液态金属铸造成形（第5章）第14讲 铸造工艺参数

1、HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY材料科学与工程学院华中科技大学HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY授课教师：董选普教授 刘鑫旺博士HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY第5章 液态金属成形工艺设计5.1 5.1 液态金属成形工艺设计概论液态金属成形工艺设计概论5.2 5.2 铸造工艺方案的确定铸造工艺方案的确定5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.3 铸造工艺参数

2、的确定铸造工艺参数的确定加工余量加工余量 拔模斜度拔模斜度 收缩率收缩率 型芯头及型芯座型芯头及型芯座铸造圆角铸造圆角 在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械加工余量。5.3.5.3.1 1、机械加工余量和最小铸出孔、机械加工余量和最小铸出孔 数值取决于：铸件生产批量、合金的种类、铸件的大小、加工面与基准面之间的距离及加工面在浇注时的位置等。 铸件最大尺铸件最大尺寸寸 浇注时位置浇注时位置 加工面与基准面之间的距离加工面与基准面之间的距离 50 50120 120260 260500 500800 8001250 120 顶面顶面 底、侧面底、侧面 3.54.5 2.53.5 4.04.5 3

3、.03.5 120260 顶面顶面 底、侧面底、侧面 4.05.0 3.04.0 4.55.0 3.54.0 5.05.5 4.04.5 260500 顶面顶面 底、侧面底、侧面 4.56.0 3.54.5 5.06.0 4.04.5 6.07.0 4.55.0 6.57.0 5.06.0 500800 顶面顶面 底、侧面底、侧面 5.07.0 4.05.0 6.07.0 4.55.0 6.57.0 4.55.5 7.08.0 5.06.0 7.59.0 6.57.0 8001250 顶面顶面 底、侧面底、侧面 6.07.0 4.05.5 6.57.5 5.05.5 7.08.0 5.06.0

4、 7.58.0 5.56.0 8.09.0 5.57.0 8.510 6.57.5 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定铸件的孔、槽：较大的孔、槽应当铸出；较小的孔则不必铸出；对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔等，一般均应铸出。 铸件毛坯的最小铸出孔铸件毛坯的最小铸出孔 （mm） 生产批量生产批量 最小铸出孔的直径最小铸出孔的直径d 灰铸铁件灰铸铁件 铸钢件铸钢件 大量生产大量生产 1215 成批生产成批生产 1530 3050 单件、小批量生产单件、小批量生产 3050 50 5.3.5.3.1 1、机械加工余量和最小铸出孔、机械加工余量和最小铸出孔 5.3 铸造工艺参数的确定

5、铸造工艺参数的确定5.3.5.3.1 1、机械加工余量和最小铸出孔、机械加工余量和最小铸出孔 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定154均布2005080258其余下下上上收缩率1%5.3.25.3.2、起模斜度（拔模斜度）、起模斜度（拔模斜度） 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的侧壁，制造模样时必须作出一定的倾斜度，称为起模斜度起模斜度。 起模斜度起模斜度的大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材料等因素，立壁愈高，斜度愈小，外壁斜度比内壁小；机器造型应比手工造型斜度小，而木质模样斜度应比金属模样斜度大。一般外

6、壁为153，内壁310。 增加铸件厚度增加铸件厚度加减铸件厚度加减铸件厚度减少铸件厚度减少铸件厚度 在零件设计中所确定的垂直于分型面的非加工表面斜度为结构斜度，结构斜度是在零件设计时直接在零件图上标出，且斜度值较大； 图中铸件之孔和外圆面应具有斜度才合理。如果外表面加工则在加上加工余量后再加上部分金属使其具有斜度。 在绘制铸造工艺图中加在垂直分型面的侧面所具有的斜度称为拔模斜度，起模斜度是在绘制铸造工艺图时，对零件图上没有结构斜度的立壁给予很小的起模斜度（0.53）说明结构斜度、拔模斜度及其区别。下面铸件结构是否合理？应如何改正？5.3.25.3.2、起模斜度（拔模斜度）、起模斜度（拔模斜度）

7、 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定说明结构斜度、拔模斜度及其区别。下面铸件结构是否合理？应如何改正？5.3.25.3.2、起模斜度（拔模斜度）、起模斜度（拔模斜度） 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定5.3.35.3.3、收缩率、收缩率 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 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。铸造线收缩率（简称铸造收缩率）K表达式为：式中 ： L模 模样或芯盒工作面的尺寸，单位为mm； L件 铸件的尺寸，单位为mm。 通常，灰铸铁的铸造收缩率为0.7%1.0%，铸造碳钢为1.3%2.

8、0%，铸造锡青铜为1.2%1.4%。 芯头指型芯的外伸部分，不形成铸件内腔，只落入芯座内，用以定位和支撑型芯。 模样上用以在型腔内形成芯座并放置芯头的突出部分也称芯头。 芯头的作用：铸型中专为放置芯头的空腔称芯座。 1）定位作用；2）固定作用；3）排气作用。5.3.4、型芯头 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 型芯头的形式5.3.4、型芯头 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定5.3.55.3.5、铸造圆角、铸造圆角 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定铸造圆角 制造模样时，壁的连接和转角处要做成圆弧过度。目的：可使转角处不产生脆弱面；可减少应力集中；可避免产生冲砂

9、、缩孔和裂纹。 圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/31/2。一般小型铸件： 外圆角半径取28mm，内圆角半径取416mm。凝固特性热节、充型不同转角处的热节5.3.55.3.5、铸造圆角、铸造圆角 5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定第5章 液态金属成形工艺设计5.1 5.1 液态金属成形工艺设计概论液态金属成形工艺设计概论5.2 5.2 铸造工艺方案的确定铸造工艺方案的确定5.3 铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.15.4.1、铸造工艺图的绘制、铸造工艺图的绘制 铸造工艺图是

10、直接在零件图上用各种工艺符号绘出铸造所需资料的图样，包括铸件的浇注位置、铸型分型面、加工余量、起模斜度、收缩率、反变形量、浇冒系统、冷铁尺寸和布置、型芯和芯头的大小等。5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.15.4.1、铸造工艺图的绘制、铸造工艺图的绘制 工艺符号及其表示方法工艺符号及其表示方法5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.15.4.1、铸造工艺图的绘制、铸造工艺图的绘制 工艺符号及其表示方法（续）工艺符号及其表示方法（续）5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.25.4.2、铸造工艺图的绘制示例、铸造工艺图的绘制示例以以C6140C

11、6140车床进给箱体车床进给箱体，质量约质量约35Kg35Kg。该零件该零件没有特殊质量要没有特殊质量要求求的表面，仅要求尽量保的表面，仅要求尽量保证证基准面基准面D D不得有明显铸造不得有明显铸造缺陷缺陷，以便进行定位。，以便进行定位。材料：灰铸铁材料：灰铸铁HT150HT150，勿，勿需考虑补缩。需考虑补缩。在制订铸造工艺方案时在制订铸造工艺方案时，主要应着眼于，主要应着眼于工艺上的工艺上的简化简化。车床进给箱体零件图车床进给箱体零件图 三个方案供选择：三个方案供选择：l方案方案I I：分型面在轴孔的中心线上。：分型面在轴孔的中心线上。l方案方案IIII：从基准面：从基准面D D分型，铸件

12、绝大部分型，铸件绝大部分位于下型。分位于下型。l方案方案IIIIII：从：从B B面分型，铸件全部置于面分型，铸件全部置于下型。下型。 5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.25.4.2、铸造工艺图的绘制示例、铸造工艺图的绘制示例5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.25.4.2、铸造工艺图的绘制示例、铸造工艺图的绘制示例主要优点主要优点：适于铸出轴孔，铸后轴适于铸出轴孔，铸后轴孔的飞边少，便于清理孔的飞边少，便于清理。同时，下芯头尺寸较。同时，下芯头尺寸较大，型芯稳定性好，不大，型芯稳定性好，不容易产生偏芯。容易产生偏芯。主要缺点：主要缺点：基准面基准面D

13、 D朝上，使该面朝上，使该面较易产生气孔和夹渣等较易产生气孔和夹渣等缺陷，且型芯的数量较缺陷，且型芯的数量较多。多。 5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.25.4.2、铸造工艺图的绘制示例、铸造工艺图的绘制示例它的缺点：它的缺点：除基准面朝上外，其除基准面朝上外，其轴孔难以直接铸出。轴孔难以直接铸出。轴孔若拟铸出，因无轴孔若拟铸出，因无法制出型芯头，必须法制出型芯头，必须加大型芯与型壁的间加大型芯与型壁的间隙，致使飞边清理困隙，致使飞边清理困难难5.4 5.4 铸造工艺设计实例铸造工艺设计实例5.4.25.4.2、铸造工艺图的绘制示例、铸造工艺图的绘制示例优点优点: : 铸

14、件不会产生错型缺铸件不会产生错型缺陷；基准面朝下，其质陷；基准面朝下，其质量容易保证；同时，铸量容易保证；同时，铸件最薄处在铸型下部，件最薄处在铸型下部，金属液易于充满铸型。金属液易于充满铸型。缺点缺点: :凸台凸台E E、A A和和槽槽C C都需采都需采用活块或型芯，而内腔用活块或型芯，而内腔型芯型芯上大下小上大下小稳定性差稳定性差；若拟铸出轴孔，其缺；若拟铸出轴孔，其缺点与点与方案方案IIII相同。相同。 上述诸方案虽各有其优缺点，但结合具体条件，仍可找出最佳方案。上述诸方案虽各有其优缺点，但结合具体条件，仍可找出最佳方案。(1)(1)大批量生产大批量生产 为减少切削加工量，九个轴孔应当铸

15、出。为减少切削加工量，九个轴孔应当铸出。 此时，为了简化造型工艺只能采用此时，为了简化造型工艺只能采用方案方案分型分型。为便于采用机器造型，凸台。为便于采用机器造型，凸台和凹槽均应采用型芯。和凹槽均应采用型芯。(2)(2)单件、小批生产单件、小批生产，因采用手工造型，故活块比型芯更为经济因采用手工造型，故活块比型芯更为经济。同时，因同时，因铸件的尺寸偏差较大，九个轴孔不必铸出，留待直接切削加工。此外，铸件的尺寸偏差较大，九个轴孔不必铸出，留待直接切削加工。此外，应尽量降低上箱的高度，以便利用现有砂箱。应尽量降低上箱的高度，以便利用现有砂箱。 显然，在单件生产条件下，显然，在单件生产条件下，宜采