铸造成形技术铸造工艺设计

铸造成形技术铸造工艺设计铸造工艺方案——①选择铸件的浇注位置及分型面②型芯的数量、形状及其固定方法③确定工艺参数（加工余量、起模斜度、圆角、收缩率）④浇冒口、冷铁形状、尺寸及其布置第2页,共42页，2024年2月25日，星期天铸造工艺图——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。第3页,共42页，2024年2月25日，星期天

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。

第4页,共42页，2024年2月25日，星期天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：

第5页,共42页，2024年2月25日，星期天①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面②铸件宽大平面应朝下③面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面⑤应尽量减少型芯的数量⑥要便于安放型芯、固定和排气第6页,共42页，2024年2月25日，星期天①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★第7页,共42页，2024年2月25日，星期天②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第8页,共42页，2024年2月25日，星期天③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。第9页,共42页，2024年2月25日，星期天④易形成缩孔的铸件，较厚部分置于上部或侧面

第10页,共42页，2024年2月25日，星期天⑤应尽量减少型芯的数量

第11页,共42页，2024年2月25日，星期天⑥要便于安放型芯、固定和排气合理的方案：不合理：第12页,共42页，2024年2月25日，星期天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：

第13页,共42页，2024年2月25日，星期天①分型面应选择最大截面处②分型面的选择应尽量简化工序③分型面应尽量平直④基准面放在同一个砂箱中⑤尽量减少分型面⑥使型腔和主要芯位于下箱第14页,共42页，2024年2月25日，星期天①分型面应选择最大截面处第15页,共42页，2024年2月25日，星期天②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]第16页,共42页，2024年2月25日，星期天③分型面应尽量平直右图为采用平直分型面的造型图第17页,共42页，2024年2月25日，星期天

④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。第18页,共42页，2024年2月25日，星期天

⑤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：观看影像第19页,共42页，2024年2月25日，星期天

零件、砂芯、木模图第20页,共42页，2024年2月25日，星期天⑥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。第21页,共42页，2024年2月25日，星期天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。

第22页,共42页，2024年2月25日，星期天①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1.6％－2.0％★非铁合金为1．0％一1.5％

第23页,共42页，2024年2月25日，星期天②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。第24页,共42页，2024年2月25日，星期天

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）第25页,共42页，2024年2月25日，星期天第26页,共42页，2024年2月25日，星期天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15’－3º，内壁为3－10°。第27页,共42页，2024年2月25日，星期天第28页,共42页，2024年2月25日，星期天典型零件造型工艺分析第29页,共42页，2024年2月25日，星期天三通的分型方案（d是合理的分型方案）第30页,共42页，2024年2月25日，星期天铸造工艺设计

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。第31页,共42页，2024年2月25日，星期天单件、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第32页,共42页，2024年2月25日，星期天项目内容用途及应用范围设计程序铸造工艺图

在零件图上用规定的红、兰等各色符号表示出：浇注位置和分型面，加工余量，收缩率，起模斜度，反变形量，浇、冒口系统，内外冷铁，铸肋，砂芯形状、数量及芯头大小等

是制造模样、模底板、芯盒等工装以及进行生产准备和验收的依据适用于各种批量的生产①产品零件的技术条件和结构工艺性分析②选择铸造及造型方法③确定浇注位置和分型面④选用工艺参数⑤设计浇冒口、冷铁和铸肋⑥型芯设计铸件图

把经过铸造工艺设计后，改变了零件形状、尺寸的地方都反映在铸件图上是铸件验收和机加工夹具设计的依据。适用于成批、大量生产或重要铸件的生产⑦在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图

铸型装配图

表示出浇注位置，型芯数量、固定和下芯顺序，浇冒口和冷铁布置，砂箱结构和尺寸大小等是生产准备、合箱、检验、工艺调整的依据适用于成批、大量生产的重要件，单件的重型铸件⑧通常在完成砂箱设计后画出

铸造工艺卡片

说明造型、造芯、浇注、打箱、清理等工艺操作过程及要求

是生产管理的重要依据根据批量大小填写必要条件⑨综合整个设计内容第33页,共42页，2024年2月25日，星期天

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

第34页,共42页，2024年2月25日，星期天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。第35页,共42页，2024年2月25日，星期天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。第36页,共42页，2024年2月25日，星期天方案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。

第37页,共42页，2024年2月25日，星期天方案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。第38页,共42页，2024年2月25日，星期天方案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。第39页,共42页，2024年2月25日，星期天大批量生产，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