剎車支架鑄造工藝設(shè)計(jì)

剎車支架鑄造工藝設(shè)計(jì),剎車,支架,鑄造,工藝,設(shè)計(jì) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University學(xué)生姓名：李思琪學(xué)生姓名：李思琪學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：17080140208指導(dǎo)教師：孫建波指導(dǎo)教師：孫建波 老師老師剎車支架工藝設(shè)計(jì)剎車支架工藝設(shè)計(jì)20202020秋材料成型及控制工程專業(yè)秋材料成型及控制工程專業(yè)鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯鑄造工藝課程設(shè)計(jì)答辯目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)3 3零件分析零件分析1 1鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析2 2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 4冒口與冷鐵設(shè)計(jì)冒口與冷鐵設(shè)計(jì)5 5目錄目錄佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)合箱圖合箱圖8 8鑄造工藝圖鑄造工藝圖6 6工藝出品率工藝出品率7 7 1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.1零件結(jié)構(gòu)信息零件結(jié)構(gòu)信息剎車支架零件的結(jié)構(gòu)如下剎車支架零件圖所示，剎車支架主要為兩個(gè)圓軸與支撐側(cè)板組成，側(cè)板與底面安裝方座垂直，連接中有斜拉筋條，所有孔均需機(jī)械加工，其余加工位置如圖標(biāo)記所示。1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.2技術(shù)要求技術(shù)要求本次設(shè)計(jì)的剎車支架零件材質(zhì)為HT200，最小抗拉強(qiáng)度為200MPa，布氏硬度為163241HBW，伸長(zhǎng)率0.30.8%抗彎強(qiáng)度為400 MPa，抗壓強(qiáng)度為600800 MPa，抗剪強(qiáng)度為248 MPa，滿足大多數(shù)剎車支架、剎車支架零件的機(jī)械性能要求。技術(shù)要求：1.鑄件不得有氣孔、縮松、裂紋等鑄造缺陷。2.未注鑄造圓角R3-5。3.毛坯要進(jìn)行退火處理。灰鑄鐵具有良好的鑄造性能，材質(zhì)為灰鐵的鑄件毛坯一般采用鑄造方式獲得，本次設(shè)計(jì)采用砂型鑄造，手工造型，一箱兩件生產(chǎn)該件。1 1零件分析零件分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)1.3剎車支架零件三維圖剎車支架零件三維圖2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.1 造型方法、造芯方法的選擇造型方法、造芯方法的選擇根據(jù)手工造型和機(jī)器造型的特點(diǎn)，選擇手工造型。2.2 鑄造方法的選擇鑄造方法的選擇根據(jù)零件的各參數(shù)，對(duì)照表格中的項(xiàng)目比較，選擇砂型鑄造。2.3 鑄型種類的選擇鑄型種類的選擇根據(jù)鑄型的特點(diǎn)和應(yīng)用情況選用自硬砂。2.4 鑄件澆注位置的確定鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸、重量、技術(shù)要求、鑄造合金特鑄造方法以及生產(chǎn)車間的條件決定的。綜合澆注位置選擇原則，考慮到剎車支架零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，剎車支架適合采用頂部、底部澆注。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇鑄造分型面是指鑄型組元間的接合面，分型面的選擇應(yīng)盡量與澆注位置一致，盡量使兩者協(xié)調(diào)起來，使鑄造工藝簡(jiǎn)單，并易于保證鑄件質(zhì)量。澆注位置往往同分型面的選擇密切相關(guān)，所以二者相互影響，為了便于充分考慮二者的相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，剎車支架零件可有以下三種分型方案。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案一：將以剎車支架零件支架大平面做分型面，將鑄件大部分置于上箱，底部澆注系統(tǒng)適合此分型方案。分型方案一的優(yōu)點(diǎn)是分型面平直，但是將剎車支架兩個(gè)重要孔上端置于上箱，容易造成鑄造夾渣缺陷。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案二：將以剎車支架零件底面最大安裝臺(tái)上平面做分型面，將鑄件完全置于上、下箱之間，底部澆注形式適合方案。分型方案二的優(yōu)點(diǎn)分型面簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是將重要孔軸端面置于于上箱，容易造成重要面的鑄造夾渣缺陷，而且該分型方案，不便于大軸孔側(cè)面做活塊或者做加減胎處理，因?yàn)榉中兔嬷粱顗K下端距離很近，容易造成活塊將砂型破壞進(jìn)而不能順利造型。2 2鑄造工藝方案分析鑄造工藝方案分析 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)2.5 分型面的選擇分型面的選擇分型方案三：與分型方案一類似，只是將上、下箱顛倒，將鑄件大部分置于下箱，定澆注形式適合方案。綜合比較，方案三較為合理，故本次設(shè)計(jì)分型方案選擇分型方案三進(jìn)行分型分型，采用頂部澆注系統(tǒng)。3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.2 灰鐵鑄出孔大小確定灰鐵鑄出孔大小確定該剎車支架為成批生產(chǎn)，依據(jù)表可知，零件圖中孔直徑小于15的孔不鑄出；中M12、M16螺紋孔為后續(xù)機(jī)械加工，不鑄出；兩個(gè)圓軸孔直徑為28、32須鑄出。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)生產(chǎn)批量不鑄出孔直徑大量生產(chǎn)1215成批生產(chǎn)1530單件或小批生產(chǎn)30503 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.3 加工量確定加工量確定鑄件上的機(jī)械加工余量是鑄件上要用機(jī)械加工的方法切去的金屬層厚度。加工余量不足，會(huì)使鑄件因加工表面上殘存黑皮和表層缺陷而報(bào)廢；加工余量太大，會(huì)增加機(jī)械加工的工作量，且浪費(fèi)金屬材料，從而增加了生產(chǎn)成本，有時(shí)還會(huì)因截面變厚，熱節(jié)變大，使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低。鑄件的機(jī)械加工余量可以用查表的方法確定。鑄件切削加工余量等級(jí)常常和鑄件尺寸公差等級(jí)配套確定。鑄件公差等級(jí)為CT12該剎車支架的加工等級(jí)為F級(jí)。兩圓軸側(cè)面的加工量為2.0mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.3 加工量確定加工量確定剎車支架小軸側(cè)面凸出M12螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為28，其加工量為：4.6/2+0.5=2.8，圓整取加工量為3.0mm。剎車支架大軸側(cè)面凸出M16螺絲安裝臺(tái)端面加工尺寸為32，其加工量為：5/2+0.5=3.0。剎車支架安裝座加工尺寸為140 x100 x24,基本尺寸為140，位于澆注位置的側(cè)面，其加工量為7/2+1.5=5.0mm。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.4 起模斜度起模斜度 為了使模樣(或芯)易于從砂型(或芯盒)中取出(砂型鑄造)，或者從鑄型中取出鑄件(金屬型鑄造)，鑄件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也稱拔模斜度)。鑄造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加鑄件壁厚、增減鑄件壁厚或者減小鑄件壁厚的方法來形成。在鑄件上添加起模斜度，原則上不應(yīng)超過鑄件的壁厚工差要求。該剎車支架零件垂直分型面的高度大于40不超過100mm的，采用金屬模樣造型，中間澆注，分型面在剎車支架中中間對(duì)稱面上，綜合比較，為了使脫模順利，增大起模斜度，采用增減壁厚方式，選取金屬模樣的起模角度為0.5，即每個(gè)垂直分型面的側(cè)面均加起模斜度為0.5。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 剎車支架三維圖剎車支架三維圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.5 砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)剎車支架砂芯圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.5 砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)剎車支架三維砂芯圖黃色為砂芯，綠色塊位置為上下模加減胎位置，加減胎設(shè)計(jì)是為了減少砂芯設(shè)計(jì)。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)3 3鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù) 3.6 吃砂量吃砂量確定確定模樣與砂箱、箱頂、箱底和箱帶之間的距離稱為吃沙量。剎車支架單件重量為8.63Kg，依據(jù)表確定吃沙量最小尺寸為a=50mm，b=50mm，c=40mm，d=40mm，e=40mm，f=30mm。實(shí)際選取數(shù)值略比該值大，可充分考慮現(xiàn)有模板及砂箱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)鑄件重量鑄件重量/kgabcdef1000040506070901001201502002502753003504004050607090100120150200250275300350400304040505060709010012515017520025030405050607080901001251501752002503040506070100303030405060701201502002252502502504 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.2 澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)的阻流截面積計(jì)算澆注系統(tǒng)常用的分類有兩種：根據(jù)澆注系統(tǒng)個(gè)單元斷面的比例關(guān)系，可分為封閉式、半封閉式、開放式、封閉開放式等4種類型；根據(jù)內(nèi)澆道在鑄件上的相對(duì)位置（引入位置），可分為頂注式、中注式、底注式和階梯注入式等4種類型。最終確定各澆道截面尺寸如下圖澆道截面尺寸所示。4 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5冒口與冷冒口與冷鐵設(shè)計(jì)灰鑄鐵和球磨鑄鐵在凝固過程中都析出石墨并伴隨相變膨脹，有一定的自補(bǔ)縮能力，因而縮松、縮孔的傾向小性較鑄鋼件小。鑄鐵件的補(bǔ)縮應(yīng)以澆注系統(tǒng)后補(bǔ)縮（澆注系統(tǒng)在完成教主以后，對(duì)鑄件的補(bǔ)縮，稱為后補(bǔ)縮）和石墨化膨脹自補(bǔ)縮為基礎(chǔ)，只是由于鑄件本身結(jié)構(gòu)、合金成分、冷卻條件等原因，不能建立足夠的后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮的情況下才應(yīng)用冒口，一個(gè)需要設(shè)置冒口補(bǔ)縮的鑄件，也必須利用后補(bǔ)縮和自補(bǔ)縮，冒口僅是補(bǔ)充后補(bǔ)和自補(bǔ)不足的差額。本次剎車支架不設(shè)計(jì)冒口。6 6 鑄造工藝圖鑄造工藝圖7 工藝出品率工藝出品率7 工藝出品率工藝出品率剎車支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖剎車支架鑄件及澆注系統(tǒng)三維圖8 合箱圖合箱圖剎車支架的合箱圖剎車支架的合箱圖8 合箱圖合箱圖剎車支架的下模板裝配圖剎車支架的下模板裝配圖8 合箱圖合箱圖剎車支架的芯盒裝配圖剎車支架的芯盒裝配圖佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué) 佳木斯大學(xué)佳木斯大學(xué)Jiamusi University