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1、崔焕勇,金属工艺学,第二篇Part 2,铸 造Foundry,第三章Chapter 3,砂型铸造 Sand Foundry,第一节 造型方法的选择,用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。型砂 砂型 造型是砂型铸造的最基本工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。,铸造工艺图,利用各种工艺符号，把制造模型和铸型所需的资料直接绘在零件图上的图样。根据铸造工艺图绘出模型图和合箱图,零件结构的铸造工艺性分析,浇注位置,分型面的选择,型芯的数量及其设计,铸造工艺参数,浇注系统设计,冒口、冷铁、铸筋设计,绘制铸造工艺图,1、机械加工余量和最小铸出孔2、拔模斜度3、收缩率4、铸造圆角5、型芯头,
2、模型图,合箱图,铸造工艺图,第二节 浇注位置与分型面的选择,浇注位置的选择原则分型面的选择原则,浇注位置浇注时，铸件在铸型中所处的位置/铸件的某个表面位于铸型的上、下还是侧面。浇口位置内浇口与铸型型腔连接处的位置/液态金属流入铸型型腔的位置。,上,下,浇注位置的选择,1、铸件的重要加工面或主要工作面应朝下。2、铸件的大平面应朝下，以免夹砂。3、为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔现象，应将面积大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直、倾斜位置。4、容易形成缩孔缩松的铸件，厚大部位放在分型面附近的上部或侧面，以便于安放冒口、冷铁。5、应减少型芯的数量，便于型芯固定和排气。6、尽可能避免使用吊砂、吊芯
3、或悬臂式砂芯。7、应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致，避免多次翻动砂箱。,一、浇注位置的选择原则,浇注位置的选择原则,车床床身,上,中,下,中,铸件的重要加工面或主要工作面应朝下,浇注位置的选择原则,铸件的重要加工面或主要工作面应朝下,卷扬机筒,浇注位置的选择原则,铸件的大平面应朝下，以免夹砂,浇注位置的选择原则,为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔现象，应将面积大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直、倾斜位置。,浇注位置的选择原则,为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔现象，应将面积大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直、倾斜位置。,浇注位置的选择原则,容易形成缩孔缩松的铸件，厚大部位放在分
4、型面附近的上部或侧面。,浇注位置的选择原则,应减少型芯的数量，便于型芯固定和排气。,浇注位置的选择原则,应减少型芯的数量，便于型芯固定和排气。,浇注位置的选择原则,尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯。,分型面砂箱间的接触面1、尽可能使用最少的分型面。2、应尽量使型芯、活块数量少。3、尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。4、应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中。若铸件的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧。5、尽量选用平面避免曲面分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造
5、型工艺。6、为便于造型、下芯、合箱、检验及检查，尽量将型腔置于下箱,二、分型面的选择原则,分型面的选择原则,尽可能使用最少的分型面。,分型面的选择原则,尽可能使用最少的分型面。,分型面的选择原则,应尽量使型芯、活块数量少。,分型面的选择原则,尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。,分型面的选择原则,尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。,分型面的选择原则,尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。,分型面的选择原则,应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中。,螺栓塞
6、头,方头,分型面的选择原则,铸件的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧。,轮毂的分型面,加工基准,分型面的选择原则,尽量选用平面避免曲面分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工艺。,分型面的选择原则,尽量选用平面。,分型面的选择原则,为便于造型、下芯、合箱、检验及检查，尽量将型腔置于下箱,第三节 铸造工艺参数的选择,机械加工余量最小铸出孔、槽拔模斜度铸造圆角收缩率型芯头其它如分型负数、工艺补正量等,1、机械加工余量 铸件上为切削加工而加大的尺寸叫机械加工余量,铸造工艺参数的确定,1,2,1、机械加工余量 零件上需要加
7、工的表面，如零件图上标有表面粗糙度符号的部位、注有尺寸公差的部位、有螺纹符号的部位、注有表面形位尺寸公差代号的部位等应需有适当的加工余量。加工余量过大，不仅浪费金同、增加机加工工时，而且还会因截面增加、热节变大、使铸件晶粒粗大，力学性能降低；加工余量过小，可能会因错型等原因造成切削余量不够、表面硬度偏高、甚至留有黑皮达不到尺寸精度而报废。,铸造工艺参数的确定,1、机械加工余量 铸件加工余量的大小取决于铸件的材料、铸造方法、铸件尺寸与复杂程度、生产批量、加工面与基准面的距离及加工面在铸型中的位置、加工精度要求等。灰铸铁件较铸钢件线收缩率小、熔点低，铸件表面较光洁、平整，故其加工余量小，铸钢件加工
8、余量应比铸铁件大：非铁合金铸件表面光洁、且材料昂贵、加工余量应比铸铁件小；铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铸件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大；大量生产时，因采用机器造型铸件精度高，故余量可减小，反之，手工造型余量应加大，此外，浇注时朝上的表面，因产生缺陷的机率宰大，其加工余量应比底面和侧面大。表29,铸造工艺参数的确定,铸造工艺参数的确定,2、最小铸出孔、槽 零件上的孔、槽、台阶等应从铸件质量及经济方面考虑。较大的孔、槽等应铸出来，以便节约金属和机械加工工时，同时还避免铸件局部过厚所造成的热节，提高铸件的质量，较小 的孔槽，则不宜铸出，直接加工反而方便；有 特殊要求，且无法实行
9、 机加工的孔如弯曲孔，则一定要铸出。,铸造工艺参数的确定,3、拔模斜度 为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为拔模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的没有结 构斜度的壁均应设 起模斜度。起模斜 度的大小，应根据 模壁测量面高度、模样材料及造型方 法确定。,铸造工艺参数的确定,3、拔模斜度 外壁0.253，内壁310,铸造工艺参数的确定,上,下,4、铸造圆角R=(1/3 1/5)(a+b)/2,铸造工艺参数的确定,5、收缩率 指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值。而用来度量模样尺寸的刻尺称为缩尺(模样工缩尺)，其分度以普通尺的单位长度乘以(1
10、十铸件线收缩率)。灰口铸铁：0.7%1.0%铸造碳钢：1.3%2.0%铝硅合金：0.8%1.2%有色合金：1.0%1.5%,铸造工艺参数的确定,6、型芯头 指模样上的突出部分，在型内形成芯座并放置芯头。或指型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只是落入芯座内，用以定位和支承型芯。芯头可分为垂直芯头和水平芯头。单支点的水平芯头又称为悬臂芯头。,铸造工艺参数的确定,垂直芯头一般都有上下芯头，芯头高度H主要取决于芯头直径d。为了提高芯头的稳定性和可靠性，下芯头 斜度应小些(510)，高度H应大些；为便于 合型、上芯头的斜度应 大些(615)，高度H 应小些。短而粗的芯头 也可不留上芯头。,铸造工艺参数的确
11、定,水平芯头其长度上主要取决于芯头直径d和芯的长度。为便于下芯及合型，铸型上的芯座端部也应留有一定 的斜度、悬臂芯头必 须做得比较长而大，并使用芯撑以防止芯 下垂或被液体抬起。芯头和芯座之间应有14mm的间隙S。,铸造工艺参数的确定,7、分型负数 指为抵消铸件在分型部位的增厚，在模样上相应减去的尺寸。砂型的分型面一般不可能很平整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合，金属液就有可能从分型面处溢出，即“跑火”。为了防止跑火，就要在下型的分型面上铺设泥条、油泥条或石棉绳等，使上、下型接触面密封，这样就使上箱抬高，增加了铸件的高度或铸件顶面的厚度。制做模样时，为了使模样符合零件图上尺寸的要求，
12、在模样上相应减去这个抬高的尺寸，即为分型负数。,铸造工艺参数的确定,7、工艺补正量 由于工艺上的原因，在铸件相应部位非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。在单件、小批量手工砂型铸造时，由于偏心，错型等原因可能造成铸造缺陷，采用工艺补正量以减少废品率；对于成批大量生产的铸件，不使用工艺补正量，而采用修改模具的方法。,铸造工艺参数的确定,1、分型面/浇注位置：用蓝线（或红线）和箭头表示，加以汉字表示方向2、机械加工余量：用红线画出轮廓，剖面处用红剖面线或全涂以红色表示。数值用红字标在加工符号上。若加工余量带有斜度，可用分数表示。3、非铸出孔/槽：用红“”表示。剖面处用红剖面线或全涂红色。4、芯
13、头和型芯：用蓝线画出芯头，并注明尺寸。5、浇注系统：用红线画出，并标注尺寸。6、活块：用红笔注明“活块”及其形式和编号。,铸造工艺图的绘制,7、冷铁：用绿线或蓝线画出，并表明“冷铁”及其主要尺寸和编号8、拔模斜度：用红线或文字表示。9、铸造圆角：用文字表示。10、冒口/出气口：用红线表示并表明主要尺寸及编号。11、其它参阅铸造手册,铸造工艺图的绘制,应用综合举例,铸造工艺图,铸造工艺图,【例2】要铸造图示支承台零件40个，此件用于中等静载荷，试选择铸造合金和绘出铸造工艺图。,10,选材：HT150铸型、造型方法：砂型，手工造型浇注位置/分型面：因支承台50mm的内孔及外壁均无需加工，只有两端面有机械加工要求。为使支承台两端面组织致密、满足加工要求，所以将铸件水平放置、使两加工面在侧壁位置作为该件的浇注位置，这样还有利于型芯的固定、排气和检验。为便于起模、下芯和检验，选中间对称的最大截面为分型面。此时分型面与分模面一致。,方案1,4.加工余量：最大尺寸200查表得4mm，考虑拔模斜度，下端取3mm5.最小铸出孔：18、21不予铸出6.拔模斜度：垂直拔模斜度取1 7.铸造圆角：R358.型芯设计：9.浇注系统10.铸造工艺图,选材：HT150铸型、造型方法：砂型，手工造型浇注位置/分型面：采用三箱造型,方案2,
