铸造工艺介绍
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即铸件上的机械加工面以及机械加工和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面应尽量放在同一砂箱中以保证铸件的加工精度
２.3 铸造的工艺设计
学习要求： 学习要求： 掌握铸造工 艺图的绘制。 重点和难点： 重点和难点： 确定浇注位置 及分型面
(4）形式： (4）形式： 增加壁厚； 加减壁厚； 减少壁厚。 a）增加壁厚；b）加减壁厚；c）减少壁厚。
5.最小铸出 5.最小铸出孔与槽 最小铸出孔与槽
(1)不铸出 (1)不铸出： 不铸出： 铸件较小的孔、槽，尤其是位置精度要求高 铸件较小的孔、 的孔、槽不必铸出。 的孔、槽不必铸出。 单件小批：直径或边长< 30不铸 不铸； 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； 大批：直径或边长< 15不铸；H/D>4的深孔均 不铸。 不铸。 (2)铸出 不需加工的孔、 铸出： 一般要铸出。 (2)铸出：不需加工的孔、槽，一般要铸出。 查表） （查表）
3.铸件线收缩率 3.铸件线收缩率
(1)定义： (1)定义： 定义 指铸件从线收缩开始温度冷却至室温时， 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。 线尺寸的相对收缩量。 (2）选取： (2）选取： 大件、重要件不同部位可选取不同的收缩率； 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。 一般件可选取同一收缩率。
2.3.3 浇注位置及分型面的选择
1.浇注位置的选择 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、 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， 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。 是重要加工面和主要工作面，应朝下。
2. 铸件图：又称毛坯图 铸件图： 是反映铸件实际形状、 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、 的图样，也是铸造生产、铸件检验与验收的 主要依据。 主要依据。 3.铸型装配图 3.铸型装配图:表示合型后铸型各组元之间 铸型装配图: 装配关系的工艺图。 装配关系的工艺图。 包括：浇注位置、型芯、 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。 冷铁布置及砂箱结构和尺寸等。
2.3.2 铸造方法和造型方法选择
1.选择依据： 1.选择依据： 选择依据 零件结构特点； 合金种类； 1）零件结构特点；2）合金种类； 3）生产批量等 2.选择原则 选择原则： 2.选择原则： 单件、 单件、小批生产时一般采用砂型铸造 手工造型）； （手工造型）； 批量较大时可采用砂型铸造（机器造型） 批量较大时可采用砂型铸造（机器造型） 或合适的特种铸造。 或合适的特种铸造。
6. 芯头和芯座
（1）芯头：砂芯伸出铸件外面不与金属液 芯头： 接触的部分。 接触的部分。 芯座： （2）芯座：由芯头的模样在铸型中所形成 的空腔。 的空腔。 作用：定位、固定、排气及清砂。 （3）作用：定位、固定、排气及清砂。
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★浇冒口系统
标准的浇注系统（外浇口、直浇道、横浇道、 标准的浇注系统（外浇口、直浇道、横浇道、 内浇口及冒口）应放在分型面处，并朝向上箱。 内浇口及冒口）应放在分型面处，并朝向上箱。
2.机械加工余量(RMA)： 2.机械加工余量(RMA)： 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 为进行机械加工而加放的一层金属。 加工余量过大：切削加工工作量大， 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。 属材料；过小：易使零件报废。 等级：分为10 等级：分为10级：A、B、、J、K级，加工 10级 、、J 余量值依次增大。 上面>侧面>底面) 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、 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。 产批量、生产方法、加工面与基准面距离等。
２.3.４ 铸造工艺参数的选定 .3.４
鉴于机械加工和铸造工艺的需要，对零件 鉴于机械加工和铸造工艺的需要， 和工装的尺寸应作必要的改变。 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 1.铸件尺寸公差
即铸件尺寸允许的变动量。 铸件尺寸允许的变动量。 从CT1~CT16，分为16个等级， CT1~CT16 分为16个等级， 16， 16个等级 CT1精度最高。 CT1精度最高。 一般：用粘土砂手工造型时， 一般：用粘土砂手工造型时， 单件、小批量生产为CT13~CT15 CT13~CT15级 单件、小批量生产为CT13~CT15级； 大批量为CT11~CT14 CT11~CT14级 大批量为CT11~CT14级。
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、 产生夹砂、 夹渣、 夹渣、气孔 等缺陷。 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、 以免产生浇不到、 冷隔等铸造缺陷。 冷隔等铸造缺陷。
上 下
④对于收缩大的铸件， 对于收缩大的铸件， 为利于设置冒口进行补缩， 为利于设置冒口进行补缩， 厚实部位应置于上方。 厚实部位应置于上方。 在这种情况下， 在这种情况下， 可能会使重要加工面或主要工作面朝上。 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。 通过加大加工余量来保证质量。
③应尽量减少分型面数量， 应尽量减少分型面数量， 并力求采用平面作为分型面， 并力求采用平面作为分型面， 以减少砂箱数， 以减少砂箱数， 简化造型工艺。 简化造型工艺。
上 下
④应尽量减少型芯、活块的数量， 应尽量减少型芯、活块的数量， 以减少成本、提高工效。 以减少成本、提高工效。 ★机器造型时应避免使用活块， 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； 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， 手工造型时，应采用活块代替型芯， 以减少成本。 以减少成本。 主要型芯应尽量放在下半铸型中， 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。 以利于下型、合型和检查型腔尺寸。
例1：分别指出图示铸件在单件小批和大批生产时应选择 何种造型方法？请画出各自的铸造工艺图。 何种造型方法？请画出各自的铸造工艺图。
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冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
2.3.1 设计内容 一.铸造工艺设计主要内容： 铸造工艺设计主要内容：
根据铸件结构特点、技术要求、 根据铸件结构特点、技术要求、 生产批量等， 生产批量等， 1.确定铸造方案和工艺参数 确定铸造方案和工艺参数； 1.确定铸造方案和工艺参数； 2.绘制铸造工艺图 绘制铸造工艺图、 2.绘制铸造工艺图、铸件图 和铸型装配图等； 和铸型装配图等； 3.编制工艺卡片和工艺规范 编制工艺卡片和工艺规范。 3.编制工艺卡片和工艺规范。
2.分型面的选择 2.分型面的选择
①分型面应选择在最大截面处； 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。 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， 面应尽量放在同一砂箱中，以保证铸 件的加工精度。 件的加工精度。
4.确定工艺参数： 确定工艺参数： 铸件尺寸公差： CT15 15。 （1）铸件尺寸公差：取CT15。 要求的机械加工余量： （2）要求的机械加工余量：取H级。 铸件线收缩率： （3）铸件线收缩率：取0.8％。 起模斜度： （4）起模斜度：取1°。 不铸出的孔： 18孔均不铸出 （5）不铸出的孔：6个φ18孔均不铸出 芯头形式：采用水平芯头。 （6）芯头形式：采用水平芯头。 设计浇注系统：采用同时凝固原则， 5.设计浇注系统：采用同时凝固原则， 在铸件分型面处的两凸缘位置设内浇道 。 如图b)所示。 b)所示 6.绘制铸造工艺图 如图b)所示。
二.绘制的图样
1.铸造工艺图： 1.铸造工艺图： 铸造工艺图 利用各种的工艺符号，把制造模型和 利用各种的工艺符号， 铸型所需的资料直接绘在零件图上所得到 的图样。 的图样。 即表示铸型浇注位置、分型面、 即表示铸型浇注位置、分型面、浇 冒口系统、工艺参数、型芯结构的图样。 制凝固措施等的图样。
4. 起模斜度
(1）定义：为了起模方便， (1）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。 加放的一定斜度。 (2）选取：对同一件，尽可能选用同一起模斜度； (2）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； 立壁愈高，斜度应越小； 内壁的斜度值应大于外壁； 内壁的斜度值应大于外壁； 机器造型比手工造型斜度小； 机器造型比手工造型斜度小； 金属模比木模斜度小。 金属模比木模斜度小。
2.3.5铸造工艺设计示例 2.3.5铸造工艺设计示例
例 ： 支架零件如下图所示， 材料为HT 200， 支架零件如下图所示 ， 材料为 HT200 ， HT 200 单件、小批量生产工作时承受中等静载荷， 单件、小批量生产工作时承受中等静载荷， 试进行铸造工艺设计。 试进行铸造工艺设计。 1.零件结构分析：筒壁过厚，转角处未采用 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚， 圆角。修改后的结构如图b 所示。 圆角。修改后的结构如图b）所示。 2.选择铸造方法及造型方法 采用砂型铸造 手工造型）中的两箱造型。 （手工造型）中的两箱造型。 3.选择浇注位置和分型面 采用方案Ⅰ较为合理。 采用方案Ⅰ较为合理。
２.3 铸造的工艺设计
学习要求： 学习要求： 掌握铸造工 艺图的绘制。 重点和难点： 重点和难点： 确定浇注位置 及分型面
(4）形式： (4）形式： 增加壁厚； 加减壁厚； 减少壁厚。 a）增加壁厚；b）加减壁厚；c）减少壁厚。
5.最小铸出 5.最小铸出孔与槽 最小铸出孔与槽
(1)不铸出 (1)不铸出： 不铸出： 铸件较小的孔、槽，尤其是位置精度要求高 铸件较小的孔、 的孔、槽不必铸出。 的孔、槽不必铸出。 单件小批：直径或边长< 30不铸 不铸； 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； 大批：直径或边长< 15不铸；H/D>4的深孔均 不铸。 不铸。 (2)铸出 不需加工的孔、 铸出： 一般要铸出。 (2)铸出：不需加工的孔、槽，一般要铸出。 查表） （查表）
3.铸件线收缩率 3.铸件线收缩率
(1)定义： (1)定义： 定义 指铸件从线收缩开始温度冷却至室温时， 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。 线尺寸的相对收缩量。 (2）选取： (2）选取： 大件、重要件不同部位可选取不同的收缩率； 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。 一般件可选取同一收缩率。
2.3.3 浇注位置及分型面的选择
1.浇注位置的选择 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、 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， 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。 是重要加工面和主要工作面，应朝下。
2. 铸件图：又称毛坯图 铸件图： 是反映铸件实际形状、 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、 的图样，也是铸造生产、铸件检验与验收的 主要依据。 主要依据。 3.铸型装配图 3.铸型装配图:表示合型后铸型各组元之间 铸型装配图: 装配关系的工艺图。 装配关系的工艺图。 包括：浇注位置、型芯、 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。 冷铁布置及砂箱结构和尺寸等。
2.3.2 铸造方法和造型方法选择
1.选择依据： 1.选择依据： 选择依据 零件结构特点； 合金种类； 1）零件结构特点；2）合金种类； 3）生产批量等 2.选择原则 选择原则： 2.选择原则： 单件、 单件、小批生产时一般采用砂型铸造 手工造型）； （手工造型）； 批量较大时可采用砂型铸造（机器造型） 批量较大时可采用砂型铸造（机器造型） 或合适的特种铸造。 或合适的特种铸造。
6. 芯头和芯座
（1）芯头：砂芯伸出铸件外面不与金属液 芯头： 接触的部分。 接触的部分。 芯座： （2）芯座：由芯头的模样在铸型中所形成 的空腔。 的空腔。 作用：定位、固定、排气及清砂。 （3）作用：定位、固定、排气及清砂。
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★浇冒口系统
标准的浇注系统（外浇口、直浇道、横浇道、 标准的浇注系统（外浇口、直浇道、横浇道、 内浇口及冒口）应放在分型面处，并朝向上箱。 内浇口及冒口）应放在分型面处，并朝向上箱。
2.机械加工余量(RMA)： 2.机械加工余量(RMA)： 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 为进行机械加工而加放的一层金属。 加工余量过大：切削加工工作量大， 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。 属材料；过小：易使零件报废。 等级：分为10 等级：分为10级：A、B、、J、K级，加工 10级 、、J 余量值依次增大。 上面>侧面>底面) 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、 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。 产批量、生产方法、加工面与基准面距离等。
２.3.４ 铸造工艺参数的选定 .3.４
鉴于机械加工和铸造工艺的需要，对零件 鉴于机械加工和铸造工艺的需要， 和工装的尺寸应作必要的改变。 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 1.铸件尺寸公差
即铸件尺寸允许的变动量。 铸件尺寸允许的变动量。 从CT1~CT16，分为16个等级， CT1~CT16 分为16个等级， 16， 16个等级 CT1精度最高。 CT1精度最高。 一般：用粘土砂手工造型时， 一般：用粘土砂手工造型时， 单件、小批量生产为CT13~CT15 CT13~CT15级 单件、小批量生产为CT13~CT15级； 大批量为CT11~CT14 CT11~CT14级 大批量为CT11~CT14级。
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、 产生夹砂、 夹渣、 夹渣、气孔 等缺陷。 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、 以免产生浇不到、 冷隔等铸造缺陷。 冷隔等铸造缺陷。
上 下
④对于收缩大的铸件， 对于收缩大的铸件， 为利于设置冒口进行补缩， 为利于设置冒口进行补缩， 厚实部位应置于上方。 厚实部位应置于上方。 在这种情况下， 在这种情况下， 可能会使重要加工面或主要工作面朝上。 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。 通过加大加工余量来保证质量。
③应尽量减少分型面数量， 应尽量减少分型面数量， 并力求采用平面作为分型面， 并力求采用平面作为分型面， 以减少砂箱数， 以减少砂箱数， 简化造型工艺。 简化造型工艺。
上 下
④应尽量减少型芯、活块的数量， 应尽量减少型芯、活块的数量， 以减少成本、提高工效。 以减少成本、提高工效。 ★机器造型时应避免使用活块， 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； 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， 手工造型时，应采用活块代替型芯， 以减少成本。 以减少成本。 主要型芯应尽量放在下半铸型中， 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。 以利于下型、合型和检查型腔尺寸。
例1：分别指出图示铸件在单件小批和大批生产时应选择 何种造型方法？请画出各自的铸造工艺图。 何种造型方法？请画出各自的铸造工艺图。
安徽工程科技学院机械系
冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
2.3.1 设计内容 一.铸造工艺设计主要内容： 铸造工艺设计主要内容：
根据铸件结构特点、技术要求、 根据铸件结构特点、技术要求、 生产批量等， 生产批量等， 1.确定铸造方案和工艺参数 确定铸造方案和工艺参数； 1.确定铸造方案和工艺参数； 2.绘制铸造工艺图 绘制铸造工艺图、 2.绘制铸造工艺图、铸件图 和铸型装配图等； 和铸型装配图等； 3.编制工艺卡片和工艺规范 编制工艺卡片和工艺规范。 3.编制工艺卡片和工艺规范。
2.分型面的选择 2.分型面的选择
①分型面应选择在最大截面处； 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。 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， 面应尽量放在同一砂箱中，以保证铸 件的加工精度。 件的加工精度。
4.确定工艺参数： 确定工艺参数： 铸件尺寸公差： CT15 15。 （1）铸件尺寸公差：取CT15。 要求的机械加工余量： （2）要求的机械加工余量：取H级。 铸件线收缩率： （3）铸件线收缩率：取0.8％。 起模斜度： （4）起模斜度：取1°。 不铸出的孔： 18孔均不铸出 （5）不铸出的孔：6个φ18孔均不铸出 芯头形式：采用水平芯头。 （6）芯头形式：采用水平芯头。 设计浇注系统：采用同时凝固原则， 5.设计浇注系统：采用同时凝固原则， 在铸件分型面处的两凸缘位置设内浇道 。 如图b)所示。 b)所示 6.绘制铸造工艺图 如图b)所示。
二.绘制的图样
1.铸造工艺图： 1.铸造工艺图： 铸造工艺图 利用各种的工艺符号，把制造模型和 利用各种的工艺符号， 铸型所需的资料直接绘在零件图上所得到 的图样。 的图样。 即表示铸型浇注位置、分型面、 即表示铸型浇注位置、分型面、浇 冒口系统、工艺参数、型芯结构的图样。 制凝固措施等的图样。
4. 起模斜度
(1）定义：为了起模方便， (1）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。 加放的一定斜度。 (2）选取：对同一件，尽可能选用同一起模斜度； (2）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； 立壁愈高，斜度应越小； 内壁的斜度值应大于外壁； 内壁的斜度值应大于外壁； 机器造型比手工造型斜度小； 机器造型比手工造型斜度小； 金属模比木模斜度小。 金属模比木模斜度小。
2.3.5铸造工艺设计示例 2.3.5铸造工艺设计示例
例 ： 支架零件如下图所示， 材料为HT 200， 支架零件如下图所示 ， 材料为 HT200 ， HT 200 单件、小批量生产工作时承受中等静载荷， 单件、小批量生产工作时承受中等静载荷， 试进行铸造工艺设计。 试进行铸造工艺设计。 1.零件结构分析：筒壁过厚，转角处未采用 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚， 圆角。修改后的结构如图b 所示。 圆角。修改后的结构如图b）所示。 2.选择铸造方法及造型方法 采用砂型铸造 手工造型）中的两箱造型。 （手工造型）中的两箱造型。 3.选择浇注位置和分型面 采用方案Ⅰ较为合理。 采用方案Ⅰ较为合理。