第五章 铸造工艺图与设计实例

1、一、铸造工艺图一、铸造工艺图 集中表现铸造工艺设计内容的铸造工作蓝图。集中表现铸造工艺设计内容的铸造工作蓝图。铸造工艺图的内容：在零件结构图中表示。铸造工艺图的内容：在零件结构图中表示。确定铸件的浇注位置和铸型分型面；确定铸件的浇注位置和铸型分型面；确定和标注机械加工余量、铸造斜度（起模斜度）、确定和标注机械加工余量、铸造斜度（起模斜度）、 铸造圆角半径、工艺余量（包括工艺凸台和工艺肋）铸造圆角半径、工艺余量（包括工艺凸台和工艺肋） 和工艺补正量等；和工艺补正量等；芯头、芯座尺寸与间隙、浇注系统、冒口和出气孔芯头、芯座尺寸与间隙、浇注系统、冒口和出气孔 的位置、形状及尺寸等；的位置、形状及尺寸

2、等；在技术要求附注栏中还应说明铸件精度等级、铸造在技术要求附注栏中还应说明铸件精度等级、铸造 线收缩率、铸件热处理类别、硬度检查位置和某些线收缩率、铸件热处理类别、硬度检查位置和某些 特殊要求等铸件验收技术条件。特殊要求等铸件验收技术条件。 第五章第五章 铸造工艺图与设计实例铸造工艺图与设计实例第一节第一节 铸造工艺图与铸造工艺卡铸造工艺图与铸造工艺卡二、铸造工艺符号及其表示方法二、铸造工艺符号及其表示方法铸造工艺符号：铸造工艺符号：在铸造工艺设计时，为表达设计意图与在铸造工艺设计时，为表达设计意图与要求，在铸件图、铸造工艺图及有关工艺文件中，需要要求，在铸件图、铸造工艺图及有关工艺文件中，需

3、要标明代表铸造工艺要求的标准符号。标明代表铸造工艺要求的标准符号。三、铸造工艺卡三、铸造工艺卡铸造工艺卡：铸造工艺卡：体现铸造工艺设计及操作要求的重要技术体现铸造工艺设计及操作要求的重要技术 文件，以表格形式表示，必要时附以简图。文件，以表格形式表示，必要时附以简图。内容内容：各工序的重要工艺参数、操作要点和所使用的主：各工序的重要工艺参数、操作要点和所使用的主 要设备、工装以及工时消耗等。要设备、工装以及工时消耗等。 它既是工人操作的指导书，又是生产管理及其他技它既是工人操作的指导书，又是生产管理及其他技术文件的重要依据。术文件的重要依据。 铸造工艺符号及表示方法铸造工艺符号及表示方法 铸造

4、工艺图（甲）铸造工艺图（甲） 铸造工艺图（乙）铸造工艺图（乙） 1. 1.分型线分型线用红色线表示，并用红色用红色线表示，并用红色写出写出“上、中、下上、中、下”字样字样用细实线表示，并写出用细实线表示，并写出“上、中、下上、中、下”字样字样表表5-1铸造工艺符号及表示方法（铸造工艺符号及表示方法（JB/T 24351978） 2. 2.分模线分模线用红色线用红色线表示，在表示，在任一端画任一端画出出“”号号用细实线用细实线表示，在表示，在任一端画任一端画出出“8081015580903.23.7表表5-2型砂的组成及性能要求型砂的组成及性能要求（3）浇注系统）浇注系统 该造型线实行多品种生产

5、。该造型线实行多品种生产。 直浇道的形状和位置（已标准化）直浇道的形状和位置（已标准化）：高为：高为180mm，上端为上端为38mm，下端为下端为 40mm，装在模板上。装在模板上。 浇口杯模：浇口杯模：采用阻流式横浇道，保障浇注时使直浇采用阻流式横浇道，保障浇注时使直浇道尽快充满，加快挡渣效果和避免带入气体。道尽快充满，加快挡渣效果和避免带入气体。装在造型装在造型机的触头上。机的触头上。（4）加工余量：底、侧面为）加工余量：底、侧面为2.5mm，局部为，局部为2mm。（5）收缩率：取）收缩率：取1。4起模真空问题的防止起模真空问题的防止 上、下砂型都有吊砂或砂胎。为了防止起模时产生上、下砂型

6、都有吊砂或砂胎。为了防止起模时产生过大真空力而破坏砂型，在下模板的每个模样凹腔内，过大真空力而破坏砂型，在下模板的每个模样凹腔内，安装安装6个个16mm的通气塞均布。消除了起模真空力的有害的通气塞均布。消除了起模真空力的有害作用而顺利起模。作用而顺利起模。二、二、6100型汽车用铸态球墨铸铁曲轴型汽车用铸态球墨铸铁曲轴1生产条件及技术要求：生产条件及技术要求：（1）生产性质：大量生产。）生产性质：大量生产。（2）材质：）材质：QT600-3。（3）结构及使用条件：）结构及使用条件： 铸件质量：铸件质量：44.6kg， 外形尺寸：外形尺寸：190mm918mm，弯曲实心曲轴。，弯曲实心曲轴。 主

7、轴颈零件尺寸：主轴颈零件尺寸： 75mm，铸件：，铸件：82mm。 连杆轴颈零件尺寸：连杆轴颈零件尺寸：62mm，铸件：，铸件：72mm。 使用中承受最大扭矩：使用中承受最大扭矩：412N-m。 最大功率：最大功率：115kW。曲轴是汽车发动机的重要零件。曲轴是汽车发动机的重要零件。（4）主要技术要求）主要技术要求 力学性能方面：力学性能方面： 抗拉强度：抗拉强度：b588MPa，伸长率：，伸长率：3， 冲击韧度：冲击韧度：ak 14.7，布氏硬度：，布氏硬度：197259HBS。 金相方面：金相方面： 球化在球化在3B级以上，珠光体基体大于级以上，珠光体基体大于75，碳化物，碳化物 及磷共晶

8、总量及磷共晶总量5。 铸件尺寸公差要求：铸件尺寸公差要求： 第四主轴颈摆差第四主轴颈摆差2.5mm，加工余量公差，加工余量公差 mm， 非加工面公差：非加工面公差：1.0mm（曲柄侧面为非加工面），（曲柄侧面为非加工面）， 中心孔距外圆径向偏差中心孔距外圆径向偏差0.5mm， 曲轴总长：曲轴总长：912.23912.43mm。1.00.5（5）造型、制芯）造型、制芯 造型：造型：使用使用ZB3512电磁微震压实造型机，压力电磁微震压实造型机，压力 6.5MPa。 砂箱尺寸：砂箱尺寸：1150mm650mm220200mm。 制芯：制芯：采用采用K85壳芯机制芯。壳芯机制芯。（6）熔化、浇注）熔

9、化、浇注 熔化：熔化：用用10t无芯工频感应电炉熔化得到原铁液，无芯工频感应电炉熔化得到原铁液， 在在1 t铁液包中进行球化处理。铁液包中进行球化处理。 浇注：浇注：用转用转150kg浇包进行浇注。浇包进行浇注。cWsiWMnWpWsWCuW0.070.07，采用冲入法进行球化处理：采用冲入法进行球化处理： 球化剂：包钢球化剂：包钢6号稀土镁合金，加入量：号稀土镁合金，加入量：1.31.6。 处理温度：处理温度：16931713K。 浇注温度：浇注温度：15431623K。用。用7575SiFeSiFe孕育。孕育。 孕育剂量：孕育剂量：0.70.70.90.9。 =3.84.0，2熔炼工艺熔炼

10、工艺 铸造球墨铸铁曲轴的化学成分确定为：铸造球墨铸铁曲轴的化学成分确定为：=0.91.1，=0.60.75，0.04，= 0.50.50.60.63铸造工艺方案的确定铸造工艺方案的确定（1）凝固顺序）凝固顺序 对于曲轴的球墨铸铁液态收缩采用冒口补缩，对于曲轴的球墨铸铁液态收缩采用冒口补缩，即依顺序凝固原则去考虑，以消除集中缩孔。冷却即依顺序凝固原则去考虑，以消除集中缩孔。冷却到共晶凝固阶段，会出现糊状凝固，铁液补缩困难，到共晶凝固阶段，会出现糊状凝固，铁液补缩困难，这时则依靠石墨化膨胀作用实现自身补缩，以便消这时则依靠石墨化膨胀作用实现自身补缩，以便消除缩松。除缩松。 工艺方案：设置冒口，铁液

11、经冒口引入铸件。工艺方案：设置冒口，铁液经冒口引入铸件。（2）浇注、冷却位置的选择）浇注、冷却位置的选择竖浇竖冷方案。竖浇竖冷方案。优点：优点：冒口在最冒口在最高位置，冒口内高位置，冒口内金属液的压头高，金属液的压头高，对铸件补缩有利。对铸件补缩有利。缺点：缺点：竖浇竖冷竖浇竖冷工艺难于在大量工艺难于在大量生产的流水线上生产的流水线上应用，且几种浇应用，且几种浇注方式都有导致注方式都有导致铸件出现砂孔、铸件出现砂孔、气孔和热节缩松气孔和热节缩松等缺陷的可能。等缺陷的可能。横浇竖冷方案横浇竖冷方案优点：优点：充型平稳，铁液先经冒口进入型腔，提高冒口充型平稳，铁液先经冒口进入型腔，提高冒口内金属液

12、的温度。浇注后，将铸型转内金属液的温度。浇注后，将铸型转90度竖冷。充分度竖冷。充分发挥冒口补缩作用，有利于获得健全的铸件。发挥冒口补缩作用，有利于获得健全的铸件。缺点：缺点：操作繁重，效率低，不适应流水线生产的要求。操作繁重，效率低，不适应流水线生产的要求。横浇横冷方案横浇横冷方案铸型的造型、浇注、冷铸型的造型、浇注、冷却均呈水平状态。却均呈水平状态。优点：优点：充型平稳、劳动充型平稳、劳动条件好、生产率高、便条件好、生产率高、便于大量生产的流水作业，于大量生产的流水作业，一汽、东风汽车公司都一汽、东风汽车公司都选用这种方案生产。选用这种方案生产。缺点：缺点：冒口的补缩压力冒口的补缩压力较竖

13、冷方案为小。较竖冷方案为小。实践证明：实践证明：控制铁液成控制铁液成分和浇注温度，控制型分和浇注温度，控制型砂和铸型硬度等工艺因砂和铸型硬度等工艺因素，收缩缺陷可以消除。素，收缩缺陷可以消除。最终方案：最终方案：横浇横冷方案。横浇横冷方案。（2）浇注系统）浇注系统AAAAA闸直过横内:=1.77:1.16:1.27:1.563:1（3）型砂及芯砂）型砂及芯砂型砂（单一砂）性能要求：湿压强度型砂（单一砂）性能要求：湿压强度0.110.15MPa， 湿拉强度湿拉强度0.0270.040MPa，透气率大于，透气率大于100（AFS），）， 紧实率紧实率3844，有效粘土含量，有效粘土含量6.58.0

14、，水，水 分分46，流动性（，流动性（805），有效煤粉含量），有效煤粉含量 67，总细粉含量，总细粉含量1114.5，使用粒度为，使用粒度为 70140目的原砂。目的原砂。采用壳芯树脂砂制芯：砂芯成分：采用壳芯树脂砂制芯：砂芯成分：100200目的新砂，目的新砂， 酚醛树脂酚醛树脂46，乌洛托品，乌洛托品0.71，水，水0.8 1.25，硬脂酸钙，硬脂酸钙0.20.3。 壳芯制芯主要工艺参数：吹砂压力壳芯制芯主要工艺参数：吹砂压力0.30.4MPa，吹，吹 砂时间砂时间1525s，烘烤时间，烘烤时间4050s，烘烤温度，烘烤温度180 200。（5）加工余量）加工余量 主轴颈为主轴颈为3.5mm，连杆轴颈为，连杆轴颈为4mm，法兰和曲轴，法兰和曲轴小端面为小端面为4mm，轴颈台肩为，轴颈台肩为3mm。（6）铸造收缩率）铸造收缩