铸造工艺设计(flash)2015A

绪论
常用毛坯的类型及其选择
在零件的制造过程中，常见的毛坯有如下几种： 1.型材 指具有各种截面形状和规格的成型轧材。如钢材中的各种圆钢、方钢、槽钢、 角钢、工字钢、钢轨、六角钢、钢管、板材等。此外，一些板材、线材，还有用 挤压法生产的各种截面的轻合金型材等都属于型材。它可以现货购进，在锻件、 焊接件和机械加工件中作为原材料（毛坯）使用。
2. 分型面的选择
确定分型面的原则： 2）尽量使铸件位于同一铸型内 分型面对铸件的精度会有影响，除了合型会引起偏差外，还会 因合型不严而产生飞翅，造成垂直于铸件分型方向上尺寸增加。
B
Ⅰ 上 下
A
b a
箱体铸件分型面的正确选择
Ⅱ 上 下
铸造工艺设计
2 分型面的选择
确定分型面的原则： 2）尽量使铸件位于同一铸型内 分型面对铸件的精度会有影响，除了合型会引起偏差外，还会因合 型不严而产生飞翅，造成垂直于铸件分型方向上尺寸增加。
硅溶胶
4~6
4~6
4~6
-
4~6
-
4~6
4~6
3. 铸造工艺参数的确定
铸造工艺参数：铸造工艺设计时所需要的特定的工艺数据。 1.尺寸公差和机械加工余量
1) 铸件尺寸公差：指铸件基本尺寸的正负偏差 。
铸件尺寸公差
铸件基 本尺寸 ≤10 10~16 16~25 25~40 40~63 63~100 100~160 公差等级CT 1 0.09 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 2 0.13 0.14 0.15 0.17 0.18 0.20 0.22 3 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 4 0.26 0.28 0.30 0.32 0.36 0.40 0.44 5 0.36 0.38 0.42 0.46 0.50 0.56 0.62 6 0.52 0.54 0.58 0.64 0.70 0.78 0.88 7 0.74 0.78 0.82 0.90 1.0 1.1 1.2 8 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.6 1.8 9 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 2.2 2.5 10 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.2 3.6 11 2.8 3.0 3.2 3.6 4.0 4.4 5.0 12 4.2 4.4 4.6 5.0 5.6 6 7 13 6 7 8 9 10 14 8 9 10 11 12 15 10 11 12 14 16 16 12 14 16 18 20
1）便于取模
分型面的确定应能方便、顺利地取出模样或铸件，分型面一 般选在铸件的最大截面处。尽量把铸件放在一个砂箱内，而且尽 可能放在下箱，以方便下芯和检验，减少错箱和提高铸件精度。
阻碍起模
φ 114
上
51
砂子阻碍起模
下
上上 下下
上 上 下 下
模样
(a) 铸件图
Hale Waihona Puke Baidu模样
(b) 不正确 (c) 正确
铸造工艺设计
绪论
为了保证零件的质量、提高生产效率和降低生产 成本，在生产零件之前，首先要编制出零件生产工艺 过程的有关技术文件，即进行工艺设计。零件工艺规 程是进行技术准备、生产管理、零件检验和经济核算 的依据。 工艺设计就是根据零件图纸、零件的材料牌号和 技术要求，结合生产实际来设计该零件的加工工艺方 案、并分析零件结构设计合理性的过程，形成供今后 制造零件的有关技术文件。
铸造工艺设计
铸造的概念
将液态金属材料熔 化成液态后，浇注入与
拟成形的零件形状及尺
寸相适应的模型空腔 （称铸型）中，待其冷
却凝固后获得具有一定
形状和尺寸的毛坯或零 件的方法。
铸造工艺设计
砂型铸造
整模造型
铸造工艺设计
特种铸造方法
特种铸造主要有金属型铸造、压力铸造、
离心铸造、熔模铸造、低压铸造、连续铸造、
要用于单件小批生产。
造型材料: 型砂和芯砂
由原砂、粘结剂、水和附加物
铸造工艺设计
砂型铸造
造型方法:
压实式造型
震压实式造型 机器造型 微震压实式造型 气流紧实式造型 射压式造型 抛砂式造型 手工造型
铸造工艺设计
砂型铸造
手工造型：
填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率 低，主要用于单件小批量生产。
机械加工余量等级 铸造方法 钢 砂铸手工造型 砂铸机器造型和壳型 金属型 压铸 精铸 G~K F~H E 灰铁 F~H E~G D~F E 球铁 F~H E~G D~F E 可锻 铸铁 F~H E~G D~F 铸件材料 铜合金 F~H E~G D~F B~D E 锌合金 F~H E~G D~F B~D 轻合金 F~H E~G D~F B~D E 镍、钴 基合金 G~K F~H E
哈尔滨工程大学
Fundamentals of Materials Forming Process
工程训练中心
工程实践—工艺设计
绪论

机器制造的基本生产工艺过程
切削加工 铸造成形 塑性成形 焊接成形 表面加工 铸造成形 塑性成形 焊接成形
表面形变；淬火强化 表面涂（镀）层； 气相沉积镀膜
原材料 铸锭、型材
毛坯
切削加工
零件
装配
机器
热处理
热处理
切削加工
退火，正火 淬火，回火
绪论

机器制造的基本生产工艺过程
切削加工 铸造成形 塑性成形 焊接成形 表面加工 铸造成形 塑性成形 焊接成形
原材料
铸锭、型材
毛坯
切削加工
零件
装配
机器
热处理
热处理
切削加工
绪论
绪论
在零件的制造过程中，常见的毛坯有如下几种： 1.型材
铸造工艺设计
铸造生产的首要步骤合理的制订铸造工艺方案 制定工艺规程的目的：
制造合格的铸件
降低铸件的成本
减少生产的工作量
铸造工艺设计
铸造工艺设计依据：

零件结构特点
技术要求
生产批量
设备技术条件
铸造工艺设计
制定工艺规程的内容：
铸造工艺设计一般内容：铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装 配图（合箱图），工艺卡。广义地，铸造工艺装备设计也属于铸造工 艺设计的内容，例如模样图、模板图、砂箱图、芯盒图、压铁图、专 用量具图及组合下芯夹具图等。 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 艺设计制订得细致，内容涉及较多。单件、小批生产的一般性产品， 铸造工艺设计的内容可以简化。在最简单的情况下，只拟绘一张铸造 工艺图。
3. 铸造工艺参数的确定
铸造工艺参数 1.尺寸公差和机械加工余量 2) 机械加工余量：为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时预先增 加的而在机械加工时要切除的金属层厚度，称之为机械加工余量。加工余量过大，不 仅浪费金属，而且也切去了晶粒较细致、性能较好的铸件表层；余量过小，则达不到 加工要求，甚至有黑皮残留，影响产品质量。其等级由精到粗分为A、B、C、D、E、 F、G、H、J和K共10个等级。确定机械加工余量前需要确定机械加工余量等级。 毛坯铸件的机械加工余量等级
铸造工艺参数：铸造工艺设计时所需要的特定的工艺数据。 1.尺寸公差和机械加工余量
1) 铸件尺寸公差：指铸件基本尺寸的正负偏差。铸件尺寸公差等级分为16 级，表示为CT1~CT16，1级精度最高，16级精度最低。
实际批量生产中铸件的尺寸公差等级
公差等级CT 铸造方法 钢 砂型手工造型 砂型机器造型和壳型 金属型铸造 压铸 精铸 水玻璃 11~14 8~12 7~9 灰铁 11~14 8~12 8~10 7~9 球铁 11~14 8~12 8~10 7~9 可锻 铸铁 11~14 8~12 8~10 铸件材料 铜合金 10~13 8~10 8~10 6~8 5~8 锌合金 10~13 8~10 7~9 4~6 轻合金 9~12 7~9 7~9 4~7 5~8 镍、钴 基合金 11~14 8~12 7~9
铸造工艺设计
制定工艺规程的内容：
对零件进行工艺分析,绘制铸造工艺图 产品零件的技术条件和结构工艺性分析 选用铸型种类及造型方法 确定浇注位置和分型面
确定加工余量及有关工艺参数
确定型芯数目和设置方式 确定浇注系统的位置
铸造工艺设计
1. 选择浇注位置
浇注位置--浇注时铸件在铸型中所处的空间位置
箱体的浇注位置
铸造工艺设计
2. 分型面的选择
分型面是指铸型之间的结合面。如果选择不当，不仅影响铸件质量，
而且还将使制模、造型、造芯、合型或清理，甚至机械加工等工序复
杂化。 分模面：将模样分开的切面，有时与分型面重叠。
铸造工艺设计
2. 分型面的选择
铸造工艺设计
2. 分型面的选择
确定分型面的原则：
大平面铸件的浇注位置
铸造工艺设计
1. 选择浇注位置
选择浇注位置的主要原则： 3）大而薄的平面朝下，或侧立、倾斜
不合理
合理
曲轴箱的浇注位置
铸造工艺设计
1. 选择浇注位置
选择浇注位置的主要原则： 4）厚大部分放在上面或侧面
铸钢双排链轮的浇注位置
铸造工艺设计
1. 选择浇注位置
选择浇注位置的主要原则： 5）应充分考虑型芯的定位、稳固和检验方便
6.3
6.3
上 下
12.5
上
12.5 6.3
6.3
下
6.3
0.8 8
(a)
0.
6.3
0.8 0.8
(b)
铸造工艺设计
2 分型面的选择
确定分型面的原则： 3） 尽量减少分型面和活块的数量
对于机器造型尤其是生产线造型，一般只允许有一个分型面，凡阻碍起模的 部位宁可采用型芯以减少分型面，而不是采用活块或多箱造型。
选择浇注位置的主要原则： 1）质量要求高的重要加工面、受力面应该朝下。
车床床身的浇注位置
铸造工艺设计
1. 选择浇注位置
选择浇注位置的主要原则： 1）质量要求高的重要加工面、受力面应该朝下。
平台类铸件的浇注位置
1.3 铸造工艺设计
1.3.1 浇注位置的选择
浇注位置的选择原则 2）铸件的宽大平面应朝下
陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造、实型铸 造等。
铸造工艺设计
铸造的应用
铸造工艺设计
铸造的应用
铸造工艺设计
铸造的应用
铸造工艺设计
铸造的特点
能够制造形状复杂的铸件，尤其
铸
是能制造具有复杂内腔的毛坯。
造
优 点
工艺适应性强，铸件质量、大小、 形状及所用合金种类几乎不受限制。
成本低，原材料来源广泛， 价 格低廉,一般不需要昂贵的设备。
3.锻压毛坯
不宜用型材作坯料的场合。零件的力学性能要求较高时，利用锻压可 以消除某些铸态组织的缺陷，从而提高机械性能的优点。原始原材料（毛 坯）采用型材或者是铸锭进行下料。
4.焊接毛坯 适用于具有一定的尺寸和体积，又不能用铸造或锻压方法制造的构件。如各种容 器、桁架结构、较大的箱体、罩壳等。
此外，毛坯形式还有冲压件、挤压件、粉末冶金件等多种形式。在具体选用毛坯 件时，可能由于工艺上的限制，或者是使用上的特殊要求，往往将几种毛坯下料方式 综合应用，例如铸锻结合、锻焊结合等进行下料。
铸造工艺参数：铸造工艺设计时所需要的特定的工艺数据，包括：铸 件尺寸公差和质量公差、机械加工余量、铸造收缩率、起模斜度、最 小铸出孔和槽、铸造圆角。。 1.尺寸公差和机械加工余量
毛坯铸件基本尺寸
加工后尺寸
RMA
RMA
CT/2
最小极限尺寸 最大极限尺寸
CT/2
铸件尺寸公差与极限尺寸
3. 铸造工艺参数的确定
铸造工艺设计
铸造的特点
用同样金属材料制造的铸件，其
铸
造 缺 点
力学性能不如锻件。
铸造工序繁多，且难以精确控制， 故铸件质量有时会不够稳定。
劳动条件较差。
铸造工艺设计
砂型铸造
特点：
手工造型操作灵活、工艺装备(模样、芯盒、砂箱等)简
单、生产准备时间短、适应性强，造 型质量一般可满足工 艺要求，但生产率低、劳动强度大、铸件质量较差，所以主
指具有各种截面形状和规格的成型轧材。如钢材中的各种圆钢、方钢、 槽钢、角钢、工字钢、钢轨、六角钢、钢管、板材等。此外，一些板材、 线材，还有用挤压法生产的各种截面的轻合金型材等都属于型材。它可以 现货购进，在锻件、焊接件和机械加工件中作为原材料（毛坯）使用。
2.铸造毛坯
不宜用型材作坯料的场合。零件的形状复杂或者很复杂、而力学性能 要求不太高，可以通过铸造成型的，就不用型材，从而节约材料与工时的 耗费。
(a) 两个分型面
(b) 用型芯减少分型面
铸造工艺设计
2 分型面的选择
确定分型面的原则： 4）分型面的选择应考虑尽可能减少型芯的数目
（a）
（b）
接头铸件分型面方案的比较
铸造工艺设计
2 分型面的选择
确定分型面的原则： 5）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸
（a）不合理
（b）合理
铸造工艺设计
3. 铸造工艺参数的确定
手工造型的主要方法:
分模造型，整模造型，刮板造型，三箱造型，挖砂造型， 假箱造型，活块造型。
铸造工艺设计
铸件在生产之前，首先应编制出控制该铸件 生产工艺过程的科学技术文件，即铸造工艺规 程设计，简称铸造工艺设计。铸造工艺规程是 生产的指导性文件，也是生产准备、管理和验 收的依据。因此，铸造工艺设计的好坏，对铸 件质量、生产率及成本起着很大的作用。