材料成型第4章_铸造工艺设计1

1、第4章 铸造工艺设计 铸造工艺图上的工艺符号见书末插页表铸造工艺图上的工艺符号见书末插页表4-14-1 浇注系统浇注系统 和冒口和冒口 5 设设 点点要要 计计 工艺参数工艺参数 的确定的确定 铸造工艺铸造工艺 图的绘制图的绘制 铸造工艺铸造工艺 方案的确定方案的确定 铸造工艺设计包括：铸造工艺设计包括： 选择铸造方法或造型方法选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等；浇注系统、冒口和冷铁的布置等； 将所确定的工艺方

2、案用文字和铸造工艺符号在零件将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件 图上表示出来，绘制铸造工艺图。图上表示出来，绘制铸造工艺图。 一、 浇注位置及分形面的选择 l 浇注位置浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置；浇注时铸件在铸型中所处的空间位置； 可采用：可采用：立浇、卧浇、斜浇等浇注位置。立浇、卧浇、斜浇等浇注位置。 l 分分 型型 面：面：是指两半铸型（上、下型）或多个铸型是指两半铸型（上、下型）或多个铸型 （多箱造型）相互接触、配合的表面。（多箱造型）相互接触、配合的表面。分型面是在造型时分型面是在造型时 上下两箱接触的面。而分模面是模具在此分开的两个面，很多分型面和分模面上下

3、两箱接触的面。而分模面是模具在此分开的两个面，很多分型面和分模面 是一致的，也有些不一致是一致的，也有些不一致 铸件的造型位置由分型面决定，而铸件的浇注位铸件的造型位置由分型面决定，而铸件的浇注位 置与造型位置通常是一致的。置与造型位置通常是一致的。 浇注位置浇注位置和和分型面分型面对对铸件质量铸件质量及及铸造工艺铸造工艺都有很都有很 大影响。大影响。 选择原则：选择原则：着眼于控制铸件的凝固顺序着眼于控制铸件的凝固顺序 估计到铸件发生缺陷的可能估计到铸件发生缺陷的可能 1.浇注位置的选择原则 钳工平板钳工平板 因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组因为铸件的上表面容易产生砂眼、气

4、孔、夹渣等缺陷，组 织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下，则应尽织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下，则应尽 力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将 较大的平面朝下。较大的平面朝下。 (1) (1) 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于 侧面，避免砂眼、气孔和夹渣侧面，避免砂眼、气孔和夹渣 上上 下下 车床床身铸件的浇注位置方案 由于床身导轨面是关键表面，不容许有明显的表面缺陷，而由于床身导轨面是关键表面，不容许有明显的表面缺陷，而 且要求组织致密，因此通常都将导轨面朝下浇注。

5、且要求组织致密，因此通常都将导轨面朝下浇注。 卷扬筒的浇注位置方案 因为因为卷扬筒的圆周表面质量要求高，不允许存有卷扬筒的圆周表面质量要求高，不允许存有 明显的铸造缺陷明显的铸造缺陷。 若采用若采用卧铸卧铸，圆周的，圆周的朝上表面朝上表面的质量难以保证；的质量难以保证； 若采用若采用立铸立铸，由于全部，由于全部圆周表面圆周表面均处于侧立位置，其均处于侧立位置，其 质量均匀一致，较易获得合格铸件。质量均匀一致，较易获得合格铸件。 (2)铸件的大平面应朝下，减少辐射防开 裂夹渣。 铸件的大平面若朝上，容易产生夹砂缺陷。铸件的大平面若朝上，容易产生夹砂缺陷。 这是由于在浇注过程中这是由于在浇注过程中

6、金属液对型腔上表面有强金属液对型腔上表面有强 烈的热辐射烈的热辐射，型砂因急剧热膨胀和强度下降而，型砂因急剧热膨胀和强度下降而 拱起或开裂拱起或开裂，于是铸件表面形成夹砂缺陷。，于是铸件表面形成夹砂缺陷。 因此，平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。因此，平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。 图图4-2a 大平面朝上引起夹渣缺陷大平面朝上引起夹渣缺陷 (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，防止产生浇 不足冷隔。 为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷， 应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处

7、于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位 置。置。 图图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置大面积薄壁铸件浇注位置 (4)对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的 部分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件 厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上 的定向凝固 铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的；铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的； 反之，若厚端放在下部，则难以补缩。反之，若厚端放在下部，则难以补缩。 2323 图4-2-1 有热节的浇注位置 (5).芯子数量力求少， 砂垛代芯 省又好。 2. 分型面的选择原则 分型面分型面是指两半铸型相互接触的表面。是指两半铸型

8、相互接触的表面。 除了消失模铸造外，都要选择分型面。除了消失模铸造外，都要选择分型面。 一般说来，分型面在确定浇注位置后再选择。一般说来，分型面在确定浇注位置后再选择。 但是，分析各种分型面的利、弊之后，可能再次调但是，分析各种分型面的利、弊之后，可能再次调 整浇注位置。整浇注位置。 在生产中在生产中浇注位置浇注位置和和分型面有时是同时确定的。分型面有时是同时确定的。 分型面的选择分型面的选择在很大程度上影响着铸件的质量、在很大程度上影响着铸件的质量、 成本和生产率。成本和生产率。 分型面的选择分型面的选择要在保证要在保证铸件质量的前提下铸件质量的前提下，尽量，尽量 简化工艺，节省人力物力简化

9、工艺，节省人力物力。 （1 1）便于起模，使造型工艺简化。）便于起模，使造型工艺简化。 1 1）分型面应选在铸件的最大截面处；）分型面应选在铸件的最大截面处； 2）分型面应尽量平直）分型面应尽量平直 平直分型面平直分型面 可采用简便的分可采用简便的分 模造型。模造型。 大批量生产大批量生产 单件小批时：耐用单件小批时：耐用 弯曲分型面弯曲分型面 则需采用挖砂或则需采用挖砂或 假箱造型。假箱造型。 起重臂分型面的选择。起重臂分型面的选择。 2828 图2-21_2 尽量使用平直分型面 3) 避免活块和 型芯 支架分型方案支架分型方案 l 按图中按图中方案方案，凸台必，凸台必 须须采用四个活块采用

10、四个活块方可制方可制 出，而下部两个活块的出，而下部两个活块的 部位甚深，部位甚深，取出困难取出困难。 l 当当改用方案改用方案时时，可省，可省 去活块，仅在去活块，仅在A处稍加处稍加 挖砂挖砂即可。即可。 图4-4 角架铸件的分型方案 b) 机器造型机器造型 选择分型面时应尽量避免不必要的型芯。 p 若按图中方案若按图中方案1分开模造型，其上、下内腔均需采用型芯。分开模造型，其上、下内腔均需采用型芯。 p 图中方案图中方案，采用整模造型，则上、下内腔均可由砂垛形成，采用整模造型，则上、下内腔均可由砂垛形成， 省掉了型芯。省掉了型芯。 l制造型芯需要专门的芯盒、芯骨，还需烘干及下芯制造型芯需要

11、专门的芯盒、芯骨，还需烘干及下芯 等工序，等工序，增加了铸件成本增加了铸件成本。 多一个分型面多一份误差，使精度下降；多一个分型面多一份误差，使精度下降； 分型面多，造型工时多，生产率下降；分型面多，造型工时多，生产率下降； 机器造型只能两箱造型，机器造型只能两箱造型，分型面多，不能进行大分型面多，不能进行大 批量生产。批量生产。 2424 4）尽量减少分型面，并尽量做到只有一个分型面）尽量减少分型面，并尽量做到只有一个分型面 双联齿轮毛坯的造型方案 应尽量使铸型只有一个分型面，以便采 用工艺简便的两箱造型 四箱 三箱 两箱 图4-3 三通铸件的浇注位置和分型面 床身铸件，其床身铸件，其顶部平

12、面为加工基准面顶部平面为加工基准面。 l图中方案图中方案a在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯，因采用整模造型使加工在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯，因采用整模造型使加工 面和基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量生产时的合理方案。面和基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量生产时的合理方案。 l若采用方案若采用方案b，铸件若产生错型将影响铸件精度，但在单件、小批生产条，铸件若产生错型将影响铸件精度，但在单件、小批生产条 件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正，故在相应条件下方件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正，故在相应条件下方 案案b仍可采用。仍可采用。 （2）尽量使铸件重

13、要加工面或大部分加 工面、加工基准面放在一个砂型内，减少 错箱、披缝和毛刺，提高铸件精度。 2525 方案方案1 1要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造；要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造； 方案方案2 2则省去了活块造型或加外型芯。则省去了活块造型或加外型芯。 2626 使铸件全部或大部分放在同一砂型使铸件全部或大部分放在同一砂型 不合理不合理 合理合理 尽量使加工基准面与大部分尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内加工面在同一砂型内 尽量使加工基准面与大部分尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内加工面在同一砂型内 2727 图2-21_1 尽量使型腔及主要型芯位于下型 （3）

14、使型腔和主要型芯位于下箱）使型腔和主要型芯位于下箱，以，以便于造型便于造型、下下 芯、合型和检查型腔尺寸芯、合型和检查型腔尺寸。 简简化工化工艺艺 便于合箱便于合箱 抓住主要矛盾、全面考虑 上述诸原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时上述诸原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时 甚至互相矛盾。甚至互相矛盾。 例如，例如， l 质量要求很高的铸件质量要求很高的铸件(如机床床身、立柱、钳工平板、造纸如机床床身、立柱、钳工平板、造纸 烘缸等烘缸等)，应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的 简化。简化。 l 没有特殊质量要求的一般铸件，则以简化工艺、提高经济没有特殊质量要求的一般铸件，则以简化工艺、提高经济 效益为主要依据，不必