铸造工艺学课件浇注位置的确定2011ppt课件

妨碍起模的凸台处加了型芯，铸 件在同一砂箱中，保证铸件精度。
床身铸件
4) 尽量使铸件型腔和主要型芯位于下箱。 好下芯、好检验。 但下箱不宜过深，力求避免使用吊芯和吊砂。
型芯、型腔
大部分位于下 箱，方案合理
上箱 太高
5) 分型面应尽量平直，少弯曲。 以简化制模和造型工艺。
起重臂铸件的分型面
注：1)浇注位置与分型面的选择原则，有时甚 至相互矛盾。
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例 确定加工余量
上 下
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例 确定拔模斜度
上 下
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例 确定型芯
上 下
3. 拖拉机轮铸造工艺设计
铸造工艺举例：
拖拉机轮零件图
拖拉机轮铸造工艺图
2.轴架设计材 料为HT200，小批量 生产，承受轻载 荷，可用湿砂型， 手工分模造型。
第3节 铸造工艺设计
1.浇注位置的选择
浇注位置：指浇注时铸件在铸型中所处的位置。
分类：水平浇注、垂直浇注和倾斜浇注。 原则：控制凝固顺序，好补缩
考虑上部缺陷；减少芯子
1) 重要加工面、工作面、基 准面应朝下或侧面（组织致密）
气体、夹杂物易漂浮在型腔的 上部，上部易形成砂眼、气孔夹渣 等缺陷。
床身的浇注位置
此铸件可供选择的主要铸造工艺方案有两种。
方案一：采用分模造型 。铸件轴线为水平位置，过中心轴线 得纵剖面为分型面 。
优点：1)两端加工面置于侧壁位置，质量较易得到保证； 2)内孔表面虽有一侧位于上面，但对铸造质量影响不大 3)浇注时熔融金属充型平稳 。
缺点：由于分模造型，易产生错型缺陷，铸件外形精度较差。
芯头设计主要确定：长度、斜度、间隙。
（1）长度l或高度h
型芯头的构造
水平芯头： 长度l，取决于芯头直径和型芯长度。
垂直芯头： 高度h，一般有上下芯头， 短而粗的型芯可省去上芯头。
（2）斜度α
垂直芯头有斜度。 一般上芯头斜度大（6-15°），便于合箱；
下芯头斜度小，（5-10°）增加稳定性。 （3）芯头间隙s
2)质量要求高时，应先满足浇注位置，后 简化造型工艺。
3)一般则以简化铸造工艺、提高经济效益 为主，不必过多地考虑浇注位置。
3.工艺参数的确定
工艺方案确定后，须选择工艺参数。 如：切削加工余量、拔模斜度、收缩率、型芯头尺等。 1)切削加工余量 （在铸件上为切削加工而加大的尺寸） 其大小取决于合金种类、铸造方法、生产批量、铸件尺寸形 状、加工面位置及加工质量等 a.合金种类 铸钢件：浇温高，表面粗，变形大，余量大；
一箱五件，直立浇注，机器造型， 热芯法制芯，压边浇口（浇口当冒口）
方案二：采用三箱造型，垂直浇注，铸件两端面均为分型面。
优点：整个铸件位于中箱，外形精度较高。
缺点：1)上端面质量不易保证； 2)没有横浇道，熔融金属对铸型冲击较大； 3)由于采用三箱造型，多用一个砂箱，型砂耗用量和造 型工时增加； 4)上端面加工余量加大，金属耗费和切削工时增加。
芯头与芯座间应留有1-4mm间隙s，方便下芯。
【相关知识---典型芯头结构】
压环的作用 合箱后它能把砂
芯压紧，避免金属液 沿间隙钻入芯头
防压环的作用 下芯、合箱时，
它可防止此处砂型被 压塌，因而可以防止 掉砂 集砂槽的作用
用来存放个别的 散落砂粒，这样就可 以加快下芯速度
（机器造型/芯用的多）
典型的芯头结构 a）水平芯头 b）垂直芯头
案例1：端盖铸造工艺设计
3）绘制铸造工艺图与铸件图
端盖的铸造工艺图
端盖的铸件图
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例：
180
4- 26 50
80
支撑座零件图
1.6 0.8
20 80
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例 确定浇铸位置和分型面
4
1 2
3
支撑座铸造工艺设计
铸造工艺举例 确定浇铸位置和分型面 上 下
上 中
中 下
2)铸件上宽大的平面应位于型腔的下部-（防夹砂、气孔）
金属液对型腔上表面烘烤严重，易导致型腔急剧膨 胀而拱起或开裂，使铸件产生夹砂。（可采用倾斜浇注，以便增大金
属液面的上升速度，缩短浇注时间，快速均匀充型）
5) 尽量减少型芯的数量，且便于型芯的固定、排气和检验。
螺栓塞头的浇注位置
7） 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置 相一致
【相关知识】-----斜度要一致，
使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度 大小、方向一致，保证铸件壁厚均匀
保证铸件壁厚均匀
a) 不合理
b) 合理
4.浇注系统设计
引导金属液体流入铸型型腔的通道。 1)浇口杯：承受金属液，防飞溅
外溢，分离熔渣，避免对型腔的直接 冲击。
2)直浇道：提供充型压力，控制 充型能力和流速。
3)横浇道：水平通道，梯形截面
起挡渣、分配流量的作用。 4)内浇道：在横浇道的下部，直
接和型腔相连的部分，截面扁梯形， 分配金属、控制充型速度。
矮小件、补 缩作用好
5.冒口
形状复杂、大 型厚壁不易冲 砂
高大的 铸件
内浇道开 在分型面 上
在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，称为冒口， 也指该空腔中充填的金属。
零件、铸件和模样三者在尺寸与形状上的区别：
比模样小一个加工余量和收缩量
零 比铸件小一加工余量 铸 比模样小一收缩量
模
件 与零件形状相似 件 是铸件的外形 样
与零件的外形相似
【相关知识---工艺补正量】
在单件、小批量生产中，由于选用的收缩率与铸件的实际 收缩率不符，或由于铸件产生了变形、操作中的不可避免的误 差（如工艺上允许的错型偏差、偏芯误差）等原因，使得加工 后的铸件某些部分的厚度小于图样要求尺寸，严重时会因强度
5）铸造圆角 为了减少应力集中，防止冲砂、裂纹。 一般为邻壁厚平均值的（1/3－1/5）， 中小铸件圆角半径为R3-5mm
铸造工艺参数可在有关铸造工艺设计手册中根据铸造合 金种类、铸件结构和尺寸等具体因素查询获取。
6）芯头 设计
芯头：型芯伸出型腔以外，不与金 属接触的部分。不影响铸件。 作用：支撑、定位、排气和落砂。 分类：垂直芯头和水平芯头两大类。
作用：1)补给铸件凝固收缩所需的金属，避免产生缩孔。 2)有时也起排气和集渣作用。
图1-32 连接盘零件
四、铸件的技术要求
铸件的技术要求是根据使用要求而提出的，是工艺图的补 充说明，是铸件检验的主要依据之一，其主要内容如下：
1.力学性能要求 2.几何形状要求 3.外观质量要求 4.内部组织及化学成分要求 5.热处理要求 6.特殊要求
铸造手工造型。查表其加工余量等级为F～H级，由于 批量不大，故选为H级。零件最大尺寸为165mm，查表
得：大端面外圆直径φ72mm及端面的机加工余量为4mm， 孔内余量应稍大，取为5mm。
最小铸孔： 端盖上有两个φ11mm孔及两个φ22mm
深2mm沉孔，直径均小于30mm，不易铸出，由机加
工完成。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ铸造工艺图上，不铸出孔用红线打叉表明。
起模斜度：端盖φ72㎜圆柱增加壁厚法，起模斜度为1mm。 φ62mm内孔，取3mm，使内孔易于脱模。
收缩率：小型普通灰铸铁件，查表得线收缩率取为1%。
案例1：端盖铸造工艺设计
2）工艺参数的设计
铸造圆角：端盖属小型铸件，未注铸造圆角均为R3～5mm 。 芯头设计：端盖铸件内孔的直径大于铸件的高度，可以使用 砂垛代替型芯，没有型芯头的设计问题。
生产批量 最小孔直径（mm） 灰铸铁件 铸钢件
大量 成批 单件、小批
12~15 15~30 30~50
—— 30~50
50
注意： 国家标准规定，加工余量用红线画 出轮廓，剖面处全涂以红色（或细纹格），机 加工余量数值用数字在图纸上直接标出。不加 工孔打红色的叉表示。
3)起模斜度 A 定义：为便于起模样或开芯盒，在铸件垂直分型面的各个侧 面上设计的斜度，也叫拔模斜度，（通常不是零件的结构） B 影响因素：主要取决于起模高度、造型方法、模样材料
这样可避免在合箱后,或于浇注后再次翻转 铸型。翻转铸型不仅劳动量大,而且易引起砂芯 移动、掉砂、甚至跑火等缺陷。
只在个别情况下，如单件、小批生产较大 的球墨铸铁曲轴时，为了造型方便和加强冒口 的补缩效果，常采用横浇竖冷方案。
分型面的表示符号：
以一粗短实线和两 个背向的箭头表示
分型面的位置
以上，中、下表 示砂箱合型装配
灰铁件：表面光，余量小； 有色件：表面光，材料贵，余量更小； b.生产条件 单小批，手工型，余量大； c.其他条件 尺寸大、形复杂、位顶部、高要求，余量大。
铸件精度高，余量小；零件精度高，则余量大
加工余量的确定：确定铸件尺寸公差等级和加工余量等级后查表即可。 铸件尺寸公差CT分1-16级，精度低减； 加工余量等级RMA分AB。。JK共10级精度低减
太弱而报废。
因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度称 为工艺补正量。
注意： 对于成批、大量生产的铸件或永久性产品， 不应使用工艺补正量，而应修改模具尺寸
【相关知识---分型负数
干砂型、表面烘干型以及尺寸很大的湿型，分型面由
于烘烤、修整等原因一般都不很平整，上下型接触面很不
严密。为了防止浇注时跑火，合箱前需要在分型面之间垫
以石棉绳、泥条或油灰条等，这样在分型面处明显地增大
了铸件的尺寸。为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时，
为抵消铸件在分型面部位的增厚（垂直于分型面的方向），
在模样上相应减去的尺寸,称为
分型负数
2）最小铸孔 孔槽是否铸出，不仅取于工艺可行性，还取于经济性。 一般大孔槽应铸出，小孔槽则不必铸（或铸不出）。 不需加工的孔或不能加工的弯孔），尽量都铸出。
位置
2.分型面的选择
分型面是铸型组元间的结合面。 基本原则：简化造型工艺----好起模、好下芯、好检查，
且不错箱 。 1)为便于起模，分型面应选在最大截面处，
a) 不正
b) 正确
b)
分型面应选在最大截面处
2）为简化工艺，应减少分型面的数量。
上
3) 铸件尽量位于同一砂型内， 下 以防错型，保证铸件的尺 寸精度，便于造型与合型 操作。
高度越大斜度越小（细）； 机器型比手工型小； 金属模比木模小； 外壁比内壁小。
非加工面起模斜度有3种形式。
必须加工时，只能增加壁厚， 且在加工余量基础上给出斜度
4)收缩率 由于合金的收缩，为保证铸件应有的尺寸，在模
型上必须比铸件放大一个该合金的收缩量。 它取决于合金种类、铸件结构、尺寸等因素
灰铸铁为0.7～1.0％， 铸钢为1.5～2.0％， 铝硅合金为0.8%~1.2% 锡青铜为1.2%~1.4%
五、铸造工艺分析举例
1.某工厂铸造车间生产端盖铸件，材质为HT150，生产100 件，采用砂型铸造。零件图如下图所示。
端盖零件图
案例1：端盖铸造工艺设计
1.浇注位置和分型面的选择
上
下
上
下
方案一不合理
方案二合理
案例1：端盖铸造工艺设计
2）工艺参数的设计
加工余量： 端盖零件材质为灰铸铁，且采用砂型