刹车支架铸造工艺设计

刹车支架铸造工艺设计,刹车,支架,铸造,工艺,设计 佳木斯大学佳木斯大学Jiamusi University学生姓名：李思琪学生姓名：李思琪学学 号：号：17080140208指导教师：孙建波指导教师：孙建波 老师老师刹车支架工艺设计刹车支架工艺设计20202020秋材料成型及控制工程专业秋材料成型及控制工程专业铸造工艺课程设计答辩铸造工艺课程设计答辩目录目录佳木斯大学佳木斯大学铸造工艺参数铸造工艺参数3 3零件分析零件分析1 1铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析2 2浇注系统设计浇注系统设计4 4冒口与冷铁设计冒口与冷铁设计5 5目录目录佳木斯大学佳木斯大学合箱图合箱图8 8铸造工艺图铸造工艺图6 6工艺出品率工艺出品率7 7 1 1零件分析零件分析 佳木斯大学佳木斯大学1.1零件结构信息零件结构信息刹车支架零件的结构如下刹车支架零件图所示，刹车支架主要为两个圆轴与支撑侧板组成，侧板与底面安装方座垂直，连接中有斜拉筋条，所有孔均需机械加工，其余加工位置如图标记所示。1 1零件分析零件分析 佳木斯大学佳木斯大学1.2技术要求技术要求本次设计的刹车支架零件材质为HT200，最小抗拉强度为200MPa，布氏硬度为163241HBW，伸长率0.30.8%抗弯强度为400 MPa，抗压强度为600800 MPa，抗剪强度为248 MPa，满足大多数刹车支架、刹车支架零件的机械性能要求。技术要求：1.铸件不得有气孔、缩松、裂纹等铸造缺陷。2.未注铸造圆角R3-5。3.毛坯要进行退火处理。灰铸铁具有良好的铸造性能，材质为灰铁的铸件毛坯一般采用铸造方式获得，本次设计采用砂型铸造，手工造型，一箱两件生产该件。1 1零件分析零件分析 佳木斯大学佳木斯大学1.3刹车支架零件三维图刹车支架零件三维图2 2铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析 佳木斯大学佳木斯大学2.1 造型方法、造芯方法的选择造型方法、造芯方法的选择根据手工造型和机器造型的特点，选择手工造型。2.2 铸造方法的选择铸造方法的选择根据零件的各参数，对照表格中的项目比较，选择砂型铸造。2.3 铸型种类的选择铸型种类的选择根据铸型的特点和应用情况选用自硬砂。2.4 铸件浇注位置的确定铸件浇注位置的确定铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特铸造方法以及生产车间的条件决定的。综合浇注位置选择原则，考虑到刹车支架零件结构特点，刹车支架适合采用顶部、底部浇注。2 2铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析 佳木斯大学佳木斯大学2.5 分型面的选择分型面的选择铸造分型面是指铸型组元间的接合面，分型面的选择应尽量与浇注位置一致，尽量使两者协调起来，使铸造工艺简单，并易于保证铸件质量。浇注位置往往同分型面的选择密切相关，所以二者相互影响，为了便于充分考虑二者的相互关联的关系，刹车支架零件可有以下三种分型方案。2 2铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析 佳木斯大学佳木斯大学2.5 分型面的选择分型面的选择分型方案一：将以刹车支架零件支架大平面做分型面，将铸件大部分置于上箱，底部浇注系统适合此分型方案。分型方案一的优点是分型面平直，但是将刹车支架两个重要孔上端置于上箱，容易造成铸造夹渣缺陷。2 2铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析 佳木斯大学佳木斯大学2.5 分型面的选择分型面的选择分型方案二：将以刹车支架零件底面最大安装台上平面做分型面，将铸件完全置于上、下箱之间，底部浇注形式适合方案。分型方案二的优点分型面简单，缺点是将重要孔轴端面置于于上箱，容易造成重要面的铸造夹渣缺陷，而且该分型方案，不便于大轴孔侧面做活块或者做加减胎处理，因为分型面至活块下端距离很近，容易造成活块将砂型破坏进而不能顺利造型。2 2铸造工艺方案分析铸造工艺方案分析 佳木斯大学佳木斯大学2.5 分型面的选择分型面的选择分型方案三：与分型方案一类似，只是将上、下箱颠倒，将铸件大部分置于下箱，定浇注形式适合方案。综合比较，方案三较为合理，故本次设计分型方案选择分型方案三进行分型分型，采用顶部浇注系统。3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.2 灰铁铸出孔大小确定灰铁铸出孔大小确定该刹车支架为成批生产，依据表可知，零件图中孔直径小于15的孔不铸出；中M12、M16螺纹孔为后续机械加工，不铸出；两个圆轴孔直径为28、32须铸出。佳木斯大学佳木斯大学生产批量不铸出孔直径大量生产1215成批生产1530单件或小批生产30503 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.3 加工量确定加工量确定铸件上的机械加工余量是铸件上要用机械加工的方法切去的金属层厚度。加工余量不足，会使铸件因加工表面上残存黑皮和表层缺陷而报废；加工余量太大，会增加机械加工的工作量，且浪费金属材料，从而增加了生产成本，有时还会因截面变厚，热节变大，使铸件晶粒粗大，力学性能降低。铸件的机械加工余量可以用查表的方法确定。铸件切削加工余量等级常常和铸件尺寸公差等级配套确定。铸件公差等级为CT12该刹车支架的加工等级为F级。两圆轴侧面的加工量为2.0mm。佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.3 加工量确定加工量确定刹车支架小轴侧面凸出M12螺丝安装台端面加工尺寸为28，其加工量为：4.6/2+0.5=2.8，圆整取加工量为3.0mm。刹车支架大轴侧面凸出M16螺丝安装台端面加工尺寸为32，其加工量为：5/2+0.5=3.0。刹车支架安装座加工尺寸为140 x100 x24,基本尺寸为140，位于浇注位置的侧面，其加工量为7/2+1.5=5.0mm。佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.4 起模斜度起模斜度 为了使模样(或芯)易于从砂型(或芯盒)中取出(砂型铸造)，或者从铸型中取出铸件(金属型铸造)，铸件垂直分型面的表面要留有起模斜度(也称拔模斜度)。铸造斜度可以用不同的方法形成，起模斜度可采取增加铸件壁厚、增减铸件壁厚或者减小铸件壁厚的方法来形成。在铸件上添加起模斜度，原则上不应超过铸件的壁厚工差要求。该刹车支架零件垂直分型面的高度大于40不超过100mm的，采用金属模样造型，中间浇注，分型面在刹车支架中中间对称面上，综合比较，为了使脱模顺利，增大起模斜度，采用增减壁厚方式，选取金属模样的起模角度为0.5，即每个垂直分型面的侧面均加起模斜度为0.5。佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 刹车支架三维图刹车支架三维图佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.5 砂芯设计砂芯设计刹车支架砂芯图佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.5 砂芯设计砂芯设计刹车支架三维砂芯图黄色为砂芯，绿色块位置为上下模加减胎位置，加减胎设计是为了减少砂芯设计。佳木斯大学佳木斯大学3 3铸造工艺参数铸造工艺参数 3.6 吃砂量吃砂量确定确定模样与砂箱、箱顶、箱底和箱带之间的距离称为吃沙量。刹车支架单件重量为8.63Kg，依据表确定吃沙量最小尺寸为a=50mm，b=50mm，c=40mm，d=40mm，e=40mm，f=30mm。实际选取数值略比该值大，可充分考虑现有模板及砂箱标准尺寸。佳木斯大学佳木斯大学铸件重量铸件重量/kgabcdef1000040506070901001201502002502753003504004050607090100120150200250275300350400304040505060709010012515017520025030405050607080901001251501752002503040506070100303030405060701201502002252502502504 4 浇注系统设计浇注系统设计 4.2 浇注系统的阻流截面积计算浇注系统的阻流截面积计算浇注系统常用的分类有两种：根据浇注系统个单元断面的比例关系，可分为封闭式、半封闭式、开放式、封闭开放式等4种类型；根据内浇道在铸件上的相对位置（引入位置），可分为顶注式、中注式、底注式和阶梯注入式等4种类型。最终确定各浇道截面尺寸如下图浇道截面尺寸所示。4 4 浇注系统设计浇注系统设计 5冒口与冷冒口与冷铁设计灰铸铁和球磨铸铁在凝固过程中都析出石墨并伴随相变膨胀，有一定的自补缩能力，因而缩松、缩孔的倾向小性较铸钢件小。铸铁件的补缩应以浇注系统后补缩（浇注系统在完成教主以后，对铸件的补缩，称为后补缩）和石墨化膨胀自补缩为基础，只是由于铸件本身结构、合金成分、冷却条件等原因，不能建立足够的后补缩和自补缩的情况下才应用冒口，一个需要设置冒口补缩的铸件，也必须利用后补缩和自补缩，冒口仅是补充后补和自补不足的差额。本次刹车支架不设计冒口。6 6 铸造工艺图铸造工艺图7 工艺出品率工艺出品率7 工艺出品率工艺出品率刹车支架铸件及浇注系统三维图刹车支架铸件及浇注系统三维图8 合箱图合箱图刹车支架的合箱图刹车支架的合箱图8 合箱图合箱图刹车支架的下模板装配图刹车支架的下模板装配图8 合箱图合箱图刹车支架的芯盒装配图刹车支架的芯盒装配图佳木斯大学佳木斯大学 佳木斯大学佳木斯大学Jiamusi University