轴承座铸造工艺设计

轴承座铸造工艺设计

尚武

摘要：在创造中华民族5 000多年文明史的历程中，铸造生产贡献巨大。砂型铸造在机械制造业中占有非常重要的地位,不受质量、尺寸、材料种类及生产批量的限制。而用于装轴瓦的部分总称壳件，其上半部称为轴承盖，下半部称为滑动轴承座。本次对滑动轴承座进行设计。滑动轴承座大多用铸铁制造，材料为HT200或ZG200～ZG400，承受载荷大的采用铸钢或钢板焊接结构。广泛应用于冶金，矿山，输送系统，环保设备等。滑动轴承座在铸造过程中有严格的技术要求。本文通过对滑动轴承座的研究，得出滑动轴承座的铸造工艺。

关键词：砂型铸造；技术要求；铸造工艺；铸造技术

1 材料的确定

灰铸铁件主要应用于可铸造壁较薄且形状复杂的铸件。灰铸铁有良好的耐磨性，液态流动性好，凝固收缩性小，抗压强度高，吸震性好，使用时有充分的强度和刚性，价格适宜。滑动轴承座主要承受压力，能够满足且适合滑动轴承座工作要求。因此，选用灰铸铁件。在灰铸铁中，常用的HT200性能良好，便于加工和铸造，故选HT200做为铸造材料

2 结构工艺分析

滑动轴承座主要由上盖，底座，轴瓦组成。由任务书知上方小孔过小不铸出，铸件图样如图1。滑动轴承座的中心孔距地尺寸为132mm；圆通外径22mm，长24mm；支撑板厚6mm；地板高25mm。为小型铸件。主要承受径向载荷，使用简单不需要安装轴承，且轴瓦表面不承担载荷的部分有油槽，这样润滑油可以通过油孔和油沟进入间隙，起到润滑保养作用。由于其经常处于压应力和摩擦状态，故要求能抗压和耐磨损。通过查找《金属成型工艺设计》比较分析得到：，故选择灰铸铁HT200作为铸件材料。

图1

三维形状及零件图如图2

图2

3 工艺方案的设计

3.1铸型种类及方法确定

铸件按铸型性质不同，可分为砂型铸造、特种铸造和快速成型等方法。而砂型铸造是

以砂型作为造型材料，用人工或机械方法在沙箱制造出型腔及浇筑系统的铸造方法。不受铸件质量、尺寸、材料种类及生产批量限制，原料来源广泛、价格低廉，应用最为普遍。砂型铸造中的湿型铸造比较适用于中小型铸件，对大批量机械化流水线上更为实用。

滑动轴承座在工程中的应用是比较广泛常见的。滑动轴承支座部结构简单，主要由腔和小孔等组成，表面形状相对复杂，但无特殊表面质量要求；从尺寸上来讲，属于较小尺寸造型；由于选用了灰铸铁材料且生产批量不大，技术要求不太高，综合分析考虑选用砂型铸造成型，铸型种类为湿型，采用手工分模，这样在满足要求的同时，操作灵活，工艺装备简单，成本低，生产率高，必要时易于采用机械自动化操作。

3.2型芯结构及制造

滑动轴承座零件有一圆柱筒，故型芯应为一圆柱体，其直径应小于40㎜，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。

3.3分型面的筛选

分型面选择时，应在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺过程，对于质量要求不高的外形复杂小批铸件来讲，更应先选择分型面，节省更多的人力物力，由于滑动轴承座分型结构明显，具有垂直分型面，可以选择以下几种：

A方案.如图3-1

将轴承座的一个对称面a-a作为分型面。这种分型方法思路简单，符合了最大截面原则，但是这样不利于浇铸口引入，浇注口的选择对铸件质量有重要影响。

B方案.如图3-2

选择分型面b-b，此分型面平直，大部分铸型位于下沙箱，便于起模，下芯，提高铸件尺寸精度和生产效率，且只有一个分型面，便于浇铸时铸型填充，其他不合理分型方案不再一一列举，无怪乎不能满足分型原则，分型方式对铸件成型精度等影响较大方案A

方案B

根据分型面数量尽量少，尽量平直等原则。保证铸件的质量，选择方案B。

3.4铸造位置及浇注口的确定

根据重要表面向下放原则，将滑动轴承座的重要表面放在下面，由于该构件有多个面，因此将其中较大的面朝下放，并对向上的表面采用增加加工余量等措施保证质量，由大而薄表面向下原则，滑动轴承座的大面积平直表面或薄壁部分，在浇铸时应放在铸型下部，并尽量让加固肋板垂直，防止出现浇铸不足，冷隔等缺陷；由厚大断面处向上原则，应将滚动轴承座厚大断面两端放在上下面，这样有利于放置冒口和冷铁补缩。浇注口选择应符合铸件凝固方式及特点，保证铸型填充及铸件质量，尽量选取有利浇注位置，分析此结构及造型位置，

图3-3

选用圆筒右上方为浇注口如图3-3，从而避免直浇对铸件造成冲击，而且有利于型芯排气，落砂和检验等。

4 铸件工艺参数确定

4.1加工余量

零件最大尺寸<120mm,加工余量取4.0mm

灰口铸铁的加工余量值（摘自JB2854-80）

4.2拔模斜度

为了便于取模，在平行于出模方向的模样表面上所增加的斜度称为拔模斜度。拔模斜度应根据模样高度及造型方法来确定，中小型木模的拔模斜度值为α=0.50°~30°。模样高时取下限，模样矮时取上限。金属的拔模斜度值比木模的小些。综合考虑拔模斜度取40分。

4.3收缩量选择

由铸造材料灰铸铁可知，其收缩量在0.7%-1.0%之间，在单件或小批量生产时取上限，故收缩量选为1.0%.

砂型铸造时几种合金铸造收缩率的经验值

4.4型芯及型芯头选择

滑动轴承座腔成圆柱形孔，由分型方式可知，采用垂直型芯，有利于稳固定位，排气和落砂，由基本尺寸知，型芯长度为24mm，下型芯高度H1值为15mm，；上型芯值为15mm，芯头间隙为0.5-1.5mm,定为1.0mm；下芯头斜度5°-10°选为7°，上芯头斜度6°-15°选择10°.

5 浇注系统的拟定

5.1系统作用与结构分析

系统浇注是指砂型中引导金属液流入型腔的通道，一般由浇口杯、直浇道、横浇道、浇道等组成。浇口杯承接金属液，并经直浇道流入横浇道，再分配给各浇道流入型腔，因此各