造型材料的定义 (5)3.1.2造型材料的分类及其特点 (5)3.1.3造型材料的选择 (6)3.2铸件浇注位置的选择 (7)3.3分型面的选择 (8)3.4 砂芯设计 (10)3.4.1砂芯分块 (10)3.4.2芯头设计 (10)3.5铸造工艺设计 (12)3.5.1铸件机械加工余量 (12)3.5.2机械加工余量 (13)3.5.3铸造斜度 (14)3.5.4铸件收缩率 (14)3.5.5最小铸出孔和槽 (15)3.5.6分型负数 (16)3.6浇注系统设计 (17)3.6.1浇口杯选择 (17)3.6.2浇注系统类型 (17)3.6.3浇注系统的尺寸计算 (18)3.6.4冒口的选择 (20)3.7合箱 (20)第四章结论 (22)4.1结论 (22)4.2 研究方向和展望 (22)致谢 (23)参考文献 (24)球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计摘要随着科学技术的发展，我国的铸件水平有了很大提高，为了提高铸件质量，降低成本，对某球墨铸铁轴承盖进行了铸造工艺设计。

首先，对铸件的铸造工艺性进行分析，包括：铸件壁的合理结构、铸件加强肋、铸件的结构圆角等。

其次，进行砂型工艺方案的确定，主要是确定造型材料、浇注位置、分型面、砂芯工艺、工艺参数及浇注系统的设计。

最后，进行合箱。

关键词：球墨铸铁轴承盖铸造工艺设计A Process Design on the Bearing Covers of the Ductile IronAbstractWith the development of science and technology, the casting technology in China has made a great improvement. In order to improve the quality of cast while reducing the cost, the author of this article makes a process design on the bearing covers of the ductile iron. Firstly, the thesis analyzes the casting technique, including a reasonable structure of castings’ thickness, stiffeningribs of castings, structural fillet of castings and so on. Secondly, the thesis makes an assessment on the sand casting program, including evaluating molding materials, pouring position of casting, parting surfaces, sand core technology, technological parameter and the design of gating system. Finally, the thesis deals with the mouldassembling.Key words：ductile iron; bearing covers; casting; process design第一章绪论在材料成型工艺发展的过程中，铸造是历史最悠久的一种工艺，在我国已有6000多年的历史了。

如今铸造行业是制造业的重要组成部分，对国民经济发展起着重要作用，在汽车、钢铁、造船、纺织、航空航天等工业的重、大、难装备中，铸件都占有很大的比重，为国民经济发展作出了很大贡献。

但是，我们也应该清醒的看到，目前，我国铸造技术的现状与工业发达国家相比仍有较大的差距。

1.1铸造的定义铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属液浇入铸型，凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。

1.2铸造行业的现状新中国成立以来，随着国民经济的迅速发展，铸造生产技术也不断提高。

在机械制造业中，越来越占据着重要的地位。

因此，学校铸造方法，研究铸造技术基础理论，发展铸造事业是非常重要的。

铸件能得到如此广泛的应用，还是因为铸造生产具有一系列的优点：（1）适应性强铸造方法不受零件大小、结构形状和壁厚大小的限制。

（2）成本低铸件的形状和尺寸与零件相近，一般比锻件、焊接件尺寸精确，可节约大量金属材料和机械加工工时，同事铸造生产中的金属废料和废件可以回炉重熔，生产周期短，投资少。

1.3铸造的发展趋势随着科学技术的发展，我国的铸造技术水平也有了极大的提高，许多铸件已进入国际市场，例如，计算机辅助铸造工艺设计，模拟铸件凝固过程，控制合金熔炼使铸造生产过程不断地得到完善，少余量和无余量的铸造新工艺也得到迅速发展，开创了铸造生产发展的新局面。

作为准备从事铸造行业的新的从业者，应该看到我国的铸造工业潜力很大，资源丰富，通过我们的努力，铸造业会对国民经济的发展作出更大的贡献，从而实现我们的人生价值。

第二章轴承盖的工艺结构分析2.1铸件壁的合理结构铸件是由不同结构、形状、壁厚、大小的壁构成，其结构以及之间的联结过渡的合理性对铸造工艺性有很大的影响。

2.1.1铸件的最小壁厚在确定铸件壁厚时要考虑两个问题。

一是壁厚尺寸设计应保证铸件达到要求的强度；二是使其易于铸造。

考虑到以上的这两个问题，又查表得到砂型铸造最小允许壁厚数据球磨铸铁为5mm～7mm，这个数值低于轴承盖的最小壁厚20.5mm。

所以铸件的最小壁厚能达到要求。

2.1.2铸件的临界壁厚铸件壁厚增大，对充满铸型虽然有利，但壁厚太大则容易产生缩孔、缩松等缺陷。

通过查表知道球墨铸铁的砂型铸件的临界壁厚是50mm，而轴承盖的最大壁厚是37mm，这个值在规定的范围之内，所以铸件壁厚不易产生缩孔等缺陷。

2.1.3铸件壁的联接由于本次设计的是一个轴承盖，铸件壁的尺寸分布比较均匀，没有突然变大的情况，所以不容易产生热节。

2.2铸件加强肋因为在铸造生产中，有时为了提高铸件的强度是通过加大壁厚来实现的，但这种方法会增大铸件的质量，有时也容易产生热节的，所以可以选择用加强肋来提高铸件的强度，本次的轴承盖选择在侧壁加四块的加强肋来提高铸件的强度。

设计铸肋时，其厚度应小于铸件的厚度，根据式a外筋=0.8ua外筋—铸件外表面上筋的厚度，mm；u—与筋连接的铸件壁厚，mm；在铸件中部，平均壁厚为25mm，根据上面公式计算得出外筋的厚度为20mm左右，与实际的尺寸相符，所以这个肋的尺寸符合要求。

2.3铸件的结构圆角为了满足液态金属充型条件的要求，同时也是减小热节形成、避免铸造缺陷形成，所以在铸件结构的转角处及联接处设置铸造圆角，又由于铸件的尺寸不是很大，因此铸造圆角确定为R2～4mm。

2.4避免水平方向出现较大平面由于在型腔内水平方向出现较大平面时，当充型过程中金属液上升到该位置时，金属液上升速度会减慢很多，使得高温金属液持续长时间、近距离烘烤顶面型壁，容易产生夹砂、粘砂、浇不足等缺陷，因此把轴承盖设计成阶梯式的，不会出现较大平面。

2.5利于补缩和实现顺序凝固从铸件图可以看出铸件的壁厚自上而下是依次降低的，而我们浇注是采用中注式，因此可以实现自上而下顺利凝固，有利于补缩，可以减少缩孔、缩松等缺陷。

第三章轴承盖整个铸造设计流程3.1造型材料的选择在金属铸造过程中，造型材料的选择也是一个重要的过程，因为正确的选择造型材料，不仅能降低成本，还能提高铸件的质量。

3.1.1造型材料的定义广义而言，所以用于制造铸型的材料都是造型材料，如制造砂型用的原砂、涂料、各类黏结剂、添加物等，制造金属型的钢、铸铁或铜合金等合金材料，以及诸如石墨、石膏、陶瓷浆料等用于特种铸型的材料。

但一般意义上，造型材料又特指制造砂型用的材料，如原砂、黏结剂以及各类添加剂等。

3.1.2造型材料的分类及其特点1黏土型砂黏土型砂由原砂、黏土、水和其他附加物按一定比例混制而成，是目前用量最大、应用最广的造型混合料。

黏土型砂按不同的使用条件可分为湿型砂和干型砂两类。

湿型砂是以膨润土做黏结剂的一种不经烘干的型砂，其基本特点是不需要烘干、不经固化而具有一定的湿强度；虽然强度较低但退让性好，便于落砂；湿型砂造型效率高，生产周期短，材料成本低，适合于大工业的流水生产。

但由于湿型砂含有水分，在浇注过程中，砂型表面会出现水分的汽化和迁移，使铸件表面容易产生砂眼、气孔、黏砂、夹砂等缺陷。

干型砂是以黏土或膨润土做黏结剂的一种烘干砂型用砂，其湿强度可以稍微低些，含水量可高些，以达到较高的干强度。

干型砂主要用于中、大型铸件的生产，型砂和砂型质量较容易控制，但铸件精度较差，需专门的烘干设备，生产周期较长。

因此大的干型砂正逐步被树脂自硬砂所取代。

2水玻璃砂及其他无机黏结剂砂水玻璃自1947年二氧化碳吹气硬化法问世后，由于其具有强度高、成本低、生产工艺简单、生产环境好等优点，得到了广泛的应用。

但由于水玻璃砂存在溃散性差，旧砂再生困难这两大难题，也使其应用受到一些限制。

3油砂油类黏结剂包括植物油和矿物质油两大类，以此为黏结剂的芯砂称为油砂，有时油砂也仅指植物油砂。

矿物油砂根据所用的黏结剂又分为合脂砂、沥青砂等。

常用于铸造生产中形成不加工的内腔、形状复杂、断面细薄、要求强度高和溃散性好的砂芯。

4树脂砂树脂砂是以合成树脂为黏结剂的型砂或芯砂，主要有热芯盒、覆膜砂工艺、冷芯盒、温芯盒、树脂自硬砂等工艺方法。