铸造成形技术铸造工艺设计.ppt

铸造工艺设计,浇注位置的选择原则 分型面的选择原则 铸造工艺参数的确定 铸件三维造型工艺分析,铸造工艺方案,选择铸件的浇注位置及分型面 型芯的数量、形状及其固定方法 确定工艺参数（加工余量、起模 斜度、圆角、 收缩率） 浇冒口、冷铁形状、尺寸及其布置,铸造工艺图在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形,它是制造模样和铸型，进行生产准备和铸件检验的依据基本工艺文件。,铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图样和标注符号，编制工艺卡和工艺规范等。,1.浇注位置的选择原则,浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 选择正确与否，对铸件质量影响很大。 选择时应考虑以下原则：,铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 铸件宽大平面应朝下 面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直 易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面 应尽量减少型芯的数量 要便于安放型芯、固定和排气, 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面,因为铸件上部凝固速度慢，晶粒较粗大，易在铸件上部形成砂眼、气孔、渣孔等缺陷。铸件下部的晶粒细小，组织致密，缺陷少，质量优于上部。 机床床身导轨和铸造锥齿轮的锥面都是主要的工作面，浇注时应朝下。,实际浇铸机床床身落砂后的照片,铸件宽大平面应朝下,因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂，在铸件表面造成夹砂结疤缺陷,面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或 垂直,将薄壁部分置于铸型上部，易产生浇不足、冷隔等缺陷。改置于铸型于下部后，可避免出现缺陷。,易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面, 应尽量减少型芯的数量, 要便于安放型芯、固定和排气,合理的方案：,不合理：,2.分型面的选择原则,分型面为铸型之间的结合面，对铸件的质量影响很大。选择不当还将使制模、造型、合型、甚至切削加工等工序复杂化，分型面的选择应在保证铸件质量的前提下，使造型工艺尽量简化，节省人力、物力。 分型面选择应考虑以下原则：,分型面应选择最大截面处 分型面的选择应尽量简化工序 分型面应尽量平直 基准面放在同一个砂箱中 尽量减少分型面 使型腔和主要芯位于下箱,分型面应选择最大截面处,分型面的选择应尽量简化工序, 活块造型三维动画分析,pro/E活块造型三维动画分析,砂芯代替活块三维动画分析,pro/E砂芯代替活块三维动画分析,分型面应尽量平直,右图为采用平直 分型面的造型图,基准面放在同一个砂箱中,加工基准面放在同一个砂箱中，以避免产生错箱、披缝和毛剌，降低铸件精度和增加清理工作量。,尽量减少分型面,三箱造型动画的动图演示： 观看影像,二箱造型动画的动图演示： 观看影像,零件、砂芯、木模图,使型腔和主要型芯位于下箱,使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和检查型腔尺寸。,3.铸造工艺参数的确定,铸造工艺参数包括收缩余量、加工余量、起模斜度、铸造圆角、芯头、芯座等。,收缩余量：,为了补偿收缩，模样比铸件图纸尺寸增大的数值称收缩余量。收缩余量的大小与铸件尺寸大小、结构的复杂程度和铸造合金的线收缩率有关，常常以铸件线收缩率表示： =(L模-L铸件)/ L模X100% 通常灰铸铁的线收缩率为0.7一1.0 铸钢为1.62.0 非铁合金为10一1.5,加工余量,铸件为进行机械加工而加大的尺寸称为机械加工余量。 由铸件的大小、生产批量、合金种类、铸件复杂程度及加工面在铸型中的位置来确定。 灰铸铁表面光滑平整，精度较高，加工余量小； 铸钢的表面粗糙，变形较大，比铸铁件要大些； 非铁金属由于表面光洁、其加工余量可以小。 机器造型比手造型精度高，故加工余量小一些。,零件上的孔与糟是否铸出，应考虑工艺上的可行性和使用上的必要性。 一般说来，较大的孔与槽应铸出，以节约金属、减少切削加工工时，同时可以减小铸件的热节；较小的孔，尤其是位置精度要求高的孔、槽则不必铸出，留待机加工反而更经济。（表1-3）,起模斜度,为使模样容易地从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度，称为起模斜度。 起模斜度的大小根据立壁的高度、造型方法和模样材料来确定。 立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比内壁小；机器造型的一般比手工造型的小；金属模斜度比木模小。 一般外壁为153，内壁为310。,典型零件造型工艺分析,三通的分型方案（d是合理的分型方案）,铸造工艺设计,主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等。 一般大量生产的定型产品、特殊重要的单件生产的铸件，铸造工艺设计订得细致，内容涉及较多。,单件、小批生产的一般性产品，铸造工艺设计内容可以简化。 在最简单的情况下，只须绘制一张铸造工艺图即可。 铸造工艺设计的内容和一般程序见下表,实例分析：,以C6140车床进给箱体为例分析毛坯的铸造工艺方案如下： 质量约35Kg。,车床进给箱体零件图,该零件没有特殊质量要求的表面，仅要求尽量保证基准面D不得有明显铸造缺陷，以便进行定位。 材料：灰铸铁HT150，勿需考虑补缩。 在制订铸造工艺方案时，主要应着眼于工艺上的简化。,1.分型面,三个方案供选择： 方案I：分型面在轴孔的中心线上。 方案II：从基准面D分型，铸件绝大部分位于下型。 方案III：从B面分型，铸件全部置于下型。,方案I：凸台A因距分型面较近，又处于上型，若采用活块，型砂易脱落，故只能用型芯来形成，槽C可用型芯或活块制出。 主要优点：适于铸出轴孔，铸后轴孔的飞边少，便于清理。同时，下芯头尺寸较大，型芯稳定性好，不容易产生偏芯。 主要缺点：基准面D朝上，使该面较易产生气孔和夹渣等缺陷，且型芯的数量较多。,方案II：凸台A不妨碍起模，但凸台E和槽C妨碍起模，也需采用活块或型芯来克服。 它的缺点除基准面朝上外，其轴孔难以直接铸出。轴孔若拟铸出，因无法制出型芯头，必须加大型芯与型壁的间隙，致使飞边清理困难。,方案III：优点是铸件不会产生错型缺陷；基准面朝下，其质量容易保证；同时，铸件最薄处在铸型下部，金属液易于充满铸型。 缺点是凸台E、A和槽C都需采用活块或型芯，而内腔型芯上大下小稳定性差；若拟铸出轴孔，其缺点与方案II相同。,大批量生产，为减少切削加工工作量，九个轴孔需要铸出。 此时，为了使下芯、合箱及铸件的清理简便，只能按照方案I从轴孔中心线处分型。,为了便于采用机器造型、尽量避免活块，故凸台和凹槽均应用型芯来形成。 为了克服基准面朝上的缺点，必须加大D面的加工余量。,单件、小批量生产，采用手工造型，使用活块造型