情境四-铸型设计

情境四：铜合金铸件卧式离心铸造

——离心铸造课程设计

主讲教师：李红莉铜合金铸件铸造技术课程组离心铸造课程设计1课程设计要求2课程设计要点11课程设计成绩评定标准3铜合金铸件铸造技术课程组一、课程设计步骤任务分析及方法选择一绘制铸件图二三四铸型设计生产工艺设计铜合金铸件铸造技术课程组1.任务分析及方法选择출처:정보통신부자료铸造方法结构形状合金特点尺寸精度表面粗糙度生产批量生产条件五要素铜合金铸件铸造技术课程组根据零件图考虑结构是否调整；根据离心铸造特点考虑各部分加工余量；绘制出铸件图。2.绘制铸件图铜合金铸件铸造技术课程组？对金属型结构的要求

金属型应结构简单、制造容易、操作安全、方便，能实现高效率生产，保证获得优质铸件。金属型主体系指构成型腔的部分，型腔是用于形成铸件外形的部分。金属型主体结构与铸件大小，合金的种类及其在型中的浇注位置等有关。在设计时应力求使型腔的尺寸准确，便于开设浇注系统和排气系统，铸件出型方便，有足够的强度和刚度等。离心铸造用金属型一般由型体、端盖及端盖夹紧装置组成。选用或设计金属型时，主要考虑铸型材料和型体结构、型腔尺寸、端盖与夹紧结构。金属型材料及结构

3.铸型设计铜合金铸件铸造技术课程组

大批量生产用的铸型可用铸铁和钢来制造，在浇注低熔点的轻合金时也常用铜合金来制造；

铸铁是金属型最常用的材料，其加工性能好，价廉，一般工厂均能自制，并且它又耐热、耐磨，是一种较合适的金属型材料；

在要求高时，使用碳钢和低合金钢。钢由于韧性好强度高，易焊补，故钢金属型的寿命要比铸铁金属型高几倍，但由于加工困难，易变形，因此只在铸型条件恶劣时，才使用钢制造金属型；

铝合金金属型的研究已延续很多年，因铝金属型表面可进行阳极氧化处理，而获得一层由Al2O3及Al2O3•H2O组成的氧化膜，其熔点和硬度都较高，而且耐热、耐磨。这种铝金属型，如采用水冷措施，它不仅可铸造铝件和铜件，同样也可用来浇注黑色金属铸件。金属型用材料铜合金铸件铸造技术课程组零件名称材料热处理要求应用范围型体HT150,HT200时效结构简单的大、中、小金属型型体45HRC30～35各种结构的大、中、小金属型型体型芯活块、镶块HT200时效结构简单的大、中、型金属型芯、活块、镶块45HRC30-35一般结构的金属型芯、活块、镶块W18Cr4VHRC30-35细长金属型芯、薄片及形状复杂的组合型体、型芯、片状活块和镶快

金属型专用零件的适用材料铜合金铸件铸造技术课程组类型结构图结构特点优缺点中心固定式1.螺纹为梯形螺纹2.螺纹的行进旋转方向（从端盖观察）与铸型旋转方向相反，防止起动时铸型因惯性作用而自主轴上滑下3.也可用固定螺钉起防止铸型滑下主轴的作用4.适用于卧式悬臂离心铸造1.铸型底部与型体做成一体，底部在工作时受热较大，故铸型工作时应力较大2.不能装顶出铸件机构3.安装拆卸方便4.此种固定形式同样适用于离心铸造工作台的固定1.锥体角度须大于摩擦角，使锥体在工作时受热膨胀，铸型能自动上移2.适用于立式离心铸造适用于底部开放的铸型周边固定式1.结构简单，制造较易2.应用较广1.铸型底部与型体分开，热应力小2.安装拆卸麻烦3.采用单层铸型时加工麻烦4.可安装铸件顶出机构1.结构较复杂2.铸型可自由膨胀、收缩、热应力小

离心铸型的固定形式铜合金铸件铸造技术课程组要求

结构简单，只能浇注一种规格的铸件。多用于滚轮式离心机上浇注大件或专用离心机上成批生产小件。常用HT200、QT50-5、ZG25或ZG45，大量生产大口径管件需用耐热合金钢。其壁厚一般取铸件壁厚的1.2～2.0倍。

对于各种合金大件的铸型，如连续生产，铸件出型较早，型腔可适当设锥度，若铸件是低温出型，则可不设锥度。对铸铁小件和铜合金中小件，其型腔的锥度取值范围为1:25～1:150，铸铁件取大些，铜合金件取小些。

双层金属型由外层型体和内层型体即内外两层组成。内层型可以更换使用，通过更换结构简单的内型可以在同一离心机外型（机头）上生产不同规格的铸件，同时更换内型也便于调整铸型工作温度。它多数用于生产铜合金等套、筒类铸件。设计外层型体时，要考虑有足够的强度以承受浇注时离心力的作用。内型要求热变形小，耐用，一般做成带筋的圆筒体。为了更换内型方便，要有一定的间隙与外型体相配合。单金属型双金属型铜合金铸件铸造技术课程组外型内径（大端）mm100～200200～300300～400400～500500～600600～700700～900壁厚mm20～2520～3025～3530～4035～4540～5045～65材质ZG25，ZG35，QT400-15，QT500-7表面粗糙度Ra(μm)内表面6.3～3.2内圆锥度外表面12.5～6.3铸型长度（mm）＜200200～400400～600锥度1:25～1:501:25～1:751:50～1:100双金属铸型外型壁厚、材质及技术要求铜合金铸件铸造技术课程组铸型内腔尺寸计算式中D——铸型内径；

d——铸造零件外径；

ε——铸造收缩率；

b——加工余量；

Δδ——涂料层厚度。ε，b和Δδ参数的选取可查阅有关手册。离心铸造时其内腔尺寸计算公式：铜合金铸件铸造技术课程组

金属型壁厚的确定金属型的壁过薄，刚度差，容易变形。壁厚过大，金属型笨重，手工操作时，劳动强度也大，因此要求确定一个最佳厚度。在确定金属型壁厚时，一般多考虑金属型的受力和工作条件。金属型壁厚与铸件壁厚、材质、铸件外轮廓尺寸及金属型的材料性能有关。当金属型材料为铸铁时，其壁厚可参考图示确定。生产铝合金铸件时，壁厚一般不小于12mm，而铜及黑色金属铸件的金属型壁厚不小于15mm。铜合金铸件铸造技术课程组

端盖和紧固装置

离心铸造用金属铸型的前后端盖是使套筒类铸件两端成型的模具。端盖不仅要挡住合金液，而且要保证铸件质量及装卸方便和安全。

端盖板一般设计成可双面使用的形式，当一端损坏或变形时可使用另一面。这时往往也能校正原先的变形。

铸型的固定要简单可靠，如果用螺纹固定时，螺纹部分必须要涂二硫化钼，以便在旋转台达到较高温度时还能方便地拧下来。

用于非铁合金铸件的离心铸造的端盖，材质为HT250。有耐火衬材料的端盖，适用于铁碳合金铸件，材质为HT200。铜合金铸件铸造技术课程组离心锤紧固（离心锤压钩对端盖的压力必须大于离心压力对端盖的作用力）螺栓紧固铸型端盖的紧固销钉紧固

端盖和紧固装置铜合金铸件铸造技术课程组紧固工具结构图说明销子1.销子大端必须指向铸型轴线，销孔可为圆柱孔2.使用方便、工作可靠3.加工较易4.销子易损坏、丢失5.浇注时，从端盖内孔溢出的金属液易把销子粘住，使端盖销子不易取下压板1.使用方便、可靠2.加工稍麻烦3.螺钉螺纹易坏离心锤1.使用方便2.制造较难3.设计时需仔细计算好配重的重量和结构的可靠性4.适用于小型离心铸型铜合金铸件铸造技术课程组4.生产工艺设计涂料工艺涂料选择金属型预热铸型选择加工余量熔炼工艺浇注温度确定铸型转速确定工艺方案工艺参数铸件铜合金铸件铸造技术课程组二、课程设计要求零件图平面图三维图各一张离心铸造工艺卡一套配料表一张课程设计说明书一份铸型装配图一套1.设计任务铜合金铸件铸造技术课程组2.内容要求课程设计中工艺设计和方案确定应给出理论依据，并结合铸件特点进行相应分析课程设计中所有计算内容应给出计算方法和详细计算过程课程设计所有图形的绘制应符合国家标准铜合金铸件铸造技术课程组三、课程设计成绩评定标准离心铸造课程