液态成型工艺2-1

1、思思 考考 题题 什么是铸造工艺设计？什么是铸造工艺设计？进行铸造工艺设计时，设计依据包括哪些内容？进行铸造工艺设计时，设计依据包括哪些内容？铸造工艺设计的内容是什么？铸造工艺设计的内容是什么？根据铸造零件的根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等有关确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等有关技术文件的过程技术文件的过程。生产任务生产任务 生产条件生产条件 经济核算经济核算确定造型制芯方法和铸型种类；确定造型制芯方法和铸型种类；确定浇注位置和分型面；确定浇注位置和分型面；

2、 设计砂芯结构和分布；设计砂芯结构和分布；选择铸造工艺参数；选择铸造工艺参数；设计浇注系统；设计浇注系统；设计补缩系统。设计补缩系统。u 产品结构及技术条件的审查产品结构及技术条件的审查u 砂芯设计砂芯设计内容包括：内容包括：产品结构及技术条件的审查产品结构及技术条件的审查在进行铸造工艺设计之前，首先要对产品结构（零在进行铸造工艺设计之前，首先要对产品结构（零件结构）的铸造工艺性进行分析，审查技术条件的件结构）的铸造工艺性进行分析，审查技术条件的合理性。合理性。2.1.1 能避免铸造缺陷的铸件结构能避免铸造缺陷的铸件结构（1） 铸件应有合适的壁厚铸件应有合适的壁厚铸件壁铸件壁过厚：过厚：中心晶

3、粒粗大，机械性能下降，重量增加中心晶粒粗大，机械性能下降，重量增加过薄：过薄：易产生冷隔、浇不足易产生冷隔、浇不足2.1.1 能避免铸造缺陷的铸件结构能避免铸造缺陷的铸件结构一般都有经验数据。要求：一般都有经验数据。要求： 铸件壁厚铸件壁厚 最小壁厚最小壁厚在零件设计中，壁厚都是根据零件工作情况和机械性能要求在零件设计中，壁厚都是根据零件工作情况和机械性能要求确定的，铸造上确定的，铸造上主要是审查壁是否太薄主要是审查壁是否太薄，以防止产生冷，以防止产生冷隔、浇不足等缺陷。所以，根据具体情况规定了最小壁厚：隔、浇不足等缺陷。所以，根据具体情况规定了最小壁厚：铸件最小壁厚铸件最小壁厚 = f（合金

4、种类，铸型种类，铸件大小，壁的位置等）（合金种类，铸型种类，铸件大小，壁的位置等）（1） 铸件应有合适的壁厚铸件应有合适的壁厚在铸件结构设计中经常碰到两个、三个甚至更多的壁相连接在铸件结构设计中经常碰到两个、三个甚至更多的壁相连接的情况。它们形成了以下一些的情况。它们形成了以下一些典型的连接形式：典型的连接形式：u过渡连接过渡连接：处于同一平面内的两个不同厚度壁的连接；：处于同一平面内的两个不同厚度壁的连接；uL 形连接形连接：两壁呈直角相连接；：两壁呈直角相连接；uV 型连接型连接：两壁呈锐角相连接；：两壁呈锐角相连接；uT 形连接形连接：两壁互相垂直连接；：两壁互相垂直连接；uY 形连接形

5、连接：三个壁呈叉形连接；：三个壁呈叉形连接；uK 形连接形连接：三个壁呈：三个壁呈K形连接；形连接；uX 形连接形连接：四个壁或数个壁交叉连接。：四个壁或数个壁交叉连接。（2） 铸件壁要合理连接和过渡铸件壁要合理连接和过渡u 壁厚力求均匀壁厚力求均匀，减少或消除热节。，减少或消除热节。u 有结构圆角有结构圆角。 保证铸件壁冷却条件一致保证铸件壁冷却条件一致，以减少应力。，以减少应力。 对于厚度不同的壁，要采用过渡连接对于厚度不同的壁，要采用过渡连接， 防止应力集中。防止应力集中。壁厚力求均匀壁厚力求均匀合理的连接形式合理的连接形式合理的连接形式合理的连接形式过渡连接过渡连接金属液在上升到水平大

6、平面结构处时，液面上升速度减慢，金属液在上升到水平大平面结构处时，液面上升速度减慢，对型壁的烘烤时间和作用强度加大，使铸件易产生夹砂、砂对型壁的烘烤时间和作用强度加大，使铸件易产生夹砂、砂眼、冷隔等缺陷。眼、冷隔等缺陷。u 改成斜壁改成斜壁u 改变浇注位置改变浇注位置（3）避免出现水平的大平面结构）避免出现水平的大平面结构 （3）避免出现水平的大平面结构）避免出现水平的大平面结构 （4）防止变形和裂纹）防止变形和裂纹u 变形变形（4）防止变形和裂纹）防止变形和裂纹u 裂纹裂纹对于需要补缩的铸件对于需要补缩的铸件（5）利于顺序凝固）利于顺序凝固 2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺

7、的铸件结构（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构）改进妨碍起模的凸台、凸缘和筋板的结构（2）取消铸件外表面的侧凹）取消铸件外表面的侧凹2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构（3）减少和简化分型面）减少和简化分型面2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构 铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数目、降低造型工时，还可铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数目、降低造型工时，还可以减少错箱、偏芯等的机会，提高铸件的尺寸精度

8、。以减少错箱、偏芯等的机会，提高铸件的尺寸精度。 图图a）的结构有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序复杂。）的结构有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序复杂。若是大批量地生产，只有增设环状型芯才可采用机器造型。将端盖的结若是大批量地生产，只有增设环状型芯才可采用机器造型。将端盖的结构设为图构设为图b）的设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。）的设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。 （4）有利于砂芯的固定和排气）有利于砂芯的固定和排气2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构（5）减少清理铸件的工作量）减少清理铸件的工作量2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸

9、造工艺的铸件结构（6）简化模具的制造）简化模具的制造2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构（7）改进铸件内腔结构，不用或少用砂芯）改进铸件内腔结构，不用或少用砂芯2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构（8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造（串铸）造（串铸） 2.1.2 能简化铸造工艺的铸件结构能简化铸造工艺的铸件结构打压件（如阀门）：打压件（如阀门）： 1.62.0 MPa HT150不行，不行，HT200可以可以 ZG25 40MPa ZG35 50MPa铸焊构件：铸焊构件： ZG45 焊接易产生裂纹

10、，焊接易产生裂纹，ZG25、ZG35可以可以 2.1.3 技术条件和生产能力的审查技术条件和生产能力的审查 （1）铸件材质与技术条件相适应）铸件材质与技术条件相适应（2）铸件尺寸、重量与造型、起重设备相适应）铸件尺寸、重量与造型、起重设备相适应如造型机的起模行程。如造型机的起模行程。（3） 改变材质的可能性改变材质的可能性为避免铸造缺陷、降低陈本。为避免铸造缺陷、降低陈本。 注意与用户沟通。注意与用户沟通。2.1.3 技术条件和生产能力的审查技术条件和生产能力的审查（4） 质量要求的合理性质量要求的合理性（5） 保证加工定位基准保证加工定位基准如尺寸公差、表面粗糙度等级、金相组织、成分含量如尺

11、寸公差、表面粗糙度等级、金相组织、成分含量等方面的要求是否能达到。等方面的要求是否能达到。造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为：铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为：u手工造型制芯手工造型制芯u机器造型制芯机器造型制芯u 使用工装简单、灵活，适应性强；使用工装简单、灵活，适应性强； 手工造型和制芯的特点：手工造型和制芯的特点：u 适于单件小批生产，特别是制造大型铸件和复杂铸件；适于单件小批生产，特别是制造大型铸件和复杂铸件；u 生产效率低、劳动强度大；生产效率低、劳动强度大；u 质量不易稳定。质量不易稳定。造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择铸造生产按砂型的紧实

12、成型方式可分为：铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为：u手工造型制芯手工造型制芯u机器造型制芯机器造型制芯机器造型和制芯的特点：机器造型和制芯的特点：u 使用成套设备，生产工艺稳定；使用成套设备，生产工艺稳定；u 适于成批大量生产；适于成批大量生产；u 生产效率高、劳动强度低；生产效率高、劳动强度低；u 质量易于控制。质量易于控制。造型制芯方法：造型制芯方法：u 零件材质、形状、尺寸、重量、尺寸精度零件材质、形状、尺寸、重量、尺寸精度u 生产批量生产批量u 技术要求技术要求u 交货期限交货期限砂型铸造适用于各种铸造合金，不受零件形状、大砂型铸造适用于各种铸造合金，不受零件形状、大小和复杂程度的限

13、制，单件、成批、大量生产均可小和复杂程度的限制，单件、成批、大量生产均可采用。采用。（1）优先采用湿型）优先采用湿型不能满足要求时用表干型或其它砂型（水玻璃砂、树脂砂）。不能满足要求时用表干型或其它砂型（水玻璃砂、树脂砂）。u 造型费用低造型费用低u 劳动环境好劳动环境好u 生产率高生产率高u 节省能源节省能源u 易上线易上线u 易产生易产生“三砂两孔三砂两孔”缺陷。缺陷。湿型的特点：湿型的特点：造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择u铸件过高（在浇注位置）铸件过高（在浇注位置） 金属液静压力超过湿型的抗压强度。金属液静压力超过湿型的抗压强度。（1）优先采用湿型）优先采用湿型考虑用表干型或其他砂型（水玻璃砂、树脂砂）的情况：考虑用表干型或其他砂型（水玻璃砂、树脂砂）的情况：u铸件上部有较大水平壁面铸件上部有较大水平壁面 湿型易引起夹砂结疤缺陷。湿型易引起夹砂结疤缺陷。u造型过程长或需要长时间等待浇注的砂型造型过程长或需要长时间等待浇注的砂型（次日或以后）（次日或以后） 湿型放置时间太长则表面强度下降，易冲砂。湿型放置时间太长则表面强度下降，易冲砂。u型内冷铁太多型内冷铁太多（2）与生产批量相适应）与生产批量相适应u 大量生产：大量生产： 上线造型，机器制芯（冷芯盒、热芯盒、壳芯）上线造型，机