工艺技术_铸造成形技术及铸造工艺设计

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 一 工艺符号及其表示方法 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 6 2 0 非铁合金为1 0 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15 3 内壁为3 10 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