工艺技术_铸造工艺设计方案

第四章铸造工艺设计 要求 掌握铸造工艺方案的制定 铸造工艺参数确定的原则 熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用 了解冒口尺寸的计算方法 重点 砂型铸造工艺图的绘制 难点 浇注位置及分型面的选择 砂型铸造工艺设计 为获得好的铸件 减少工作量 降低成本 合理制订铸造工艺方案 绘制铸造工艺图 4 1铸造工艺方案的确定 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 作用 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 支座的铸造工艺图 模样图及合型图 一 工艺符号及其表示方法 表4 1 二 浇注位置及分型面的选择浇注位置 浇注时铸件在砂型中所处的空间位置 分型面 砂箱间的接触表面 重要性 影响铸件质量 工艺难易程度 1 浇注位置的选择原则 1 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 上表面易产生砂眼 气孔 夹渣等缺陷 不如下表面致密 车床床身的浇注位置 起重机卷扬筒的浇注位置方案 采用立式浇注 2 铸件的大平面应朝下 大平面还常产生夹砂缺陷 故对平板 圆盘类铸件 大平面应朝下 3 面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷 薄壁件的浇注位置 4 对于容易产生缩孔的铸件 应使厚的部分放在分型面的上部或侧面 厚处直接安放冒口 实现自下而上的顺序凝固 2 分型面的选择原则 重要性 恰当与否会影响铸件质量 使制模 造型 造芯 合箱或清理等工序复杂化 甚至还可增大切削加工的工作量 1 便于起模 使造型工艺简化尽量使分型面平直 数量少 避免不必要的活块和型芯 起重臂的分型面 避免用活块 支架分型方案 I方案需活块 改用方案II时 可省去活块 仅在A处稍加挖砂即可 大批量生产条件下 采用机器造型 需要改用图中所示的环状型芯 使铸型简化成只有一个分型面 使用型芯减少分型面 2 尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱 以保证铸件精度 车床床身铸件 3 尽量使型腔及主要型芯位于下型 便于造型 下芯 合箱和检验铸件壁厚 但下型型腔也不宜过深 并尽量避免使用吊芯和大的吊砂 机床支架 注意 选择分型面的上述诸原则 对于某个具体的铸件来说难以全面满足 有时甚至互相矛盾 因此 必须抓住主要矛盾 全面考虑 至于次要矛盾 则应从工艺措施上设法解决 工艺设计步骤 先定浇注位置 再选分型面 在定分型面时 应尽可能与浇注位置相一致 三 砂芯形状 个数及分块 砂芯作用 形成铸件内腔或便于外形起模 分块 便于操作 搬运 烘干和简化芯盒 共型芯 增加型芯稳定性 提高模板和砂箱利用率 4 2工艺参数的确定 铸造工艺参数的确定 铸造工艺参数包括加工余量 起模斜度 铸造圆角 芯头 芯座 收缩余量等 一 机械加工余量和铸孔机械加工余量 在铸件上为切削加工而加大的尺寸 余量过大 切削加工费工 且浪费材料 余量过小 制品会因残留黑皮而报废 或因铸件表层过硬而加速刀具磨损 加工余量应根据铸件生产批量 合金种类 造型方法 加工要求 铸件的形状 尺寸及浇注位置等来确定 大量生产 机器造型 精度高 余量小 铸钢件 表面粗糙 余量比铸铁大非铁合金 价贵 表面光滑 余量小 表4 2 表4 3 说明 铸件的孔 槽是否铸出 不仅取决于工艺上的可能性 还须考虑其必要性 较大的孔 槽应铸出 可减小加工工时 减小热节 较小的孔 槽不必铸出 留待加工更经济 不加工的特形孔 价格较贵的非铁金属铸孔 尽量铸出 二 起模斜度 拔模斜度 使模型样 或型芯 易于从砂型 或芯盒 中取出 应在模样或芯盒的起模方向带有一定的斜度 加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出 而不加工表面上的斜度 结构斜度 仅需用文字注明 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 具体数据可查有关手册 一般外壁为15 3 内壁为3 10 三 铸造圆角 防止在夹角处产生冲砂及裂纹 圆角半径约为相交两壁平均厚度的1 3 1 2 四 铸造收缩率铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小 为保证铸件的应有尺寸 模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率 铸造收缩率K表达式为 灰铸铁 0 7 1 0 铸造碳钢 1 3 2 0 铝硅合金 0 8 1 2 锡青铜 1 2 1 4 五 芯头及芯座 型芯头可分为垂直芯头和水平芯头两大类 型芯头的构造a 垂直芯头b 水平芯头 4 3浇 冒口系统 一 浇注系统引导金属液流入铸型型腔的一系列通道的总称 组成 浇口杯 外浇口 直浇道 横浇道 内浇道 1 尺寸的确定 根据铸件形状 尺寸 查表确定 2 常见浇注系统的类型 3 内浇道与铸件型腔连接位置的选择 二 冒口 铸型中设置的一个储存金属液的空腔作用 提供体收缩时所需的金属液 对其进行补缩 防止产生缩孔 缩松等 冒口清除 冒口的设置 铸件热节圆直径较大的部位 冒口尺寸计算 比例法 表4 6 图4 18 4 4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 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 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 使用活块造型较型芯更为方便 同时 因铸