昆明理工大学-轴承座铸造工艺设计说明书

轴承座铸造工艺设计说明书

一、工艺分析

1、审阅零件图

查看零件图的具体尺寸与图纸绘制是否正确。

零件名称: 轴承座1

工艺方法：铸造

零件材料：HT250

零件重量：2.5154 kg

毛坯重量：3.5098 kg

生产批量: 100件/年，为小批量生产

2、零件的技术要求

零件在铸造方面的技术要求：在铸造时不允许有气孔、砂眼、缩孔、缩松和夹杂等缺陷；铸件应进行时效处理；铸件应进行清理，保证表面平整；零件加工完后所有棱边应去除毛刺；不加工表面先涂以防锈漆，再涂以绿色油漆。

3、选材的合理性

曲柄材料是HT250灰铸铁。铸件的壁厚不应太薄，边角处应适当加厚，防止出现白口组织使该处既硬又难于加工。此零件用于支承,要求其具有足够的强度，抗拉强度要求不高，250MPa的抗拉强度可以满足要求，所以选择材料HT250可以满足要求。轴承座属于箱体类零件，铸铁箱体的特点是结构形状可以较复杂，有较好的吸振性和机加工性能，常用于成批生产的中小型箱体。箱体类零件的材料一般用灰口铸铁，常用的牌号有HT100～HT400。毛坯为铸铁件，其铸造方法视铸件精度和生产批量而定。小批量生产常用木模手工造型，毛坯精度较低，加工余量可适当增大。为了消除铸造时形成的内应力，减少变形，保证其加工精度的稳定性，毛坯铸造后要安排人工时效处理。精度要求高或形状复杂的箱体还应在粗加工后多加一次人工时效处理，以消除粗加工造成的内应力，进一步提高加工精度的稳定性。

4、确定毛坯的具体生产方法

根据以上信息可知,由于零件属小批量生产，形状比较简单、壁厚比较均匀，且

该材料为灰铸铁，所以确定毛坯的生产方法为木模手工造型。

5、审查铸件的结构工艺性

铸件轮廓尺寸为160⨯70⨯141，查表得砂型铸造的最小壁厚为6mm,轴承座的最小壁厚为10mm,符合其要求。铸件质量为3.5098 kg，材料为HT250，查表得砂型铸造铸件的临界壁厚为18mm。壁厚越大，圆角尺寸也相应增大。铸件毛坯在表面的相交处，有铸造圆角，这样既能方便起模，又能防止浇铸铁水时将砂型转角处冲坏，还可以使壁厚均匀，避免铸件在冷却时产生裂缝或缩孔。

二、工艺方案的确定

1、铸造方法的选择

由于曲柄的年产量为100件，属小批量生产，且零件结构简单，所以确定毛坯的生产方法为砂型铸造，砂型种类为湿型。

2、造型、造芯方法的选择

选择造型方法为手工造型，造芯方法为手工刮板造芯。

3、浇注位置的确定

根据计算机辅助铸造工艺设计中关于浇注位置的确定原则（浇注位置应选在铸件最大截面处，应使合箱位置、浇注位置和位置相一政），所以确定浇注位置为铸件中间对称的最大截面--此截面为最大截面、上下对称、且便于充型和起模。

4、分型面的确定

根据计算机辅助铸造工艺设计中关于分型面的确定原则（分型面应选在铸件最大截面处；尽量减少分型面的数目；分型面应尽量选用平直分型面；选择的分型面要有利于下芯、验型和合型），所以确定分型面为铸件中间对称的最大截面--以便于起模、下芯和检验；分模面与分型面一致。

方案I：分型面在轴孔的中方心线上。适于铸出轴孔，铸后轴孔的飞边少，便于清理。同时，型芯稳定性好，不容易产生偏芯,而且便于下芯、验型和合型,。

方案Ⅱ：分型面在侧面对称线上。轴孔难以直接铸出，轴孔若拟铸出，要使用悬臂沙芯和芯撑，易产生偏芯。

综上可知，选用分型面I从轴孔中心线处分型更为合理。

5、砂箱中铸件数目的确定

轴承座的重量为3.5098 kg，

编号铸件质量 a b c d或e f g 砂箱尺寸

1 ≤5 20 30 40 30 30 20 ≤400

参考下图，铸件本身的尺寸为160⨯70⨯141mm，因此在"400mm"的砂箱中只能放置六个铸件。

三、砂芯设计

砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。根据零件的结构，具有32

的圆柱孔，可知此零件需要进行砂芯设计。砂芯设计主要包括芯头设计、芯骨设计和砂芯排气设计。确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则：使造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使芯盒结构简单。根据分型面可知，应选用水平芯头。

四、工艺参数的确定

查询结果

铸铁种类阻碍收缩率自由收缩率

中小型灰铸铁件0.9 1.0

铸造方法铸造圆角计算公式材料最小圆角半径

砂型铸造R=1\5～1\10(A+B) 铸铁，铸钢 3

编号生产批量铸件材料最小铸出孔

6 单件、小批生产灰铸铁30-50

加工方式造型材料加工余量等级

单件和小批生产干、湿砂型（13—15）/H

编号基本尺寸尺寸公差等级加工余量等级机械加工余量数值

22 ≤100 14 H 7.5/5.0

编号铸件质量 a b c d或e f g 砂箱尺寸

1 ≤5 20 30 40 30 30 20 ≤400

铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金镁合金铜合金编号铸件轮廓尺

寸

1 ≤200×200 8 6 6 5 3 - 3-5

模样类型砂型类型拔模斜度编号测量面高度h

或h1

14 >40～100 木模样粘土砂造型时模样外表面其模斜度0°40'

16 >40～100 木模样粘土砂造型时模样内表面其模斜度1°15'

通过查询，曲柄的最小铸出壁厚为6mm；受阻收缩率为0.9%，自由收缩率为1.0%；

外表面的拨模斜度为：a=0º40´，内表面的拔模斜度为：a=1°15'；取铸造圆角为3mm；

查表得灰铸铁的机械加工余量等级为H级；尺寸公差和重量公差等级为13～15级，取

14级，查表得尺寸公差和重量公差不做要求；再结合实际生产中的经验，取机械加

工余量为7.5/5.0（单边/双边）。

五、浇注系统设计

浇注系统的一般设计内容有:浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。

浇注系统截面积的大小对铸件质量也有很大影响。截面积太小，浇注时间长，

可能产生浇不足、冷隔、砂眼等缺陷；截面积过大，浇注速度快，又可能引起冲砂，

带入熔渣和气体，使铸件产生渣孔、气孔等缺陷。为了使金属液以适宜的速度充填

铸型，就必须合理确定浇注系统的面积。

（1）浇注系统类型的选择

根据零件的结构选择封闭式（中间注入式）浇注系统较好，因为封闭式浇注系