钢板弹簧吊耳合件模具设计(附件)
本设计的主要工作是设计出钢板弹簧吊耳合件模具。首先根据样件结合其功用对其结构特征进行分析，并测量出其全部尺寸；其次确定零件的铸造工艺参数；然后设计合理的浇注系统、砂芯、冒口以及出气孔等；最后设计铸造工艺装配包括砂箱、芯盒设计等。其中，对铸造成型工艺方法的浇注系统进行了详细的设计。当铸造成形工艺方法验证合理后，最后还需要绘制出零件的铸造工艺装配图、铸造工艺图以及设计时所选用的零件。
关键词 铸造工艺方案，铸造工艺参数，浇注系统
目 录
1 绪 论 1
1.1 钢板弹簧吊耳的概述 1
1.2 钢板弹簧吊耳的发展状况 1
1.3 钢板弹簧吊耳设计时面临的问题 1
1.4 本课题的研究意义及研究内容 2
2 铸造工艺方案的确定 2
2.1 钢板弹簧吊耳的零件分析 3
2.2 钢板弹簧吊耳的铸造工艺性 3
2.3 造型、造芯的方法选择 3
2.4 浇注位置的确定 4
2.5 分型面的确定 5
2.6 砂箱铸件数量及排列方式确定....................................................................................5
3 铸造工艺参数及砂芯设计 6
3.1 铸造工艺参数 9
3.2 砂芯及芯头设计 11
4 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 11
4.1 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 14
4.2 计算浇注时间及阻流截面积并核算金属上升速度 14
5 浇注 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 14
5.1 铸造工艺装备设计 15
5.2 壁厚、加强筋及模板的设计 16
5.3 砂箱与芯盒的设计 16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 引言
1.1 钢板弹簧吊耳的发展状况
钢板弹簧是汽车悬架中一种广泛应用的弹性元件，它是由若干片等宽但不等长度的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。而钢板弹簧吊耳，一般分为前后吊耳两种，前吊耳是用于固定钢板与后桥定位，只能转动，不能移动，需要经常加注黄油或更换胶套。后吊耳则可以向后移动或延伸，一般大货车后吊耳是固定的，只是钢板延伸，小车则是活动吊耳，钢板与吊耳同时活动。主要作用于载重后，使其钢板能够得到延伸、伸展，能有正常的缓冲作用。
中国汽车工业经过几十年的发展，已经成为国民经济重要的支柱产业，汽车工业在拉动经济增长、增加就业、增加财税收入等方面发挥着重要作用。二十一世纪以来，随着全球产业结构调整和生产重心的转移，我国潜力巨大的市场需求、良好的投资环境吸引了众多世界著名跨国汽车集团来华发展汽车业务，国内民营企业也开始涉足汽车制造业，我国汽车产业的发展也出现了由合资发展向自主创新发展的转变，产业转移显著提高了中国汽车整车及零部件产业的技术实力和制造能力。
这么大的汽车市场，这么快的发展速度，必然促进汽车零部件产业的发展。但是我国汽车钢板弹簧吊耳的性能还不适应国内外市场的需求。提高钢板弹簧吊耳的性能有助于提高汽车市场的竞争力，钢板弹簧吊耳市场有广泛的、相当的发展空间。
1.2 钢板弹簧吊耳的发展趋势
钢板弹簧吊耳零件是汽车上的一个零件，两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，起到缓冲、减震、传力的作用[1]。制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以“时间驱动”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化、用户素质的提高等使制造业面领着巨大挑战，特别像钢板弹簧吊耳类不规则的零件的加工就出现了一些问题，在现阶段像钢板弹簧吊耳类的加工还没达到现代自动化水平。在现代中小批量生产中，它的加工工艺还需人工划线的方法来保证其精度[2]，而对工件的庄稼也是通过人工的方法进行的。因此我国对钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于效率低、成本高的阶段。
钢板弹簧吊耳的结构形式、材料、加工制造手段和设计方法一直在进步和发展[4]。近年来，有人开发出中、低碳系列的弹簧钢代替原先一直采用的高弹簧钢以提高加工性，还有的采用复合材料以减轻自重。在加工手段上则普遍采用的预压和应力喷丸等措施提高吊耳的疲劳寿命。钢板弹簧吊耳的设计也从传统的初选参数[3]，试制，试验，修改设计的模式逐步转向经验设计与优化设计相结合以缩短开发周期，减少浪费。
广义而言，钢板弹簧吊耳设计应通过合理选择结构形式和设计参数使吊耳能够满足整车总布置所规定的弹性特性和装配要求，在使用中具有足够的疲劳寿命[4]，满足轻量化设计的要求，并且有经济可行的生产成本。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种趋势，必然对机床夹具提出了高高的要求[5]。特别像钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具[6]。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展[7]。
根据我国现阶段发展情况看，制造业依然突飞猛进，是掌握着我国经济命脉的行业，在一个机械制造公司建立一些较完善的以微机为主机的实用的夹具CAD/CAM系统，以交互方式进行夹具设计必将获得良好的经济和社会效益。因此这类微机夹具CAD/CAM系统[8]，硬件配置价格低廉，一般中型工厂都能承受且易于推广应用。由此得出，要想在制造业得到更多的效益，我们必须结合计算机行业，研制一套适合本企业需要的程序库，数据库，图形库以及主控程序等应用软件，而且这些软件设计应考虑设计操作方便[9]。
1.3 钢板弹簧吊耳设计时面临的问题
机械零件的加工质量是保证机械产品质量的基础[10]。零件加工质量包括零件加工的尺寸精度和表面质量。加工精度是指零件完工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。机械加工工艺过程特征是指反映加工过程所涉及的加工对象、加工方法、加工设备等一系列的征象和指标[11]。由此可以看出机械加工工艺与机械产品的质量有着及其密切的关系，而通常情况下制定同一零件的机械加工工艺过程，可以有几种不同的加工方案来实现，这时我们就需要在给定的生产条件下对工艺方案进行技术经济分析和评价选取最经济合理的方案[12]，再通过改进、完善机械加工工艺，可以提高零件加工精度，降低废品率，增加经济效益。
完成课题需要对机械加工工艺、机床夹具方面的基本知识有充分的掌握，需要有一定的实践经验，并且能够熟练、正确地使用各种机械手册，熟练的运用AutoCAD等软件[13]。设计过程中遇到的困难主要是由于实践经验不足，对于一些刀具以及机床的选择没有把握，多请教指导老师，在毕业实习期间多观察、请叫师傅是最好的解决方法，另外通过网络观察各种机床的工作过程视频，提高感性认识，也是解决办法之一[14]。
1 绪 论 1
1.1 钢板弹簧吊耳的概述 1
1.2 钢板弹簧吊耳的发展状况 1
1.3 钢板弹簧吊耳设计时面临的问题 1
1.4 本课题的研究意义及研究内容 2
2 铸造工艺方案的确定 2
2.1 钢板弹簧吊耳的零件分析 3
2.2 钢板弹簧吊耳的铸造工艺性 3
2.3 造型、造芯的方法选择 3
2.4 浇注位置的确定 4
2.5 分型面的确定 5
2.6 砂箱铸件数量及排列方式确定....................................................................................5
3 铸造工艺参数及砂芯设计 6
3.1 铸造工艺参数 9
3.2 砂芯及芯头设计 11
4 浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 11
4.1 确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 14
4.2 计算浇注时间及阻流截面积并核算金属上升速度 14
5 浇注 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
系统及冒口、冷铁、出气孔等设计 14
5.1 铸造工艺装备设计 15
5.2 壁厚、加强筋及模板的设计 16
5.3 砂箱与芯盒的设计 16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 引言
1.1 钢板弹簧吊耳的发展状况
钢板弹簧是汽车悬架中一种广泛应用的弹性元件，它是由若干片等宽但不等长度的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。而钢板弹簧吊耳，一般分为前后吊耳两种，前吊耳是用于固定钢板与后桥定位，只能转动，不能移动，需要经常加注黄油或更换胶套。后吊耳则可以向后移动或延伸，一般大货车后吊耳是固定的，只是钢板延伸，小车则是活动吊耳，钢板与吊耳同时活动。主要作用于载重后，使其钢板能够得到延伸、伸展，能有正常的缓冲作用。
中国汽车工业经过几十年的发展，已经成为国民经济重要的支柱产业，汽车工业在拉动经济增长、增加就业、增加财税收入等方面发挥着重要作用。二十一世纪以来，随着全球产业结构调整和生产重心的转移，我国潜力巨大的市场需求、良好的投资环境吸引了众多世界著名跨国汽车集团来华发展汽车业务，国内民营企业也开始涉足汽车制造业，我国汽车产业的发展也出现了由合资发展向自主创新发展的转变，产业转移显著提高了中国汽车整车及零部件产业的技术实力和制造能力。
这么大的汽车市场，这么快的发展速度，必然促进汽车零部件产业的发展。但是我国汽车钢板弹簧吊耳的性能还不适应国内外市场的需求。提高钢板弹簧吊耳的性能有助于提高汽车市场的竞争力，钢板弹簧吊耳市场有广泛的、相当的发展空间。
1.2 钢板弹簧吊耳的发展趋势
钢板弹簧吊耳零件是汽车上的一个零件，两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，起到缓冲、减震、传力的作用[1]。制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以“时间驱动”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化、用户素质的提高等使制造业面领着巨大挑战，特别像钢板弹簧吊耳类不规则的零件的加工就出现了一些问题，在现阶段像钢板弹簧吊耳类的加工还没达到现代自动化水平。在现代中小批量生产中，它的加工工艺还需人工划线的方法来保证其精度[2]，而对工件的庄稼也是通过人工的方法进行的。因此我国对钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于效率低、成本高的阶段。
钢板弹簧吊耳的结构形式、材料、加工制造手段和设计方法一直在进步和发展[4]。近年来，有人开发出中、低碳系列的弹簧钢代替原先一直采用的高弹簧钢以提高加工性，还有的采用复合材料以减轻自重。在加工手段上则普遍采用的预压和应力喷丸等措施提高吊耳的疲劳寿命。钢板弹簧吊耳的设计也从传统的初选参数[3]，试制，试验，修改设计的模式逐步转向经验设计与优化设计相结合以缩短开发周期，减少浪费。
广义而言，钢板弹簧吊耳设计应通过合理选择结构形式和设计参数使吊耳能够满足整车总布置所规定的弹性特性和装配要求，在使用中具有足够的疲劳寿命[4]，满足轻量化设计的要求，并且有经济可行的生产成本。随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种趋势，必然对机床夹具提出了高高的要求[5]。特别像钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具[6]。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展[7]。
根据我国现阶段发展情况看，制造业依然突飞猛进，是掌握着我国经济命脉的行业，在一个机械制造公司建立一些较完善的以微机为主机的实用的夹具CAD/CAM系统，以交互方式进行夹具设计必将获得良好的经济和社会效益。因此这类微机夹具CAD/CAM系统[8]，硬件配置价格低廉，一般中型工厂都能承受且易于推广应用。由此得出，要想在制造业得到更多的效益，我们必须结合计算机行业，研制一套适合本企业需要的程序库，数据库，图形库以及主控程序等应用软件，而且这些软件设计应考虑设计操作方便[9]。
1.3 钢板弹簧吊耳设计时面临的问题
机械零件的加工质量是保证机械产品质量的基础[10]。零件加工质量包括零件加工的尺寸精度和表面质量。加工精度是指零件完工后的实际几何参数（尺寸、形状和相互位置）对理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。机械加工工艺过程特征是指反映加工过程所涉及的加工对象、加工方法、加工设备等一系列的征象和指标[11]。由此可以看出机械加工工艺与机械产品的质量有着及其密切的关系，而通常情况下制定同一零件的机械加工工艺过程，可以有几种不同的加工方案来实现，这时我们就需要在给定的生产条件下对工艺方案进行技术经济分析和评价选取最经济合理的方案[12]，再通过改进、完善机械加工工艺，可以提高零件加工精度，降低废品率，增加经济效益。
完成课题需要对机械加工工艺、机床夹具方面的基本知识有充分的掌握，需要有一定的实践经验，并且能够熟练、正确地使用各种机械手册，熟练的运用AutoCAD等软件[13]。设计过程中遇到的困难主要是由于实践经验不足，对于一些刀具以及机床的选择没有把握，多请教指导老师，在毕业实习期间多观察、请叫师傅是最好的解决方法，另外通过网络观察各种机床的工作过程视频，提高感性认识，也是解决办法之一[14]。
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