铸造工艺设计讲课用

设计依据:

在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产 任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件, 这些是铸造工艺设计的基本依据.
设计内容: 铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于 批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括 下列内容:铸件(毛坯)图，铸造工艺图,上 下模板图,铸型装配图（合箱图），芯盒图， 工艺卡及技术说明书.

（2）分型面少，少用三箱;尽量减少型芯 的数量。


（3）少挖砂，分型面平直
3. 确定主要铸造工艺参数
(1) 加工余量 Machining Allowance（手册查找）
根据铸件精度等级、尺寸及重量允许偏差确定
加工余量是指铸件表面留出的准备切削去 的金属层厚度，根据尺寸公差等级和加工 余量等级确定。工艺图中用红色表示。
(4)砂芯边界线，如果和零件线或加工余量线、 冷铁线等重合时，则省去砂芯边界线。 (5)在剖面图上，砂芯线和加工余量线相互关系 处理上，不同工厂有不同做法:一种认为砂芯是 “透明体”，因而被芯子遮住的加工余量线部 分亦绘出，结果使加工余量红线贯穿整个砂芯 剖面 ;另一种认为 :砂芯是“非透明体”，因而， 被砂芯遮住的加工余量线不绘出。推荐后一种 方法，这种图面线条较少、清晰、便于观察。
(6)所标注的各种工艺尺寸或数据，不要盖住 产品图上的数据，应方便工人操作，符合工厂 的实际条件。例如标注拔模斜度，对于手工木 模，则应尽量标注尺寸(毫米)或比例(1/50);对 于金属模则应标注角度，而且所注角度应和工 厂常用铣刀角度相对应。
分型面 浇注位置 加工余量 冒口的形状和尺寸 浇口的形状和尺寸 砂芯个数和形状， 芯头形式、 尺寸和间隙 拔模斜度
芯头分为垂直型芯头和 水平型芯头，主要确定 芯头长度、斜度和间隙。 长度取决于型芯的直径 和长度。
型芯头长度的确定：为增加型芯的稳 定性，下芯头斜度小、高度大；为便 于合型，上芯头斜度大、高度小。可 查手册。
芯头间隙的确定：为便于下芯，芯头 与芯座之间应留有1－4mm的间隙 •5、砂型中铸件数目的确定 ——根据砂箱及零件的尺寸
•(2) 起模斜度 Pattern Draft， 为便于起模，在垂直于分型面的表面增 加的斜度。（铸件的斜度用红色表示）
•(3)铸造收缩余量 Casting Shrinkage Allowance。 为补偿铸件收缩，在模样上增大的尺寸为收缩 余量。
•(4)铸造圆角 Curving of Casting。制模时，壁的 连接和转角处要做成圆弧过渡、即铸 造圆角。 外圆角：Bull Nose 内圆角：Filleted Corner 内圆角半径：Fillet Radius 小铸件外圆角半径取2－8mm，内 圆角半径取4－16mm。

冒口、冷铁、加强筋设计

参造课本与手册
三. 绘制铸造工艺图 Foundry Molding Drawing
绘制程序






1、给定的零件图照抄； 2、在有关视图上标出不铸孔、槽、台阶及加工余量； 3、绘制拔模斜度； 4、标注浇注位置与分型面； 5、汇出砂芯形状、分块、芯头间隙、压紧环、防压 环、集砂槽及有关尺寸； 6、绘制浇冒口系统； 7、绘出冷铁、铸筋、活块，标出有关尺寸和数量； 8、标出铸造收缩率； 9、写出工艺图的技术要求和简易工艺说明。
按截面积比分类：封闭,开放式浇 注系统
:封闭式浇注系统有较好的阻渣能力,可防止金属液卷入 气体,消耗金属少,清理方便.缺点是:进入型腔的金属 液流速度高,易产生喷溅和冲砂,使金属氧化,使型内 金属液发生扰动,涡流和不平静.开放式浇注系统的优 点:进入型腔时金属液流速度小,充型平稳,冲刷力小, 金属氧化轻.缺点:阻渣效果稍差,内浇道较大,金属消 耗略多.（阻流截面积）奥赞公式： ；对于底注式： = -P/2 对于顶注式： = ， P为阻流以上的型腔高度， 为阻流以上的金属压力头。 铸钢件和铸铁件浇注的不同
2、了解零件的技术要求，包括重要的加工面、公差配合、 表面粗糙度、材质及牌号、铸件尺寸与重量公差及其它特 殊要求。 3、审查零件结构是否符合铸造工艺要求。
4、预见零件可能产生的铸造缺陷，以便在选择铸造工艺 方案时采取相应的技术措施，保证铸件质量。
二、确定铸造工艺方案
1、选择铸造（造型）方法 2、确定浇注位置和分型面 3、铸造工艺参数的选择 4、砂芯设计 5、砂型中铸件数目的确定
面，以免产生浇不到、冷隔等缺陷。
（4）铸件的厚大部分应置于上部或侧
面，便于安置浇、冒口补缩。
2. 选择分型面应使工艺简单、操 作方便。 The Choose of Mold Joint
分型面选择原则：
四少两便
少用砂芯 少用活块 便于清理 便于合箱
（1）使铸件或主要型芯位于同一铸型以 避免错箱
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空 间位置。 浇注位置的确定原则是应保证铸件质量。 也涉及铸件尺寸精度及造型工艺过程。 应考虑：
确定原则：
(1)铸件重要加工面应朝下或处于侧面
（2）铸件的大平面尽可能朝下，
因为型腔顶面浇注时烘烤严重，型 砂易开裂、形成夹砂。
（3）铸件的薄壁部分应朝下或处于侧
五、设计说明书
1、首先在封面上写出设计题目、设计者 及班级、指导教师、年月日。 2、第二页为目录 。 3、然后是设计过程，按前面所讲设计顺 序写，对工艺设计中的特殊问题（如， 浇注位置、分型面等)要重点分析论证。 4、结束语 5、参考文献，与说明书中得引用对上， 用[1]标准。

六、设计成果资料装订要求
课程设计
——铸造工艺（工装）设计 Foundry Technology
设计目的

1、巩固、加深和运用铸造工艺学及其它 专业课和基础课知识； 2、使学生较系统地掌握铸造工艺及模具 设计的基本知识、基本方法和技能；


3、锻炼查阅资料和手册的基本能力，提 高绘图能力。
本次课程设计任务
设计时间：4周（17-20） 设计任务： 1、根据所给零件图进行结构分析； 2、根据零件结构特点和给定的铸造条件确定铸 造工艺，画出工艺图； 3、根据确定的工艺画出上、下模板图； 4、写出设计说明书，题目一律为“零件名称” 铸造工艺及工装设计； 给定标准砂箱尺寸： 850×550×165/165cm； 机器批量造型。
铸铁件浇注系统设计步骤：
1、选择浇注系统类型。 2、确定内浇道在铸件上的位置，数目和金属 引入方向。 3、决定直浇道的位置和高度（已给出）。 4、计算浇注时间并核算金属上升速度。 5、计算阻流截面积S阻。 6、根据选定的浇注系统类型按经验比例或理 论计算，确定浇口比，并计算各组元截面积 及尺寸，并查表加以圆整化，尽量做到标准 化。 7、绘出浇注系统图形。
设计中：特殊的圆角半径标出，通用的标准技 术说明中
（5）铸孔与非铸孔、槽与台阶是 否铸造确定
1、根据孔槽的径/深比确定是否铸出。 2、不铸出用红色标注， 3、铸出选用砂台或芯子。

•4、芯头设计 Cores Print Design。 是型芯的重要组成部分，起定位、支 撑和排出型芯内气体的作用。
铸造工艺图表达的内容
浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类 型和分型负数，加工余量，拔模斜度，不铸孔 和沟槽，砂芯个数和形状，芯头形式、尺寸和 间隙，分盒面，芯盒的填砂 ( 射砂 ) 方向，砂芯 负数，砂型的出气孔，砂芯出气方向、起吊方 向，下芯顺序，芯撑的位置、数目和规格，工 艺补正量，反变形量，非加工壁厚的负余量， 浇口和冒口的形状和尺寸，冷铁形状和个数， 收缩筋 ( 割筋 ) 和拉筋形状、尺寸和数量，和铸 件同时铸造的试样，铸造收缩率等
浇注系统的基本分类:(按内浇道在铸件上的位置分类) 1 顶注式浇注系统(简单式,楔形式,压变式,鱼淋式,搭边式) 2 底注式浇注系统(基本形式,牛角式,底雨淋式) 3 中间注入式浇注系统. 4 阶梯式浇注系统(多直浇道的阶梯式,用塞球发控制的阶梯 式,控制各组元比例的阶梯式,带缓冲或反直浇道的阶梯式).
铸造工艺图是在零件图上用规定的工艺 符号表示铸造工艺内容的图形。图中应 表示出铸件的浇注位置、分型面、铸造 工艺参数（机械加工余量，拔模斜度， 铸造收缩率，型芯的数量、形状及固定 方法和浇注系统等。
铸造工艺图是制造模样、芯盒、造型、 造芯和检验铸件的依据。
注意事项
(1)每项工艺符号只在某一视图或剖视图上表示 清楚即可。不必在每个视图上反应所有工艺符 号，以免符号遍布图纸、互相重叠。 (2) 加工余量的尺寸，如果顶面、孔内和底、 侧面数值相同时，图面上不标注尺寸，可填写 在图纸背面的“木模工艺卡”中，也可写在技 术条件中。 (3) 相同尺寸的铸造圆角、等角度的拔模斜度， 图形上可不标注，只写在技术条件中。
四、模板设计（绘制模板装配图）


板装配图按机械制图规定绘制； 3、根据已确定的工艺方案和工艺图的形状、大小要求 及给定型板尺寸进行设计布件； 4、模板装配图上应包括：模底板、模样、浇冒口系统、 出气孔、模样的定位与固定装置、砂箱的定位装置、 模板在造型机上的紧固装置； 5、模样设计包括：材料选择、尺寸计算和结构确定； 6、模样与底板装配：模样在底板上的布置和排列方式， 装配形式、定位和紧固形式等。各种标准件查机械零 件手册。按标准绘制。特别注意：单面模板上下模样 必须对位，保证铸件不产生错箱； 7、写出模板技术要求； 8、完成模板装配图的标题栏和明细表。（模板上只标 装配尺寸，包括配合种类与形位公差）
1、完成设计后，将设计说明书装订成册。 次序：设计说明书封面、设计任务书、说明 书正文、封底、 2、将全部图纸折叠成3号图面大小。利用电 脑绘图的同学另外提供电子版一份。（刻在 光盘上） 3、最后将全部设计成果装入资料袋中，袋 上写明：铸造工艺课程设计、设计题目、班 级、学生姓名、学号、指导教师、年月日。 然后交给指导教师。