铸造工艺设计注意问题（PPT63页)

第四章铸造工艺设计要求：①掌握铸造工艺方案的制定，铸造工艺参数确定的原则；②熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用；③了解冒口尺寸的计算方法。重点：砂型铸造工艺图的绘制；难点：浇注位置及分型面的选择。砂型铸造工艺设计：为获得好的铸件，减少工作量，降低成本，合理制订铸造工艺方案，绘制铸造工艺图。§4-1铸造工艺方案的确定铸造工艺方案：①选择铸件的浇注位置及分型面。②型芯的数量、形状及其固定方法。③确定工艺参数：加工余量、起模斜度、圆角、收缩率。④浇冒口、冷铁形状、尺寸及其布置。铸造工艺图：在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形。作用：它是制造模样和铸型，进行生产准备和铸件检验的依据（基本工艺文件）。支座的铸造工艺图、模样图及合型图一、工艺符号及其表示方法（表4-1）二、浇注位置及分型面的选择浇注位置：浇注时铸件在砂型中所处的空间位置。分型面：砂箱间的接触表面。重要性：影响铸件质量、工艺难易程度。1．浇注位置的选择原则1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。上表面易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，不如下表面致密。车床床身的浇注位置起重机卷扬筒的浇注位置方案（采用立式浇注）2）铸件的大平面应朝下大平面还常产生夹砂缺陷，故对平板、圆盘类铸件，大平面应朝下。3）面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。薄壁件的浇注位置√×4）对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在分型面的上部或侧面，厚处直接安放冒口，实现自下而上的顺序凝固。√×2．分型面的选择原则重要性：①恰当与否会影响铸件质量；②使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化；③甚至还可增大切削加工的工作量。1）便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯。起重臂的分型面√×□避免用活块。支架分型方案：①I方案需活块；②改用方案II时，可省去活块，仅在A处稍加挖砂即可。√×□大批量生产条件下，采用机器造型，需要改用图中所示的环状型芯，使铸型简化成只有一个分型面。使用型芯减少分型面2）尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件精度。车床床身铸件3）尽量使型腔及主要型芯位于下型便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚。但下型型腔也不宜过深，并尽量避免使用吊芯和大的吊砂。机床支架注意：选择分型面的上述诸原则，对于某个具体的铸件来说难以全面满足，有时甚至互相矛盾。因此，必须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应从工艺措施上设法解决。工艺设计步骤：先定浇注位置，再选分型面，在定分型面时，应尽可能与浇注位置相一致。三、砂芯形状、个数及分块砂芯作用：形成铸件内腔或便于外形起模。分块：便于操作、搬运、烘干和简化芯盒。共型芯：增加型芯稳定性、提高模板和砂箱利用率。§4-2工艺参数的确定铸造工艺参数的确定：铸造工艺参数包括加工余量、起模斜度、铸造圆角、芯头、芯座、收缩余量等。一、机械加工余量和铸孔机械加工余量：在铸件上为切削加工而加大的尺寸。余量过大，切削加工费工，且浪费材料；余量过小，制品会因残留黑皮而报废，或因铸件表层过硬而加速刀具磨损。加工余量应根据铸件生产批量、合金种类、造型方法、加工要求、铸件的形状、尺寸及浇注位置等来确定。大量生产：机器造型，精度高，余量小。铸钢件：表面粗糙，余量比铸铁大非铁合金：价贵，表面光滑，余量小。（表4-2）（表4-3）——说明铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还须考虑其必要性。较大的孔、槽应铸出，可减小加工工时，减小热节；较小的孔、槽不必铸出，留待加工更经济。不加工的特形孔、价格较贵的非铁金属铸孔，尽量铸出。二、起模斜度（拔模斜度）使模型样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，应在模样或芯盒的起模方向带有一定的斜度。加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明。起模斜度的大小：根据立壁的高度、造型方法和模样材料来确定。立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比内壁小；机器造型的一般比手工造型的小；金属模斜度比木模小。具体数据可查有关手册。一般外壁为15º-3º，内壁为3º-10°。三、铸造圆角防止在夹角处产生冲砂及裂纹；圆角半径约为相交两壁平均厚度的1/3~1/2。四、铸造收缩率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。铸造收缩率K表达式为：灰铸铁：0.7%~1.0%；铸造碳钢：1.3%~2.0%；铝硅合金：0.8%~1.2%；锡青铜：1.2%~1.4%。五、芯头及芯座型芯头可分为垂直芯头和水平芯头两大类。型芯头的构造a）垂直芯头b）水平芯头§4-3浇、冒口系统一、浇注系统引导金属液流入铸型型腔的一系列通道的总称。组成：浇口杯（外浇口）、直浇道、横浇道、内浇道。1．尺寸的确定:根据铸件形状、尺寸，查表确定。2．常见浇注系统的类型3．内浇道与铸件型腔连接位置的选择二、冒口铸型中设置的一个储存金属液的空腔作用，提供体收缩时所需的金属液。对其进行补缩，防止产生缩孔、缩松等（冒口清除）。冒口的设置：铸件热节圆直径较大的部位。冒口尺寸计算：比例法。（表4-6）（图4-18）§4-4铸造工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等。一般大量生产的定型产品、特殊重要的单件生产的铸件，铸造工艺设计订得细致，内容涉及较多。单件、小批生产的一般性产品，铸造工艺设计内容可以简化。在最简单的情况下，只须绘制一张铸造工艺图即可。铸造工艺设计的内容和一般程序以C6140车床进给箱体为例分析毛坯的铸造工艺方案如下：质量约35Kg。车床进给箱体零件图该零件没有特殊质量要求的表面，仅要求尽量保证基准面D不得有明显铸造缺陷，以便进行定位。材料：灰铸铁HT150，勿需考虑补缩。在制订铸造工艺方案时，主要应着眼于工艺上的简化。1.分型面三个方案供选择：方案I：分型面在轴孔的中心线上。方案II：从基准面D分型，铸件绝大部分位于下型。方案III：从B面分型，铸件全部置于下型。大批量生产：为减少切削加工工作量，九个轴孔需要铸出。此时，为了使下芯、合箱及铸件的清理简便，只能按照方案I从轴孔中心线处分型。为了便于采用机器造型、尽量避免活块，故凸台和凹槽均应用型芯来形成。为了克服基准面朝上的缺点，必须加大D面的加工余量。单件、小批量生产：采用手工造型，使用活块造型较型芯更为方便。同时，因铸件的尺寸允许偏差较大，九个轴孔不必铸出。此外，应尽量降低上型高度，以便利用现有砂箱。显然，在单件生产条件下，宜采用方案II或方案III。2.铸造工艺图采用分型方案I时的铸造工艺图（局部）车床进给箱体铸造工艺图3.工艺参数的确定机械加工余量起模斜度铸造图角铸造收缩率结束