铸造工艺设计(flash)2015A
铸造工艺设计
铸造工艺设计1. 简介铸造工艺是一种常用的工业制造方法，通过将熔化的金属或合金倒入预先制作好的模具中，使其冷却凝固而得到需要的零件或产品。
铸造工艺设计是指在进行铸造过程中，根据产品的要求和材料的特性，合理选择铸造方法、模具设计和工艺参数等方面的问题，以确保最终产品质量优良、成本合理。
2. 铸造方法选择选择合适的铸造方法是铸造工艺设计的关键步骤。
根据产品的形状、尺寸、材料和数量等因素，常用的铸造方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、重力铸造等。
以下是几种常见的铸造方法：2.1 砂型铸造砂型铸造是一种较为传统的铸造方法。
它以铸造砂为原料，通过制作模具来获得产品的形状。
砂型铸造适用于大多数金属和合金的铸造，尤其适用于中小型批量生产。
2.2 金属型铸造金属型铸造是指使用金属制作的模具进行铸造的方法。
金属型铸造具有模具寿命长、精度高和生产效率高等优点，适用于大批量生产和高精度的要求。
2.3 压力铸造压力铸造是一种通过高压力将熔融金属注入模具中的铸造方法。
压力铸造具有成型精度高、表面光洁度好和材料利用率高等优点，适用于生产要求较高的零件。
2.4 重力铸造重力铸造是指通过重力作用将熔融金属倒入模具中的铸造方法。
重力铸造适用于生产中小型的铸件，具有工艺简单、成本较低的特点。
3. 模具设计模具设计是铸造工艺设计中一个重要的环节。
合理的模具设计可以提高产品的质量和生产效率。
以下是几个常见的模具设计要点：3.1 合理的浇注系统设计浇注系统设计是模具设计中的重要环节。
合理的浇注系统设计可以保证熔融金属在模腔中均匀流动，以获得产品的形状和尺寸。
3.2 适当的冷却系统设计冷却系统设计是模具设计中的关键因素之一。
适当的冷却系统设计可以加快产品冷却速度，减少气孔和缩松等缺陷的产生，提高产品的质量。
3.3 合理的脱模设计脱模设计是指产品从模具中取出的过程。
合理的脱模设计可以避免产品损坏和模具磨损等问题，提高模具的使用寿命和生产效率。
铸造工艺设计2
铸造工艺设计2铸造工艺设计2首先，铸造工艺设计需要考虑到产品的设计要求和材料的选择。
在产品设计时，需要考虑到产品的形状、尺寸和功能等因素，并确保产品的结构合理和设计要求的实现。
在材料选择方面，需要考虑到产品的使用环境和要求，选择适合的铸造材料，如铸铁、铸钢、铝合金等。
其次，铸造工艺设计需要对铸造过程进行分析和优化。
在铸造过程中，需要考虑到模具的设计和制造、熔炼和浇注工艺、凝固和冷却过程以及后处理等因素。
模具的设计和制造需要考虑到产品的形状和尺寸，以确保模具的精度和可靠性。
熔炼和浇注工艺需要考虑到熔炼设备和工艺参数的选择，以及铸造温度和浇注速度等因素。
凝固和冷却过程需要考虑到铸件的凝固过程和冷却速度，以确保铸件的组织和性能。
后处理包括铸件的除砂、修磨和热处理等工艺，以提高铸件的表面质量和机械性能。
此外，铸造工艺设计还需要考虑到生产效率和成本控制。
在设计铸造工艺时，需要综合考虑到生产设备的选择和布置、工艺参数的优化以及生产工艺的流程和节拍等因素，以提高生产效率和降低生产成本。
同时，还需要考虑到材料和能源的消耗，以及废品和废料的处理等环保因素。
最后，铸造工艺设计还需要考虑到质量控制和检验要求。
在铸造过程中，需要制定相应的质量控制和检验计划，以确保铸件的质量和性能。
质量控制包括原材料的检验和入库、生产过程的监控和控制，以及成品的检验和出库等环节。
检验要求包括产品的外观检查、尺寸检测和性能测试等项目，以确保产品符合设计要求和标准。
综上所述，铸造工艺设计是一个复杂而综合的过程，需要综合考虑到产品的设计要求、材料的选择、铸造过程的分析和优化、生产效率和成本控制，以及质量控制和检验要求等因素。
只有在综合考虑这些因素的基础上，才能设计出合理、可行和高质量的铸造工艺。
铸造工艺课程设计
铸造工艺课程设计一、课程概述铸造作为一项传统的制造工艺，在现代制造工业中仍然占据重要地位。
通过铸造工艺，可以制造出各种形状的金属制品，如机械零部件、汽车零部件、航空零部件、建筑构件等。
本课程将主要介绍铸造工艺的基本概念、铸造工艺流程、铸造材料的选用以及铸造设备的使用等方面的知识。
通过本课程的学习，学生将能够了解铸造工艺的基本原理，掌握铸造工艺的操作技能，并具备一定的铸造工程实践能力。
二、课程内容本课程共分为以下几个部分：1. 铸造工艺基本概念本部分主要介绍铸造工艺的定义、分类、特点以及应用等方面的内容。
其中，包括以下几个方面的知识：•铸造工艺的定义和分类；•铸造工艺的特点和应用；•铸造工艺的历史和现状。
2. 铸造工艺流程本部分主要介绍铸造工艺的全过程，包括铸造准备、模具制作、熔炼、浇注、冷却和清洁等环节。
其中，包括以下内容：•铸造工艺流程的基本内容；•铸造准备工作的要求和步骤；•模具制作的原理和方法；•熔炼、浇注、冷却和清洁等环节的基本原理。
3. 铸造材料的选用本部分主要介绍铸造材料的概念、种类、性能和应用等方面的内容。
其中，包括以下几个方面的知识：•铸造材料的定义和分类；•铸造材料的性能和应用；•铸造材料的选用和配比原则。
4. 铸造设备的使用本部分主要介绍常用的铸造设备和工具，包括铸造炉、压铸机、铸型机、模具加热炉等设备以及测量、检验和修复工具等。
其中，包括以下内容：•铸造设备的分类和原理；•铸造设备的操作和维护；•铸造设备的选型和应用。
三、课程设计本课程将以实践为主的方式进行教学，通过铸造工艺的实际操作，使学生了解铸造工艺的基本原理和实践技能，并培养学生的实际能力。
1. 实验项目本课程将设置若干个铸造实验项目，包括砂型铸造、压力铸造、重力铸造等不同类型的铸造实验。
通过实验，学生将深入了解铸造工艺的操作流程、特点和应用。
2. 课程报告本课程将要求学生完成若干篇课程报告，包括铸造工艺的概念、流程、材料和设备等不同方面的内容。
铸造工艺毕业设计
铸造工艺毕业设计【篇一：铸造工艺毕业论文】毕业论文题目浅谈铸造工艺与品质检查姓名所在系别专业班级学号指导教师日期摘要：为了提高铸件的可靠性、适用性；提高产品在市场上的竞争能力，对铸件质量的要求不断提高。
铸件质量的概念也发生了相应的变化，“质量”的含义至少包含两个方面的内容：一是产品质量，即铸件满足用户要求的程度；或按其用途在使用中应取得的功效，这功效是反映铸件结构特征、材质的工作特性和物理力学特性的总和，是评价铸件质量水平和技术水平的基本指标。
二是工程质量，指的是铸制毛坯和铸制零件的生产过程对产品质量的保证程度，即铸件在具体使用条件下的可靠性。
这一指标在相当大的程度上决定于前述的功效指标，还与稳定性、耐用性和工艺性等指标有关。
标准是由国家承认的标准制订单位批准的对各种产品（铸件）规格、材料规格、试验方法、术语定义或推荐的工艺方法的规定。
我国的国家标准是由国家技术监督局批准并颁行的，有关铸件质量的各种标准一经接纳、贯彻与实施，可取得明显的效果和效益。
国际标准是由国际标准化组织批准并颁行的。
我国是国际标准化组织的主要成员国之一，按国家现行的政策,国际标准可以等效地视为国家标准。
关键词：铸件质量；提高铸件品质；稳定性；耐用性目录引言 (3)第一章铸件质量标准 (4)1.1 铸件精度标准 (4)第二章铸件缺陷分类 (6)2.1铸件缺陷 (6)2.2废品与铸件质量 (11)2.3 修补与缺陷防止 (11)第三章铸造过程中的质量控制技术................................. 错误！未定义书签。
3.1影响铸件质量的因素 (12)3.2 技术准备过程的质量控制 (13)3.2.1质量标准的制定 (13)3.2.2铸件设计 (14)3.2.3铸造工艺、工装设计及验证 (15)3.3生产工艺过程的质量控制 (15)3.3.1原材料的质量控制 (15)3.3.2设备及工装的质量控制 (16)3.3.3 工艺过程的质量控制 (16)第四章铸件质量检测技术与缺陷诊断方法 (17)4.1铸件外观质量检测 (17)4.1.1 铸件形状和尺寸检测 (17)4.2 铸件内在质量检测 (17)4.3 铸件质量无损检测技术 (18)结论 ......................................................................... 18 参考文献???????????????????????????????..19 答谢。
1铸造工艺设计
1 铸造工艺设计用文字、表格及图样说明铸造工艺的要求、方法、工艺规范，以及所用材料和规格的技术文件，称为铸造工艺规程。
它是直接指导生产的技术文件，也是技术准备、生产管理和制定进度计划的依据。
1. 1铸造工艺规程设计的内容和步骤由于铸件的生产任务、技术要求和生产条件的不同，铸造工艺规程设计的内容和需要的技术文件也不同。
对于不太重要的单件小批量生产的铸件，工艺设计比较简单。
如只确定铸件在铸型中的浇注位置、铸型分型面、浇冒口系统等方案，仅绘制铸造工艺图和填写工艺卡片，即可投入生产；而对于技术要求较高的单件生产的重要铸件和大批量生产的铸件，除上述内容和文件外，还要设计出模样、模板、芯盒、砂箱等各种工艺装备，还需要绘制铸件图、铸型装配图及模样、模板、芯盒、砂箱、下芯夹具、检验量具等工艺装备图。
在有些情况下，还要规定造型（芯）材料和金属材料的要求、铸件热处理工艺及铸件验收标准等。
铸造工艺设计的步骤一般是先绘制铸造工艺图，再根据具体要求决定是否绘制铸件图、铸型装配图、填写工艺卡片以及绘制各种工艺装备图。
绘制铸造工艺图的步骤一般是：对零件结构的铸造工艺性进行分析—→根据铸件的特点，确定铸造方法—→选择铸型种类和造型、造芯方法—→确定铸件的浇注位置和铸型分型面（包括模样的分模面）—→砂芯设计—→定出机械加工余量，表示铸出孔、槽和不铸出孔、槽—→选取铸造斜度，对不能起模的突出部分绘出活块—→选取铸造收缩率，给出工艺补正量和模样分型负数—→设计冒口和浇注系统—→绘出试块、冷铁和铸筋。
表1-1详细列出了铸造工艺设计的项目和一般程序，可供参考。
合理选择铸造方法主要考虑下列因素:1）零件的使用性能零件所承受的载荷情况及其所处的工作环境(例如：温度、压力、气态或液态介质的性质等)对铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求。
2）零件的铸造工艺性能零件所采用的材料的铸造性能(合金的流动性、收缩率以及形成气孔、缩孔、缩松、裂纹和偏析、氧化等缺陷的倾向)和零件的结构特点(例如：零件的重量、轮廓尺寸、形状复杂程度以及铸件各部分的壁厚差，不加工壁厚的最小厚度和孔径等)。
铸造工艺设计
铸造工艺设计
铸件成形工艺分析内容：
选择铸件浇注位置和分型面 确定工艺参数（起摸斜度、收缩量等） 型芯与芯头设计 浇注系统设计与计算 冒口与冷铁设计与计算
铸造工艺设计：在生产铸件之前，为了获得外形正确、
内部健全的铸件，减少制造铸型的工作量，降低铸件成 本，首先要编制出控制铸件生产工艺过程的技术文件。 包括：制定合理的铸造工艺方案，并绘制铸造工艺图。
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。
1～4 mm的间隙(S)，以便于铸型的装配。
形式：上下都有芯头；只有下芯头，无上芯头； 上下都无芯头。
垂直型芯一般都有上、下芯头; 短而粗的型芯也可省去上芯头。
2）水平型芯
水平型芯及芯头
型芯头与铸型型芯座之间应有1～4 mm的间隙(S1)， 以便于铸型的装配。 h=20～80mm。
芯头的形式
一、铸造工艺设计的依据
1、生产任务和技术要求
（1）审查零件图 （2）零件的技术要求 （3）生产类型及生产期限
2、车间生产条件
（1）设备状况 （2）车间原材料的供应情况 （3）工人的技术水平和生产条件 （4）模具及工装车间的加工能力及生产经验
3、设计、铸造工艺图：用各种符号在零件上表明铸造工艺方案。 如浇注位置、分型面、余量、斜度、收缩率、浇注系 统、冒口、冷铁等。
第二种方法是以铸件尺寸为基础，即标注铸 件尺寸，加工余量等则由铸件外廓尺寸线向内标 注尺寸。这种方法在个别大量生产工厂应用，而 大多数工厂应用前种方法。
铸造工艺设计(flash)
Flash铸造工艺可以根据客户需求定制不同 形状、大小和材料的零件，具有很强的灵 活性。
Flash铸造工艺的应用场景
航空航天
Flash铸造工艺可以制造出高精度、高性能的航空航天零件，满足了 航空航天领域对高性能材料和高精度制造的需求。
汽车制造
Flash铸造工艺可以快速制造出汽车零部件，提高了汽车制造的效率 和灵活性。
铸造工艺设计(Flash)
• 引言 • 铸造工艺设计基础 • Flash铸造工艺设计 • 铸造工艺设计实例 • 铸造工艺设计的未来发展
01
引言
主题简介
铸造工艺设计(Flash)
01
本课程主要介绍铸造工艺的基本原理、设计方法和技术，以及
在生产中的应用。
铸造工艺
02
铸造是一种通过将液态金属倒入模具中，冷却凝固后形成所需
详细描述
精密零件的铸造工艺设计要求精度高、技术难度大。在设计中，需要充分考虑同时，还需要采用先进的铸造技术，如消失模铸造、精密铸造等，以提高产品精度和质 量。
05
铸造工艺设计的未来发展
铸造工艺设计的新技术
01
02
03
3D打印技术
利用3D打印技术直接制造 出铸造模具，减少传统模 具制造的繁琐流程，提高 生产效率。
THANKS
感谢观看
虚拟现实技术
通过虚拟现实技术进行铸 造工艺模拟，实现铸造过 程的可视化，便于提前发 现和解决潜在问题。
增材制造技术
利用增材制造技术制造出 具有复杂结构的金属零件， 突破传统铸造工艺的限制。
铸造工艺设计的环保趋势
绿色铸造
采用环保材料和工艺，减 少铸造过程中对环境的污 染，实现绿色生产。
循环经济
铸造工艺设计
铸件的结构斜度与拔模斜度不同，前者由设计零件的人确 定，且斜度值较大；后者由铸造工艺人员在绘制铸造工艺 图时设计，且只对没有结构斜度的立壁给予较小的角度 （0.5～3.0°）。
铸件要有结构斜度
铸件上垂直于分型面的不加工表面，最好具有结构 斜度，这样起模省力，铸件精度高。
➢ 拔模斜度的大小取决于该垂直壁的高度、造型方法及表面 粗糙度等因素。
➢ 随垂直壁高度的增加，其拔模斜度应减小；机器造型的拔 模斜度较手工造型的小；外壁的拔模斜度也小于内壁的。
拔模斜度---为便于起模，凡垂直于分型面的立壁在制 造模型时必需留拔模斜度。
型芯头---型芯端头的延伸部位，芯头须留有一定斜 度。
顶盖铸件的设计
阀体铸件的设计
壁厚有差别时铸件的设计
铸 件 壁 厚 应 均 匀
图(a)所示各部分冷却速度不同，易形成热应力，致使铸 件簿壁与厚壁连接处产生裂纹。厚壁处易形成缩孔、缩松。
在设计铸件时，应尽可能使壁厚均匀，以防止上述缺陷 产生，如图(b)所示。
（二）铸件壁的连接
(2) 壁与壁之间应避免锐角连接，以减小热节和内应力。 (3) 厚壁与薄壁的连接应逐步过渡，以防止应力集中。 (4) 壁与壁之间应避免交叉。对中、小型铸件壁与壁的连
侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上顺 序凝固。
在液体浇注过
程中，其中的
车 床
气体和熔渣往
床
上浮；
身
由于静压力较
小，使铸件上
部组织不如下
图中机床床身导轨是主要工 作面，浇注时应朝下。
部的致密。
卷 扬 筒
主要加工面为外圆柱面，采用立式 浇注，卷筒的全部圆周表面位于侧位。
铸造工艺设计
4
设
铸造工艺 方案的确定
计
工艺参数 的确定
要
点
浇注系统 和冒口
铸造工艺 图的绘制
铸造工艺设计包括： 选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等；
将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件 图上表示出来，绘制铸造工艺图。 JMU College of Mechanical and Energy Engineering
JMU College of 图4-2a Mechanical 大平面朝上引起夹渣缺陷 and Energy
11
(3) 面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其 处于垂直或倾斜位置，防止产生浇不足冷隔。
为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，应 将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直 或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位置。
图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置 JMU College of Mechanical and Energy Engineering
12
(4)对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分 放在铸型的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直 接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。
铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的； 反之，若厚端放在下部，则难以补缩。
化工艺，节省人力物力。
JMU College of Mechanical and Energy Engineering
(2)铸件的大平面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。
铸件的大平面若朝上，容易产生夹砂缺陷。 这是由于在浇注过程中金属液对型腔上表面有强烈的 热辐射，型砂因急剧热膨胀和强度下降而拱起或开裂， 于是铸件表面形成夹砂缺陷。同时铸件的大平面朝下， 也有利于排气、减小金属液对铸型的冲刷力。
铸造工艺设计(flash)
4）尽量采用平直的分型面。
起重臂铸件
不合理
合理
√
1.3 铸造工艺设计
1.3.2 分型面的选择
确定分型面的原则：
4）尽量采用平直的分型面。
√ 摇臂铸件分型方案的比较
1.3 铸造工艺设计
1.3.2 分型面的选择
确定分型面的原则：
5）减少砂芯的数量，同时注意下芯、合型及检验的方 便。
1.3 铸造工艺设计
1.3.4 型芯
型芯分为水平型芯和垂直型芯；型芯头是型芯的重要组成部 分，起到定位和支撑型芯及引导型芯中气体排出的作用。
垂直芯头的形式
1.3 铸造工艺设计
1.3.4 型芯
型芯分为水平型芯和垂直型芯；型芯头是型芯的重要组成部 分，起到定位和支撑型芯及引导型芯中气体排出的作用。
水平芯头的形式
接盘的铸造工艺设计过程
序号 工序名称 工序简图 工序控制要点
1
制造模样
按模样图（来自铸 造工艺图）制造和 检验，注意模样的 表面质量。
2
制造芯盒
按芯盒图（来自铸 造工艺图）制造和 检验，注意芯盒的 内腔表面质量，定 位准确。
接盘的铸造工艺设计过程
序 号 工序名称 工序简图 工序控制要点
3
制备型砂
芯盒的起模方向上加上一定的斜度即起模斜度。
起模斜度的形式
1.3 铸造工艺设计
1.3.3 铸造工艺参数
4) 起模斜度
砂型铸造时模样外表面及内表面的起模斜度
1.3 铸造工艺设计
1.3.3 铸造工艺参数
5) 铸造圆角
铸件上相邻两壁之间的交角，应做出铸造圆角，以防止
在尖角处产生冲砂及裂纹等缺陷。圆角半径一般约为相邻两 壁平均厚度的1/3--1/2。
铸造工艺设计
铸造工艺设计铸造工艺设计:就是根据铸造零件的结构特点,技术要求,生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程.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:铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序: 1 零件的技术条件和结构工艺性分析;2 选择铸造及造型方法;3 确定浇注位置和分型面;4 选用工艺参数;5 设计浇冒口,冷铁和铸肋;6 砂芯设计;7 在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;8 通常在完成砂箱设计后画出;9 综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容:造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置.分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是:使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.1 保证铸件内腔尺寸精度;2 保证操作方便;3 保证铸件壁厚均匀;4 应尽量减少砂芯数目;5 填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;6 砂芯形状适应造型,制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据.1 铸件尺寸公差:是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.2 主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3 机械加工余量:铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA ，由精到粗分为ABCDEFGH和J 9个等级。
4 铸造收缩率K的定义是K= 式中L 摸样工作面的尺寸;L 铸件尺寸.5 起模斜度:为了方便起模,在模样,芯盒的出模方向留有一定斜度,以免损坏砂型或砂芯.这个斜度称为起模斜度.6 最小铸出孔及槽.7 工艺补正量: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.8 分型负数:为了保证铸件尺寸精度,在拟订工艺时,为抵消铸件在分型面部位的增厚,在模样上相应减去的尺寸,称为分型负数.9 反变形量:在模样上做出的预变形量.10 砂芯负数(砂芯减量):为了保证铸件尺寸准确,将芯盒的长.宽尺寸减去一定量,这个被减去的尺寸称为砂芯负数.11 非加工壁厚的负余量:为了保证铸件尺寸的准确性,凡形成非加工壁厚的木模或芯盒内的肋板厚度尺寸应该减小,即小于图样尺寸,所减小的厚度尺寸称为非加工壁厚的负余量.12 分芯负数:对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯,在接缝处应留出分芯间隙量,即在砂芯的分开面处,将砂芯尺寸减去间隙尺寸,被减去的尺寸称为分芯负数.判断铸件变形方向:铸件冷却缓慢的一侧必定受到拉应力而产生内凹变形;冷却较快的一侧必定受到压应力而产生外凸变形.浇注系统由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。
铸造工艺设计
铸造工艺设计铸造是一种以熔解金属为原料，利用塑性成形和/或注浆的工艺，将金属液倒入铸件型腔，冷却固化，获得有特定几何形状的零件的过程。
铸造工艺设计是指根据工艺结构和特性，以及零件的几何形状、尺寸和表面质量要求，设计出有利于生产出符合要求的铸件的工艺参数，以实现铸件制造的工艺设计。
铸造工艺设计的基本步骤1.熔解金属材料分析。
在铸造工艺设计阶段，应综合考虑金属材料的物理性能、化学分析和应用要求，以确定适用于铸件加工的型号、熔点、组成和浇注条件。
2.熔炼工艺设计。
熔炼工艺设计应考虑熔解金属的可加工性、消耗量、抗拉强度、合金组成、液态拉伸强度和抗冷凝残留等参数，确定熔炼工艺参数，如加热温度、时间、抽汽量、金属投料量等。
3.成型方式设计。
根据铸件的几何尺寸和质量要求，选择合适的铸造成型方式，这一般需要考虑铸件的类型、尺寸、型腔结构复杂性、型腔结构大小适应度、结构完整性、原料特性、铸造工艺可行性等因素。
4.型腔内部构造设计。
根据铸件的几何形状和容量要求，确定型腔外壳的形状和尺寸，并根据铸件型腔内液体特性和流动规律，对型腔内部构造进行精细设计，确定引流套等结构参数。
5.工艺参数设计。
根据型腔内部构造，以及浇口开口方式、压力条件和模具结构参数，确定铸造工艺参数，如工艺温度、凝固时间、浇口抽出时间、浇注速度、抽气时间等。
6.铸件制作。
铸造工艺设计已完成后，根据设计的工艺参数，将金属液倒入型腔，冷却固化，获得有特定几何形状的铸件。
7.铸件检验。
完成铸件的制作后，根据铸件的几何形状和尺寸、表面质量判断，确认是否符合要求。
铸造工艺设计是有规律的，也有一定的复杂性，针对不同类型的工件，采用不同的计算参数，并结合相关理论，有效地进行计算校核和控制。
另外，还要考虑铸件的断热、凝固及冷却的现象，以保证铸件的质量。
综上所述，铸造工艺设计是一个系统的理论和实践性的综合过程，其目的是为工件设计出最佳的铸造工艺，以获得满足质量标准的铸件。
铸造工艺设计方案
要求：①掌握铸造工艺方案的制定，
铸造工艺参数确定的原则；② 熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； ③了解冒口尺寸的计算方法。
重点：砂型铸造工艺图的绘制； 难点：浇注位置及分型面的选择。
砂型铸造工艺设计：
为获得好的铸件，减少工 作量，降低成本，合理制订铸 造工艺方案，绘制铸造工艺图。
√
×
2．分型面的选择原则
重要性：
①恰当与否会影响铸件质量； ②使制模、造型、造芯、合箱或清理 等工序复杂化； ③甚至还可增大切削加工的工作量。
1）便于起模，使造型工艺简化
尽量使分型面平直、数量少，避 免不必要的活块和型芯。 √
×
起重臂的分型面
√
大平面还常产生夹砂缺陷，故对平板、圆盘类铸件，大平面应朝下。
加工表面上的起模斜度应结合加工 余量直接表示出，而不加工表面上的 斜度（结构斜度）仅需用文字注明。
熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； 分型面：砂箱间的接触表面。 §4-1 铸造工艺方案的确定 □大批量生产条件下，采用机器造型，需要改用图中所示的环状型芯，使铸型简化成只有一个分型面。 一般大量生产的定型产品、特殊重要的单件生产的铸件，铸造工艺设计订得细致，内容涉及较多。 共型芯：增加型芯稳定性、提高模板和砂箱利用率。 熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； 铸钢件：表面粗糙，余量比铸铁大 ①选择铸件的浇注位置及分型面。 铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还须考虑其必要性。 3）尽量使型腔及主要型芯位于下型 单件、小批生产的一般性产品，铸造工艺设计内容可以简化。 不加工的特形孔、价格较贵的非铁金属铸孔，尽量铸出。 它是制造模样和铸型，进行生产准备和铸件检验的依据（基本工艺文件）。 三、砂芯形状、个数及分块 a）垂直芯头 b）水平芯头 三、砂芯形状、个数及分块 尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯。 方案III：从B面分型，铸件全部置于下型。 采用分型方案I时的铸造工艺图 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。
铸造工艺设计
8
浇注系统设计
浇口杯
直浇道
横浇道
内浇道
确定形状、尺寸
上述各参数根据铸件形状、尺寸，查表确定。
9
冒口设计
冒口的形状 及位置
冒口的尺寸 和数量
冒口与冷铁 的配合
根据《铸造工艺手册》或计算确定
10
举例： 自学---分型面、浇注位置、造型方法等的选择
11
8.绘制 铸件图
4
铸件结构工艺性分析
符合铸造生产 的工艺要求
技术经济 合理
5
工艺方案的确定
铸造方 法的选 择
造型及 造芯方法 的选择
浇注位 置 的选择
分型面的 选择
6
工艺参数的确定
加工余 量 的确定
起模斜 度 的确定
铸造 圆角
分型 负数
收缩 率
其它 参数
7
型芯设计
座芯 侧分型面 如何选
A
方案A
例：零件 的分型面 方案分析 ！ C
方案C
C A
方案B
B
B
1
工艺图？模型？
确定 加工 余量 确定木 模尺寸
确定 分型面
芯 头
2
上
下
确定合箱图
3
铸造工艺方案的内容
1.铸件结构 3.工艺参数 5.浇注系统 工艺性分析 确定 设计
7.绘制铸造 工艺图
2.工艺方案 4 .型芯设计 6.出气冒口 的确定 补缩冒口
铸造工艺设计(1)
铸造工艺设计一、什么是铸造工艺设计铸造车间的任务是生产合格铸件。
一般情况下，生产一个铸件，要经过很多道工序才能完成。
这些是互相关联的，又涉及到铸件材料、性质、形状及尺寸等工作过程，称为铸造生产工艺过程。
对某一个铸件，编制出铸造生产工艺过程的技术文件，就是铸造工艺设计。
这些技术文件，使用文字，表格或图形表示工艺过程，作为生产的依据和经验的总结，也是技术准备工作和生产进度计划的依据。
因此，这样的铸造工艺设计文件，也叫做工艺规程。
二、设计依据在编制工艺规程之前，必须周密调查工厂和车间的生产条件，了解生产任务和要求，这些是设计的出发点，也是设计依据。
（一）生产任务和要求方面（1）审查铸造零件图纸。
零件图必须清晰无误，有完整尺寸和各种标记。
认为有你需要进行修改时，必须与设计单位或订货单位共同研究，已修改后的图纸作为设计依据。
（2）零件的技术要求。
例如金属材料牌号、金相组织要求，机械性能要求，铸件大小、重量及允许的偏差，以及是否做水压试验，零件在机械上的工作条件等。
在以后的工艺设计中必须采取相应措施，满足技术要求。
（3）产品数量及生产期限。
产品数量的多少，是工艺设计的重要依据。
可分为三种类型：1、大量生产这一类型的特点是，使用专用设备和装备。
2、成批生产这一类型的特点是，使用较多的通用设备和装备。
3、单件生产：制造一个或数个一般产品，在单件生产情况下，使用的设备和装备可以简单些。
了解铸件生产期限，生产期限是指交付日期，对临时急需件，则要考虑工艺装备制造时间的长短是否能满足要求，这种情况下，应尽可能简化工艺过程和工艺装备。
（二）车间生产条件方面（1）车间设备情况：车间运输起重设备能力，熔化炉每小时生产量，造型和造芯机种类及机械化程度，作业面积大小，厂房高度和大门尺寸等。
（2）车间现有原材料应用情况。
（3）车间工人师傅技术水平和生产经验。
（4）模样等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验。
三、铸造工艺设计内容在不同的生产条件下，工艺设计的内容是不相同的。
第三节铸造工艺设计
§3 铸造工艺设计由零件图转化为铸造工艺图和工艺文件的过程主要内容：◆选择铸造成形方案◆确定浇注系统、工艺参数◆绘制工艺图、编制工艺卡和工艺规范一、铸造成形方案的选择1.浇注位置的选择浇注位置：金属浇注时铸件所处的空间位置。
同一个铸件，可以有多种浇注位置。
注意：浇注位置与浇口位置是两个不同的概念。
同一个浇注位置，可以有多种浇口位置。
浇注位置正确与否，将大大影响铸件的质量。
（1）重要的加工面放在下部和侧面原因：1）上表面容易产生气孔、夹渣；2）缩孔缩松往往产生在上部；浇注位置的选择原则：图例1图例2（2）铸件的大平面应朝下原因：1）防止产生气孔、夹渣；2）防止产生夹砂缺陷；图例3动画演示浇注位置的选择原则：（3）铸件的大面积薄壁部分，应放在下部或侧部图例4原因：便于充满铸型，防止浇不足和冷隔（4）应便于安放冒口，对铸件补缩图例51) 减少分型面（1）应便于起模，使造型工作简化（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱以保证铸件精度（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱图例1图例22) 减少活块3) 减少型芯4) 避免弯曲的分型面图例3图例4图例5动画演示2.分型面的选择原则二、铸造成形工艺参数的选择工艺参数⏹机械加工余量⏹起模斜度⏹铸造圆角⏹收缩率⏹型芯的形状和尺寸机械加工余量：铸件上为切削加工而加大的尺寸；铸件上标有加工符号的表面，必须留有。
大小根据合金种类、生产批量、铸件大小、加工面在铸型中的位置确定附表灰铸铁件的机械加工余量（mm）铸件最大尺寸mm 浇注时位置加工面与基准面的距离/mm<5050-120120-260260-500500-800800-1250<120顶面底、侧面3.5-4.52.5-3.54.0-4.53.0-3.5120-260顶面底、侧面4.0-5.03.0-4.04.5-5.03.5-4.05.0-5.54.0-4.5铸件上的孔、槽：大孔应铸出，如果该孔需切削加工，则要加余量；小孔不必铸出，留待机械加工更经济表3-1 砂型铸造最小铸孔（mm）铸造合金壁厚最小孔径灰铸铁3-106-10 20-2510-15 40-5012-18铸钢30-50铝合金、镁合金20铜合金25起模斜度：为便于起模，在模样上垂直于分型面的表面增加的斜度；通常为15′-3°；内壁的起模斜度比外壁大铸造圆角：为便于铸造，铸件壁间连接处增加的圆角。
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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
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、
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。
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
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。
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பைடு நூலகம்
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
模样
(b) 不正确 (c) 正确
铸造工艺设计
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：
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。
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
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。
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
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