湖南科技大学本科课程设计
第一章 零件工艺性分析
1.1 零件分析
轴承端盖起轴向固定作用,同时防尘密封,避免污染。
1.2 铸造工艺性分析
零件结构的铸造工艺性是指零件结构应符合铸造生产的要求,易于保证铸件品质,简化铸造工艺和降低成本。分析时应考虑以下几个方面:铸件应有合适的壁厚,铸件壁厚太薄易产生浇不足、冷隔等缺陷;铸件结构不应造成严重的收缩受阻,壁的连接处和转角处应采取逐渐过渡的形式,即铸造圆角,它既可以使转角处不产生脆弱面,又可以减少应力集中;铸件内壁应薄于外壁;壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节。该端盖底面较大,轴向高度较小,壁的连接处壁厚较大。Φ80的孔质量要求较高,阶梯孔较大,用型芯铸出,6个Φ15小孔可以不铸出。
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第二章 铸造合金和造型材料的选择
2.1 铸造合金的选用
端盖起轴向固定作用,同时防尘密封,避免污染,铸造合金材料为球墨铸铁 QT400-15,质量估算为22.8kg。
2.2 造型和造芯材料
本次课程设计的铸件是大批量生产,故造型方法采用机器造型,其具有生产效率高、铸件尺寸精度高、表面质量好、加工余量小、生产总成本低和铸件质量稳定等特点。
造型方法可选用砂箱造型,两箱造型,其操作方便。造型材料选择湿型砂。湿型砂是以膨润土作粘结剂的一种不经烘干的型砂,适用于中小型铸件的大批量生产。湿型砂的主要性能指标:水分质量分数4.5%~5.5%,湿压强度60kPa~150kPa,紧实率40%~50%,破碎指数65%~75%。用于球墨铸铁湿型砂的配比和性能:旧砂质量分数93%~95%,新砂加入量3%~5%,膨润土1.0%~1.5%,煤粉0.3%~0.5%,含水量4.6%~5.3%,紧实率34%~45%。
造芯方法可采用芯盒造芯,机器制芯,芯盒材料选用灰铸铁。
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第三章 浇注位置及分型面的确定
零件尺寸如图3.1所示,零件中心是阶梯孔,零件底端大,顶端小,轴向高度小,径向长度大。选择浇注位置时应考虑如下原则:质量要求高的加工面、工作面或大平面应该朝下或处于侧面或斜面的位置;为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔等缺陷,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。选择分型面时应考虑如下原则:分型面应尽量选择在铸件的最大截面处,并尽量使逐渐地的大部分或全部置于同一砂箱内,或使加工面和加工基准面在同一砂箱中,以便于造型,保证铸件的精度、型芯的安放和检验及合箱操作;尽量减少分型面的数量;分型面的选择应尽量减少型芯和活块的数量,以便简化制模、造型和合箱等工序;分型面的选择不宜使型腔过深;分型面的选择应考虑铸件的不加工面尽量避免有披缝。分型面位置的选择有两种方案,分别如图3.2和图3.3所示。对于方案二,分型面不在截面最大处,会使型腔过深,而且容易产生披缝。方案一,最大截面处为分型面,直径为180的孔朝下,利于型芯放置的稳定;上下模都有斜度,利于取模。综合分析,方案一更为合理。
图3.1 零件尺寸
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图3.2 方案一
图3.3 方案二
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第四章 铸造工艺参数设计
确定铸造工艺参数必须以零件尺寸为依据,零件的详细尺寸如图3.1所示。
4.1 加工余量的选择
该端盖为成批、大量生产,可采用机器造型及造芯。由《材料成形技术基础》P54 表1.11查得尺寸公差等级CT应为8~12级,选10级,加工余量等级RMA应为E~G,选择F。端盖的最大尺寸为320mm,查《材料成形技术基础》P56 表1.13,并根据加工余量中“顶面(相对于浇注位置)的加工余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用”的规定得,顶面的加工余量取3.5mm,底面和侧面的加工余量取2.5mm。
结论:顶面的加工余量取3.5mm,底面和侧面的加工余量取2.5mm。加工余量 如图4.1所示。
图4.1 加工余量
4.2 铸件孔是否铸出的确定
因为该铸件材料是QT400-15钢,大量生产,最小孔径15mm,由《铸造工艺及工装设计》表2-11查得铸件的最小铸出孔直径是35mm~40mm,则该孔不需要铸出。
结论:该孔径为15mm的孔不需要铸出。
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