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QT600-3传动轴的铸造工艺设计 
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                    QT600-3传动轴的铸造工艺设计

  摘要:本文根据提供的零件图获取零件的技术要求、材料组成、结构特点、生产条 件、生产批量以及性能要求。然后,对零件结构的铸造工艺性进行分析,根据零件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件选择铸造和造型方法;由零件的结构特点,提出多种浇注和分型方案,综合对比分析,选择最为理想的浇注位置及分型面。再次,根据铸造工艺方案和零件的特点,选用适宜的工艺参数,设计浇注系统并绘制出铸造工艺图。 
关键词:传动轴;铸造工艺设计;浇注系统;铸造工艺图。
Casting process design of QT600-3transmission shaft
Abstract:First of all, according to provide detail drawings for parts of the technical requirements, material composition, structure characteristics, production conditions, production batch, and performance requirements. Then, analyze the parts of the structure of the casting process, find out the possible structural problems and put forward the measure of improvement measures or prevent defects; According to the structural characteristics of spare parts, technical requirements, production batch, production conditions, select casting and modelling method; The structure characteristics of the parts, put forward a variety of casting and classification scheme, comprehensive comparison and analysis, choose the ideal pouring position and parting surface. Again, according to the characteristics of the casting process and parts, choose the suitable process parameters, designing gating system and map out the casting process. According to the casting process design templates and sand casting process equipment, map casting process diagram, template and box figure.
Keywords: Transmission shaft; casting process design; gating system; casting process chart
 
第一章  简介
1.1中国古代铸造技术发展
中华文明经历了三个历史阶段:石器时代,青铜时代和铁时代,工具和技术的发明三种材料,与人类的再生产,继续推动人类文明的发展和应用的金属的先进阶段,使人类文明产生了根本的飞跃,铸造工艺和金属的使用密切联系在一起。很多古代的农耕人,铸造技术是一门手艺。根据历史研究,中国的铸造技术开始在夏王朝,已经5000年。中国商超的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾候乙尊盘,西汉的投光镜,都是古代铸造的代表作品。早期的铸件大多是农业生产、宗教生活等方面的工具或用具,艺术色彩浓厚。那是的铸造工艺是与陶艺一同发展,受到陶器的影响很大。中国在公元前513年,铸造出了世界上最早见于文字记载的铸铁件  晋国铸型鼎,重约270公斤。到了晚商和西周初期,青铜的铸造技术得到了蓬勃发展,形成了灿烂的青铜文化,遗留到今天的有一批铸造工艺水平较高的铸造产品。  中国古代的铸造方法有:石型即用石头或石膏制作铸型;泥型古称“陶范”;金属型古称“铁范”;失蜡型有出蜡法、走蜡法、脱蜡法或刻蜡法;砂型这种方法是伴随泥型一起产生的。
1.2中国铸造技术发展现状
新中国成立以来,铸造工业发展取得了辉煌成就,2004年我国铸件产量达2300万t/年,年产量居世界第一位,已经成为国家重要的基础工业之一。今年生产出了一些技术难度大的铸件,如三峡水利发电机水轮导叶,每片重13t,直径2.6m、长8m的大型离心球墨铸铁管。毛坯重480t、钢液700t、外形尺寸15.3mx4.7x2.2m的后半压机机架,最薄壁厚为3.5mm的汽车发动机灰铸铁件等。铸件产量连续11年居世界首位,2010年我国铸件总产量已达3960万吨,产值超过4000亿元,铸造厂点约3万家,从业人员约200万人。我国每年铸件出口总量点铸件总产量的8%左右铸造用原辅材料的生产和供应已成为一个单独的产业。国内一些大型铸造原辅材料生产企业不仅在国内有举足轻重的地位,同时也向其它国家出口。国内原有的铸造设备制造厂加上一批新兴的公司通过技术引进、消化吸收、自主创新的方式,生产了许多性价比高的铸造装备,基本满足了国内高端铸件生产企业需求,同时出口量呈逐年增加的态势。铸造模具制造业也得到快速发展。浙江象山、江苏无锡等地已成为我国铸造模具的制造中心。一些复杂铸件的模具在国内均可制造。不少铸造企业加快了专业化步伐,致力于开发高技术含量、自主技术绝窍的产品。专业化生产优越性得到进一步体现。节能减排、健康、安全等“绿色铸造”理念在铸造行业日益得到强化。一些铸造企业,在清洁生产、节能降低、达标排放、杜绝重大事故和减轻职业危害等方面取得了显著成效。
1.3发达国家铸造技术发展现状
发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化供应,如在欧洲已建立跨国服务系统。铸铁熔炼使用大型、高效、除尘、微机测控、外热送风无炉衬水冷连续作业冲天炉,普遍使用铸造焦,冲天炉或电炉与冲天炉双联熔炼。
广泛应用合金包芯线处理技术,使球铁、蠕铁和孕育铸铁工艺稳定、合金元素收得率高、处理过程无污染,实现了微机自动化控制。生产普遍实现机械化、自动化、智能化(计算机控制、机器人操作)。在大批量中小铸件的生产中,大多采用微机控制的高密度静压、射压或气冲造型机械化、自动化高效流水线湿型砂造型工艺。 砂处理采用高效连续混砂机、人工智能型砂在线控制专家系统, 制芯工艺普遍采用树脂砂热、温芯盒法和冷芯盒法。熔模铸造普遍用硅溶胶和硅酸乙酯做粘结剂的制壳工艺。铸造生产全过程主动、从严执行技术标准,铸件废品率仅2%-5%;标准更新快(标龄4-5年);普遍进行ISO9000、ISO14000等认证。   重视开发使用互联网技术,纷纷建立自己的主页、站点。铸造业的电子商务、远程设计与制造、虚拟铸造工厂等飞速发展。
1.4我国铸造未来发展趋势
以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标,开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁(ADl)热处理设备,尽快制定国家标准,推广奥贝球墨铸铁新技术(如中断热落砂法、中断正火法等);开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术(如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等)、铸铁件表面或局部强化技术(如表面激光强化技术等)。
开发铸造复合新材料,如金属基复合材料、母材基体材料和增强强化组分材料;加强颗粒、短纤维、晶须非连续增强金属基复合材料、原位铸造金属基复合材料研究;开发金属基复合材料后续加工技术;开发降低生产成本、材料再利用和减少环境污染的技术;拓展铸造钛合金应用领域、降低铸件成本。
1.5 QT600-3
QT600-3为珠光体型球墨铸铁,具有中高等强度、中等韧性和塑性,综合性能较高,耐磨性和减振性良好,铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。特性及适用范围:为珠光体型球墨铸铁,具有中高等强度、中等韧性和塑性,综合性能较高,耐磨性和减振性良好,铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲传动轴、凸轮传动轴、连接传动轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。化学成份: 碳 C :3.0~3.5 硅 Si:2.4~2.8锰 Mn:0.3~0.5硫 S :0.03~0.035磷 P :<0.1镁 Mg:0.045~0.05注:RxOy:0.033~0.049。
传动轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件,传递扭矩和承受载荷。传动轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,一般由同心传动轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同,传动轴类零件可分为光传动轴、阶梯传动轴、空心传动轴和曲传动轴等。
第二章 铸造工艺方案的确定
2.1传动轴零件工艺分析    
传动轴在生活中处处可见,是非常重要的机械零件之一。传动轴的作用有:传动轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状,各段可以有不同的直径。
因此该零件应具有充足的强度、钢度耐磨性和韧性,来适应传动轴的工作条件。传动轴加工工艺的可行性与合理性直接影响生产成本、零件的质量、使用性能和寿命等。
目录
引言
第一章 简介 1
 1.1 中国古代铸造技术发展 2
 1.2 中国铸造技术发展现状 2
 1.3 发达国家铸造技术发展现状 3
 1.4 我国铸造未来发展趋势 3
 1.5 QT600-3 4
第二章 铸造工艺方案的确定 4
 2.1 轴的生产条件、结构及技术要求 4
 2.2 轴铸造工艺性 5
 2.3 铸造工艺参数设计 6
 2.4 浇注位置的确定 7
 2.5 分型面的确定 8 2.6 沙箱中铸件数量排列方式确定 8
第三章 铸造工艺参数及砂芯设计 8
 3.1 工艺设计参数确定 8
 3.1.1铸件尺寸公差 8
 3.1.2机械加工余量 9
 3.1.3铸造收缩率 10
 3.1.4起模斜度 11
 3.1.5最小铸出孔和槽 12
 3.1.6铸件在砂型内的冷却时间 12
 3.1.7铸件重量公差 12
 3.1.8工艺补正量 12
 3.1.9分型负数 13
 3.1.10反变形量 13
 3.1.11非加工壁厚负余量 15
 3.2 砂芯设计 16
 3.2.1芯头的设计 18
 3.2.2砂芯的定位结构 19
 3.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构 20
 3.2.4芯骨设计 20第四章 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 21
 4.1 浇注系统的设计 21
 4.1.1 选择浇注系统类型 21
 4.1.2 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 21
 4.1.3 决定直浇道高度和位置 22
 4.1.4 计算浇注时间并核算金属上升速度 22
 4.1.5 计算内浇道截面积 22
 4.1.6 确定浇口比 23
 4.1.7 计算横浇道截面积 23
 4.1.8 计算直浇道截面积 23
 4.1.9 直浇道窝的设计 23
 4.1.10 浇口杯的设计 24
 4.2 冷铁的设计 25
 4.3 出气孔的设计 25
第五章 结论 26
参考文献 26
附录 铸造工艺图 27
 
参考文献
[1] 陈琦 彭兆弟.实用铸造手册[M].中国电力出版社,1994.
[2] 王文清,李魁盛.铸造工艺学[M].北京:机械工业出版社,2002.
[3]中国机械工程学会铸造分会.铸造手册:第5卷,铸造工艺[M].2版.北京:机械工业出版社,2003.
[4]颜爱民.中国铸造行业现状及发展对策[J].铸造技术.2003,24(2):77-79.
[5]曹瑜强 铸造工艺及设备 第二版 机械工业出版社[M].2003,24(2):77-79.
[6] 徐丹.无模铸型制造工艺和设备的研究与开发[D].北京:清华大学机械工程系,2002.
[7] 世界铸件产量增速变缓.《铸造纵横》,2009.4.
[8] 叶荣茂等主编《铸造工艺课程设计》哈工大出版社 1995年.
[9] 李殿忠,康秀红,夏立军,李依依,可视化铸造技术的研究与应用[J]. 铸造,2005,25(2):148-152.
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[12] 任庆平,王国仁, 王忠全,单学义,王书兴,何宁.铸态球铁QT450-10 的质量 控制[J]. 铸造技术,中图分类号: TG255 文献标识码: A  文章编号: 1000-8365(2010) 07-0834-03.
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