1、本科学生毕业设计离心铸造机总体设计系部名称： 机电工程系 专业班级： 机械 08-12 班 学生姓名： 指导教师： 职 称： 讲师 二一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeCentrifugal casting machine overall designCandidate：Specialty：Mechanical Design and Manufacture & AutomationClass：Supervisor：2012-06黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）I摘 要铸造是一种液态金属成型的方法。铸件已广泛应用于各工业部门和日常生
2、活中，其中通过离心铸造而成的铸件占相当大的比重，离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法，离心铸造是在离心机上进行的。离心铸造分为立式和卧式两种，卧式滚轮式离心铸造机包括：铸型，浇注系统，传动系统，以及电器控制系统几个部分。其工作过程包括：涂料，浇注，冷却，拔模，本设计利用现有的一些新元件对铸造机进行优化设计，并采用 PLC 进行控制，使之操作方便，结构简化，性能提升。本设计为滚筒式离心铸造机，加工直径 ，m50厚度在 到 之间的铜合金管型材料。m01关键词：铸造；浇注系统；离心铸造机；电器控制系统；滚筒式黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）IIABS
3、TRACTCasting is a way to take shape of mentel liquide. In all kinds of industrial departments and every day life， casts are used widely. Especially the cast which made by centrifugal technology.centrifugal casting is a way that you should pour the mentel liquide into a revolving model， then by the p
4、ower of centrifugal force fill up model till that solidify. It performances on centrifugal casting machine. There are two ways，one is vertical and the other is horizontal.The horizontal contains the model，pour system，transimission system，and electronic control system.Its process is：pain，cool and tak
5、e the model out.This design takes use of exsited elements and controlled by PLC which operates more easily，simply but natural capacity is better.Keywords：casting；pour system；centrifugal casting machine；electronic control system；Drum type 黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）目 录摘要Abstract 第 1 章 绪论11.1 概述11.2 离心铸造机的发展过程
6、21.3 离心铸造机的分类21.4 离心铸造特点31.5 离心铸造基本原理41.6 离心铸造的发展前景41.7 本章小结4第 2 章 滚轮式离心铸造机的原理分析52.1 离心力52.2 离心力场52.3 有效重度52.4 自由表面52.5 离心压力72.6 液体金属中异相质点的径向运动92.7 离心铸造的缩补102.8 离心铸件在液体金属相对影响下的凝固特点102.9 本章小结14第 3 章 金属铸型的设计153.1 卧式滚筒离心铸造机153.2 铸件类型选择153.3 铸型型体设计153.4 铸型端盖和端盖紧固装置设计163.5 滚筒式离心铸型的滚道和定位173.6 浇筑系统设计17黑龙江工
7、程学院本科生毕业设计（论文）3.7 本章小结18第 4 章 电动机选择194.1 铸型转速194.2 离心铸型壁厚194.3 离心压力204.4 电动机功率选择204.5 本章小结21第 5 章 带传动的设计225.1 V 带的设计 225.2 带轮结构的设计235.3 本章小结24第 6 章 齿轮与带轮的设计256.1 齿轮的设计256.2 齿面接触疲劳强度设计256.3 第五、六齿轮设计266.4 校核齿轮齿根弯曲疲劳强度266.5 将几何尺寸汇于表276.6 拖轮的设计276.7 本章小结28第 7 章 轴的设计及轴承与键的选择297.1 估算轴的基本直径297.2 轴的结构设计297.
8、3 轴承的选择297.4 键的选择297.5 轴的受力分析307.5 本章小结32结论33参考文献 34致谢35黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）1第一章 绪 论1.1 概论铸造是一种液态金属成型的方法。在各种铸造方法中，用的最普遍的是砂型铸造，这是因为砂型铸造不仅铸件批量的大小，不受限制，而且铸件的形状，尺寸，重量及合金种类几乎都不受限制。随着科学技术的不断发展和生产水平的不断提高以及人类社会生的需要，对铸造生产提出了一系列新的，更高的要求，归纳起来，主要有如下三个方面：1、要求大量生产同类型，高质量而且稳定性的铸件，进一步提高铸件的表面光洁程度，尺寸精度以及内在质量和机械性能；2、进一步
9、简化生产工艺过程，缩短生产周期，便于实现生产工艺过程机构化，自动化，提高劳动生产率，改善劳动条件；3、减少生产原材料的消耗，降低生产成本。为了实现上述要求，近几十年来，铸造工作者在继承，发展古代铸造技术和应用近代科学技术成就的基础上，发明了许多新的铸造方法，为了有别于砂型铸造，人们把这些新的铸造方法统称为特种铸造。最常见的有如下几种：1、熔模铸造；2、金属型铸造；3、压力铸造；4、离心铸造；5、陶瓷型铸造；6、低压铸造；7、液体金属冲压；8、真空吸铸；9、连续铸造，等等特种铸造就是在造型材料，造型方法，金属液的充型形式和金属在型中的凝固条件等方面与普通砂型铸造有显著差别的铸造方法。离心铸造是将
10、液体金属浇入旋转的铸型中，使之在离心力作用下，完成填充和凝固成型的一种铸造方法。为实现这种工艺过程，必须采用专门的设备离心铸黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）2造机（简称离心机） ，提供使铸型旋转的条件。1.2 离心铸造机的发展过程离心铸造发展至今已有几十年的历史，第一个专利是 1809 年由英国人 Erchardt提出的，直到上世纪初才逐步推广于工业生产。我国 30 年代开始采用于生产铸铁管。现在离心铸造已经是一种应用广泛的铸造方法，常用于生产铸管，铜套，缸套，双金属钢背铜套等。对于像双金属轧锟，加热炉滚道，造纸及干燥滚筒及异型铸件（如叶轮）等，采用离心铸造也十分有效。目前已有高度机械化，
11、自动化的离心铸造机，有年产量达数十万吨的机械化离心铸管厂。在离心铸造中，铸造合金的种类几乎不受限制。对于中空铸件，其内径最小为8mm，最大为 3000mm，铸件长度最大为 8000mm，重量最小为几克（金属牙） ，最大可达几十吨。1.3 离心铸造机的分类与应用近年来，离心铸造机发展很快，类型日益增多，因而分类方法也很多。根据铸型旋转轴在空间位置的不同，常用的离心机分为：1、立式离心铸造机立式离心铸造的铸型是绕垂直轴旋转的，如图 1.1 立式离心铸造示意图所示，在这种机黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）3器上的铸造过程称为立式离心铸造。它主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件。由于在这种机器上安
12、装及稳固铸型比较方便，因此，不仅可以采用金属型，也可采用砂型，熔模型壳等非金属型。卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的，如图 1.2 卧式离心铸造示意图所示，在这种机器上的铸造过程成为卧式离心铸造。它主要用来生产长度大于直径的套筒类或管类铸件。图 1.1 立式离心铸造示意图1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机图 1.2 卧式离心铸造示意图1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-铸件其中，卧式离心铸造又可以分为：1、悬臂卧式离心铸造；2、在滚筒式离心铸造机上的卧式离心铸造；3、水冷金属离心铸管。黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文
13、）4立式离心铸造可分为：1、圆环形铸件的立式离心铸造；2、成形铸件的立式离心铸造。1.4 离心铸造的特点由于离心铸造时，液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固的，因而离心铸造便具有下述的一些特点：1、液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件，大大简化了套筒，管类铸件的生产过程；2、由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离心铸造工艺可提高金属充镇铸型的能力，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产；3、由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔（缩松）、气孔、夹杂等缺陷较少；4、消
14、除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗；5、铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。1.5 离心铸造基本原理根据力学中的惯性原理，处于旋转状态下的金属液质点相应地产生了离心力，所以金属液在离心力作用下凝固成形式离心铸造的一大特点。1.6 离心铸造的发展前景铸型的大小可由零点几公斤至十多吨，其最小的壁厚优于同类的常压铸造，铸件材料决定铸件的表面粗糙度和铸件尺寸，金属收缩率可达到 8595%，投产的合适最小批量为 10010000 件，生产率可达高中机械化程度。由 于 离 心 铸 造 的 上 述 优 点 ， 应 用 越 来 越 广 泛 ， 在 生 产 一 些 管 、 套 类 铸 件 如铸 铁 管 、 铜 套 、 缸 套 、 双 金 属 钢 脊 铜 套 时 ， 离 心 铸 造 几 乎 是 最 主 要 的 方 法 。 此外 在 耐 热 钢 管 道 、 特 殊 无 缝 钢 管 、 毛 坯 、 造 纸 机 干 燥 滚 筒 等 方 面 ， 离 心 铸 造 将发 挥 更 大 的 作 用 。1.7 本设计内容随着科学技术的不断发展和生产水平的不断提高，离心铸造技术应用的越来越广泛，优点多，前景可观，满足人类的需要。本设计为滚筒式离心铸造机，加工直径，厚度在 到 之间的铜合金管型材料。m500m1
