【正文】 軸承座的零件圖如圖 所示，零件的外型示意圖如圖 所示 ，支座的外形輪廓尺寸為 190mm*130mm*120mm，主要壁厚 20mm，最大壁厚 23mm，為一小型鑄件產(chǎn)品 ,生產(chǎn)性質(zhì)為大批量生產(chǎn)；軸承座設(shè)計(jì)壁厚較為均勻，兩壁相連初采用了加強(qiáng)肋，可以有效構(gòu)成熱節(jié)，不易產(chǎn)生熱烈；鑄件除滿足幾何尺寸精度及材質(zhì)方面的要求外，無其他特殊技術(shù)要求。 圖 軸承座零件圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 圖 2 軸承 外型示意圖 軸承座結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性是指零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡(jiǎn)化鑄件工藝過程和降低成本。審查、分析應(yīng)考慮如 下幾個(gè)方面： ○ 1 鑄件應(yīng)有合適的壁厚，為了避免澆不到、冷隔等缺陷，鑄件不應(yīng)太薄。 ○ 2 鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙，注意薄壁過渡和圓角 鑄件薄厚壁的相接拐彎等厚度的壁與壁的各種交接，都應(yīng)采取逐漸過渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。 ○ 3 鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁 鑄件的內(nèi)壁和肋等，散熱條件較差，應(yīng)薄于外壁，以使內(nèi)、外壁能均勻地冷卻，減輕內(nèi)應(yīng)力和防止裂紋。 ○ 4 壁厚力求均勻，減少肥厚部分，防止形成熱節(jié)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 ○ 5 利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固。 ○ 6 防止鑄件翹曲變形。 ○ 7 避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)。 鑄造材料、種類的選擇 由零件的工作方式可知其經(jīng)常處于壓應(yīng)力和摩擦狀態(tài)，故要求能抗壓和耐磨損。通過查找《金屬成型工藝設(shè)計(jì)》比較分析得到：故選擇灰鑄鐵 HT200 作為鑄件材料。原因是 灰鑄鐵流動(dòng)性好，易澆注，且收縮率最小，并且隨著含量 的增加而減少，使鑄件易于切削加工 。 鑄件按鑄型性質(zhì)不同，可分為砂型鑄造、特種鑄造和快速成型等方法。而砂型鑄造是以砂型作為造型材料，用人工或機(jī)械方法在沙箱內(nèi)制造出型腔及澆筑系統(tǒng)的鑄造方法。不受鑄件質(zhì)量、尺寸、材料種類及生產(chǎn)批量限制，原料來源廣泛、價(jià)格低廉，應(yīng)用最為普遍， 簡(jiǎn)單而且工藝性好，故本次零件選用砂型鑄造。 造型造芯方法的選擇 支座的輪廓尺寸為 190mm*130mm*120mm，鑄件尺寸較小，屬于中小型零件且要大批量生產(chǎn)。采用濕型粘土砂造型靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，材料成本低 ，節(jié)省烘干設(shè)備、燃料、電力等，還可延長(zhǎng)砂箱使用壽命。因此，采用濕型粘土砂機(jī)器造型，模樣采用金屬模是合理的。 在造芯用料及方法選擇中，如用粘土砂制作砂芯原料成本較低，但是烘干后容易產(chǎn)生裂紋，容易變形。在大批量生產(chǎn)的條件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工藝所需的砂芯采用熱芯盒法生產(chǎn)砂芯， 以增加其強(qiáng)度及保證鑄件質(zhì)量。選擇 使用射芯工藝生產(chǎn)砂芯。 采用熱芯盒制芯工藝 熱芯盒法制芯，是用液態(tài)固性樹脂粘結(jié)劑和催化劑制成的一種芯砂，填入加熱到一定的芯盒內(nèi)，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結(jié)劑在很短的時(shí)間內(nèi) 硬化。而且只要砂芯表層有數(shù)毫米的硬殼 即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余熱可自行硬化。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 澆注位置的確定 鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)， 關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，鑄件的尺寸精度及造型工藝過程的難易程度。 初步對(duì)支座對(duì)澆注位置的確定有：方案一如圖 、方案二圖 確定澆注位置應(yīng)注意以下原則： ，避免夾砂結(jié)疤內(nèi)缺陷 的補(bǔ)縮 ，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn) 圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 圖 對(duì)于方案一如圖 進(jìn)行綜合分析如下： ，這樣置于下部的重要部分可以得到上部金屬的靜壓力作用下凝固并得到補(bǔ)縮，組織致密。 A 面、 B 面（如圖 所示）位于側(cè)立面，比較光潔，產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷的可能性小。 綜合比較，方案一更加科學(xué)可行。 對(duì)于方案二如圖 進(jìn)行綜合分析如下： A面（如圖 所示）為重要加工面，朝上放置容易產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜 物等缺陷。 。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 分型面的確定 分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。分型面的優(yōu)劣在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。 初步對(duì)支座進(jìn)行分型有：方案一如圖 、方案二圖 、方案三圖 圖 圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 圖 而選擇分型面時(shí)應(yīng)注意一下原則： 、合箱和檢測(cè) 加工量 對(duì)方案一如圖 ： 鑄件沒有能盡可能的位于同一 半型內(nèi)，這樣會(huì)因?yàn)楹舷鋵?duì)準(zhǔn)誤差使鑄件產(chǎn)生偏錯(cuò)。也有可能因?yàn)楹舷洳粐?yán)在 垂直面上增加鑄件尺寸。 對(duì)方案二如圖 ： 半型內(nèi)，這樣會(huì)因?yàn)楹舷鋵?duì)準(zhǔn)誤差使鑄件產(chǎn)生偏錯(cuò)。也有可能因?yàn)楹舷洳粐?yán)在 垂直面上增加鑄件尺寸。 半型內(nèi)。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 。 對(duì)方案三如圖 ： 此方案較之方案一與方案二更加科學(xué)可行。 鑄造工藝參數(shù)及砂芯設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 鑄造工藝設(shè) 計(jì)參數(shù)通常是指鑄型工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的某些數(shù)據(jù)，這些工藝數(shù)據(jù)一般都與模樣及芯盒尺寸有關(guān)，及與鑄件的精度有密切關(guān)系，同時(shí)也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過程有關(guān)。這些工藝數(shù)據(jù)主要是指加工余量、起模斜度、鑄造收縮率、最小鑄出孔、型芯頭尺寸、鑄造圓角等。工藝參數(shù)選取的準(zhǔn)確、合適，才能保證鑄件尺寸精確，使造型、制芯、下芯及合箱方便，提高生產(chǎn)率，降低成本。 鑄件尺寸公差 鑄件尺寸公差是指鑄件公稱尺寸的兩個(gè)允許的極限尺寸之差。在兩個(gè)允許極限尺寸之內(nèi)，鑄件可滿足機(jī)械加工，裝配，和使用要求。 支座為 砂型鑄造機(jī)器造型大批量生產(chǎn)，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表 110 得： 支座的尺寸公差為 CT8～ 12 級(jí)，取 CT9 級(jí)。 支座的輪廓尺寸為 190mm*130mm*120mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表 19得： 支座尺寸公差數(shù)值為 。 機(jī)械加工余量 機(jī)械加工余量是鑄件為了保證其加工面尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬層厚度。支座的輪廓尺寸為 190mm*130mm*120mm，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表 112 得：支座加工余量數(shù)值為 ，取 2mm。 但在分型面及澆注系統(tǒng)設(shè)置中，不得已將重要加工面底面朝上放置，這樣使其容易產(chǎn)生氣孔、非金屬夾雜物等缺陷，所以將采取適當(dāng)加大加工余量的方法使其在加工后不出現(xiàn)缺陷。將底面的加工余量調(diào)整為 3mm。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 最小鑄出孔和槽 零件上的孔、槽、臺(tái)階等，究竟是鑄出來好還是靠機(jī)械加工出來好，這應(yīng)該從品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)角度等方面考慮。一般來說，較大的孔、槽等應(yīng)該鑄出來，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過厚所造成熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量。較小的孔、槽或則鑄件壁很厚則不 易鑄出孔，直接依靠加工反而方便。 鑄件在 砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間 鑄件在砂型內(nèi)的冷卻時(shí)間短，容易產(chǎn)生變形，裂紋等缺陷。為使鑄件在出型時(shí)有足夠的強(qiáng)度和韌性，鑄件在砂型內(nèi)應(yīng)有足夠的冷卻時(shí)間。冷卻時(shí)間為 30～60min。 3. 2 砂芯設(shè)計(jì) 砂芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外型不能出砂的部分。砂型局部要求特殊性能的部分有時(shí)也用砂芯。 支座砂芯的外型如圖 所示。 圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 芯頭的設(shè)計(jì)與定位 砂芯主要靠芯頭固定在砂型上。對(duì)于垂直芯頭為了保證其軸線垂直、牢固地固定在砂型上，必須有足夠的芯頭尺寸，由《鑄造工藝設(shè)計(jì)》查表可知。砂芯要求定位準(zhǔn)確，不允許 沿芯頭軸向移動(dòng)或繞芯頭軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于形狀不對(duì)稱的砂芯，為了定位準(zhǔn)確，需要做出定位芯 頭。定位芯頭結(jié)構(gòu)如圖 圖 芯骨設(shè)計(jì) 為了保證砂芯在制芯、搬運(yùn)、配芯和澆注過程中不開裂、不變形、不被金屬液沖擊折斷，生產(chǎn)中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其剛度和強(qiáng)度。 因?yàn)樯靶境叽巛^小，而且采用樹脂砂，故砂芯強(qiáng)度較好，砂芯內(nèi)不用放置芯骨。 砂芯的排氣 砂芯在澆注過程中，其粘結(jié)劑及砂芯中的有機(jī)物要燃燒（氧化反應(yīng)）放出氣體，砂芯中的殘余水分受熱蒸發(fā)放出氣體，如果這些氣體排不出型外，則要引起鑄件產(chǎn)生 氣孔。 而支座的砂芯采用熱芯盒造芯，故不用有意設(shè)置排氣道、排氣孔等排氣。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁 澆注系統(tǒng) 選擇澆注系統(tǒng)類型 澆注系統(tǒng)分為封閉式澆注系統(tǒng)，開放式澆注系統(tǒng)，半封閉式澆注系統(tǒng)和封閉開放式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)控流截面積在內(nèi)澆道，澆注開始后，金屬液容易充滿澆注系統(tǒng)，呈有壓流動(dòng)狀態(tài)。擋渣能力強(qiáng)，但充型速度快，沖刷力大，易產(chǎn)生噴濺，金屬液易氧化。適用于濕型鑄件小件。而支座就是采用濕型的鑄件小件，所以選擇封閉式澆注系統(tǒng)。 澆口杯的