材料成形工艺的设计与控制4

（2）分型面的选择
①分型面应选择在最大截面处；
××× ××
②铸件的机加工面和基准面 应尽量放在同一砂箱中。
即铸件上的机械加工面以及机械加工和 尺寸检查时用于定位和装夹基准的表面 应尽量放在同一砂箱中，以保证铸件的 加工精度。
③应尽量减少分型面数量， 并力求采用平面作为分型面， 以减少砂箱数， 简化造型工艺。
单件小批：直径或边长< 30不铸； 大批：直径或边长< 15不铸；H/D>4的深孔均
不铸。 铸出：不需加工的孔、槽，一般要铸出。（查表）
（６） 芯头和芯座
芯头：砂芯伸出铸件外面不与金属液 接触的部分。
芯座：由芯头的模样在铸型中所形成 的空腔。
作用：定位、固定、排气及清砂。
４.２ 金属塑性成形工艺设计
4.1.2 铸造方法和造型方法选择
（1）选择依据： 1）零件结构特点；2）合金种类； 3）生产批量等
（2）选择原则： 单件、小批生产时一般采用砂型铸造 （手工造型）； 批量较大时可采用砂型铸造（机器造
或合适的特种铸造。
型）
4.1.3 浇注位置及分型面的选择
（1）浇注位置的选择
①铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面 或侧面，以避免出现气孔、砂眼、缩孔、缩 松等铸造缺陷。如锥齿轮铸件，起轮齿部位 是重要加工面和主要工作面，应朝下。
（３）计算毛坯重量
m0=（md+mc+mq）（1+δ） 式中 m0 —— 毛坯重量（kg）
md ——锻件重量（kg） mc —— 冲孔芯料重量（kg） mq —— 切除料头重量（kg）
δ—— 烧损率，燃料加热一般取2％～3％， 电加热取0.5%～1%。
（４）计算毛坯尺寸
当锻造的第一工序为镦粗时：
②铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇注
以避免 产生夹砂、 夹渣、气孔 等缺陷。
③铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面
以免产生浇不到、
冷隔等铸造缺陷。
上
下
④对于收缩大的铸件， 为利于设置冒口进行补缩， 厚实部位应置于上方。
在这种情况下， 可能会使重要加工面或主要工作面朝上。
★通过加大加工余量来保证质量。
V 则坯料直径：D0≥0.8
3 0
当锻造的第一工序为拔长时：
Y D0≥ Dmax
D0 — 毛坯直径（mm）； V0 — 坯料的体积（mm3）； Dmax— 拔长后锻件的最大直径（mm）；
Y — 锻造比。
根据算出的坯料重量可算出坯料的体积，
坯料的尺寸则取决于第一工序的性质。
若是镦粗，则坯料的Hale Waihona Puke Baidu径比不应超过2.5（以 免镦弯），但要大于1.25（使下料方便）；
第四章 材料成形工艺的设计与控制
4.1 铸造工艺设计
4.1.1 设计内容 （1）铸造工艺设计主要内容：
根据铸件结构特点、技术要求、生产批量等， 确定铸造方案和工艺参数； 绘制铸造工艺图、铸件图和铸型装配图等； 编制工艺卡片和工艺规范。
铸造工艺图：
利用各种的工艺符号，把制造模型和铸型 所需的资料直接绘在零件图上所得到的图样。
４.２.1 自由锻工艺设计 主要内容：
①绘制锻件图； ②确定变形工序； ③计算坯料的重量和尺寸； ④确定加热温度及冷却方式； ⑤选定锻造设备等。
（１）绘制锻件图
锻件图＝零件图 + 余块
+ 加工余量 + 锻造公差
绘制方法：一般用粗实线画出锻件最终轮 廓,用双点划线画出零件的主要轮廓形状 。在尺寸线上方或左面标注锻件的尺寸与 公差；在尺寸线下方或右面用圆括号标出 零件尺寸。
等级：分为10级：A、B、、J、K级，加工 余量值依次增大。(上面>侧面>底面)
影响因素：合金种类、铸件的尺寸大小、生 产批量、生产方法、加工面与基准面距离等。
（３）铸件线收缩率
(1)定义： 指铸件从线收缩开始温度冷却至室温时，
线尺寸的相对收缩量。 (2）选取： 大件、重要件不同部位可选取不同的收缩率； 一般件可选取同一收缩率。
（４） 起模斜度
定义：为了起模方便，在平行于起模方向的侧壁 加放的一定斜度。
选取：对同一件，尽可能选用同一起模斜度； 立壁愈高，斜度应越小； 内壁的斜度值应大于外壁； 机器造型比手工造型斜度小； 金属模比木模斜度小。
形式： a）增加壁厚；b）加减壁厚；c）减少壁厚。
（５）最小铸出孔与槽
不铸出： 铸件较小的孔、槽，尤其是位置精度要求高 的孔、槽不必铸出。
即表示铸型浇注位置、分型面、浇冒口系 统、工艺参数、型芯结构尺寸、控制凝固措施 等的图样。
铸件图：又称毛坯图
是反映铸件实际形状、尺寸和技术要求 的图样，也是铸造生产、铸件检验与验收 的主要依据。
铸型装配图:表示合型后铸型各组元之间
装配关系的工艺图。
包括：浇注位置、型芯、浇冒口系统和 冷铁布置及砂箱结构和尺寸等。
若是拔长，则按锻件的最大截面（最小变形） 处满足锻造比要求来选择坯料尺寸。 最后所确定的坯料直径或边长应为标准值(市 场可买到），再按体积计算坯料的长度，即：
L0＝V0/F0 ＝ 4 V0/D02 采用钢锭为坯料的大型锻件，则根据算出的 坯料重量选取标准钢锭。
例：如图所示的轴，批量为10件/月，材料为45号钢。
（２）确定变形工序 锻造变形工序应依据锻件的形状、尺寸、
技术要求、生产批量和生产条件等综合考虑 。
一般来说，盘类锻件以镦粗为主，轴杆类 锻件以拔长为主，空心件肯定要冲孔(大孔还 需要进一步扩孔)，弯杆少不了弯曲。各类自 由锻件的基本变形工序方案见表3-8。
上 下
④应尽量减少型芯、活块的数量， 以减少成本、提高工效。
★机器造型时应避免使用活块， 必要时可用型芯代替，以提高工效；
手工造型时，应采用活块代替型芯， 以减少成本。
⑤主要型芯应尽量放在下半铸型中， 以利于下型、合型和检查型腔尺寸。
4.1.４ 铸造工艺参数的选定
• 鉴于机械加工和铸造工艺的需要，对零件和 工装的尺寸应作必要的改变。
铸造工艺参数
铸件尺寸公差 机械加工余量
收缩率
起模斜度
芯头和芯座
（1）铸件尺寸公差
即铸件尺寸允许的变动量。 从CT1～CT16，分为16个等级，
CT1精度最高。 一般：用粘土砂手工造型时， 单件、小批量生产为CT13～CT15级； 大批量为CT11～CT14级。
（２）机械加工余量(RMA)：
即为进行机械加工而加放的一层金属。机械 加工余量过大：切削加工工作量大，浪费金 属材料；过小：易使零件报废。