铸造工艺学培训讲义

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解: 对Ø100外圆 (100+2×1.4+1/2×5+0.394)×(1+1%) =106.75 mm =106.8mm
对Ø50对内园孔 (50-2×1.4-1/2×4)×(1+1%)+0.5 =46.15 mm=46.2mm
❖ 模板
一般模板由模底板、模样、浇注系统模、加热元件、定位 元件等组成。
❖ 模样
一、模样和模板
1.模样
(1)材质的选择 1)木模 特点:具有轻便,容易加工,来源广,价格低廉的优点。
强度低,易吸潮而变形,精度低,寿命短。 适用范围:单件、小批生产的各种铸件,木模可做成各种结 构形式,如整体模、分开模、刮(车)板、骨架模,以适应不同 大小、形状和批量的铸件。 材料:制模前木材应经干燥处理。
模间底接板以定和简位模化法板模框板多之结了间构一的,次定使定位模精轻位度巧误要,差严。,
定位销孔中便心了距更偏换差和小储于存±。0.03mm。
(2)定位销与销套
(2)定位销与销套
1)定位销及销套的名义直径 依砂箱名义尺寸大小,分别选用: ø20、ø25、ø30、 ø35 、ø40mm等。
2)定位销与销套的配合精度 大批大量生产采用K8/d8; 成批生产采用H 9/d9 单件小批生产采用H10/dl0。

Lf——零件的尺寸;

Ly——铸造工艺尺寸,

如加工余量、拔模斜度、工艺补正量等尺寸之和。
有 两
“+”号用于凸体按尺铸寸造,工“艺—图”号上用的于尺凹寸体标尺注寸,;
类 非关联尺寸 K—铸件的不铸加造放收铸缩造率收(缩缩尺宰)。。
(2)尺寸偏差
偏差一般为铸件公差的1/3~1/4。
对于大量生产的定型产品, 金属模样(芯盒)工作表面尺寸偏差要求见表9-9。
我国常用木种有红松、落叶松、白松、黄松、杉木、柏 木、桂木、银杏、柚本等。
2)菱苦土模(芯盒)
菱苦土模样(见图3-6-1): 在骨架3、木板条2上层敷菱苦 土混合料1,经过修光、硬化而制 成的。 菱苦土料配比: 混合料组成为菱苦土(Mg0)粉、 卤水和锯末,以1: (1~2) :(2~4) 之体积比混合均匀,在1~3h内用 完。
应用范围:多用于不春砂的实型造型法、磁力造型的中、 小铸件和单件生产的中、大型铸钢件。
2.金属模的结构设汁
设计原则: 在满足铸造工艺要求的前提下,便于加工制造。 一般金属模应尽量采用机床加工,减少钳工量。
(1)模样本体结构
整体式
按有无分模面
分开式
特 点:模样为一整体,无分模面 使用范围:极其简单的铸件 特 点:模样分成两半或多半 使用范围:各种铸件
铸造工艺学
主讲教师:柴知章
铸造工艺装备设计
铸造工艺装备是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具 和装置的总称。
包括模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘 砂板(器)、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、 套箱、压铁等。此外,芯盒反烘干器的钻模和修整标准也属 于铸造工艺装备。
❖ 模样和模板 ❖ 砂箱设计 ❖ 芯盒设计
通用砂箱:凡是模样尺寸合适的铸件均可使用的砂箱。 多为长方形。
☻模样部分表面凹入分型面以下 ☻分型面以上模样过薄,加工、固定困难; ☻分型面通过模样圆角; ☻很小的模样,为便于加工、定位和固定等。
(2)壁厚及加强肋
除了薄小模样(小于50mm×50mm或高度低于30mm) 以外,都应制成空心结构。
平均轮廓尺寸大于I50mm的模样,内部设加强肋。
加强肋的形式和模样壁厚选择见图。
计算实例:
如图所示的零件,材质为灰铁,采 用一般机器造型生产,供需双方约定铸 件要求的加工余量和铸造公差为: GB6414-CT11-RM1.4。已知Ø100外 圆处的加工余量为1.4,尺寸公差为 5(内孔为4),拔模斜度增加量为0.394, 芯头间隙为0.5,尺寸收缩率为1%,求 在模样上Ø100外圆和Ø50内圆孔应制 成的尺寸。
●同造型机连接用的突耳;
●供运输用的吊轴或手把;
●顶杆起模用的通道等。
●翻转式造型机用的模板上 还应有固定砂箱用的机构或突 耳等。
通常模底板外廓和砂箱一致。模底板的高度、壁厚 和肋的有关尺寸可参见有关设计手册。
模底板高度和模板框的高度,还应满足造型机的工艺要求。
例如:Z148B造型机要求: 490mm<(砂箱高十模底板高+压头体高十浇口杯模高)<
2)固定方式 上固定 模样上钻通孔,螺钉穿过模样与模底板固定。
固定方式
优点:便于选择螺孔位置,钻孔和装配方便。 缺点:破坏模样的工作表面,紧固后需用塑料
或铝等填平模样表面上之螺钉孔坑。
下固定 模底板上钻通孔,模样上攻螺纹孔的固定方法。
优点:模样工作表面不受损害。 缺点:螺孔位置要躲开模底板底部之肋条,
10~25 25~50 50~100 100~150
>150
芯头④
间 模样芯头 芯盒芯头
隙 偏差
偏差
0.1 +0.1
-0.1
0.2 +0.15 -0.15
0.3 +0.15 -0.15
0.5 +0.2
-0.2
0.5 +0.2
-0.2
(3)分模面平面度 金属模分模面平面度要求见表。
分模(盒)面的平均轮廓尺寸 (长+宽)/2 <300 301-500 500-1000 >1000
每块模样上至少设2个。 对大模样,
至多不超过4个销孔。
注意:
一般在安装完毕或试生产后, 证明模样位置准确后才配钻、配铰销孔,
最后订入定位销。
3.模样(芯盒)的尺寸标注
尺寸
标注什么?
尺寸偏差
粗糙度
分模面平面度
(1)尺寸标注如何计
算?

计算式,并精确凡到与0.2铸m件m有。关的尺寸,
样 (芯 盒)
与铸件有关的尺寸 Lm=(L按f±铸Ly造都)(1收应+缩把K)率铸件加尺以寸放大。 Lm——与铸件有关的模样尺寸
例如图中的ø46.2mm 就无法测量,应换算为 ø39.9mm,标注出下芯头 顶部直径。
Ø39.9
计算实例:
如图所示的零件,材质为灰铁,采用一般机器造型生产,供 需双方约定铸件要求的加工余量和铸造公差为:GB6414-CT11RM1.4。已知Ø100外圆处的加工余量为1.4,尺寸公差为5 (内孔 为4) ,拔模斜度增加量为0.394,芯头间隙为0.5,尺寸收缩率为 1%,求在模样上Ø100外圆和Ø50内圆孔应制成的尺寸。
测量尺寸
<300 301~500 501~1000
>1000
凸体①
+0.2 -0.1
+0.25 -0.1
+0.3 -0.12
+0.4 -0.15
关联尺寸
凹体②
基准线 中心线③
-0.2 +0.1
±0.1
-0.25 +0.1
±0.1
-0.3 +0.12
±0.1
-0.4 +0.15
±0.1
铸孔名义 尺寸
二、砂箱
设计内容: ❖ 选择类型和材质 ❖ 确定砂箱尺寸 ❖ 结构设计 ❖ 定位及紧固
1.设计和选用砂箱的基本原则
(1) 满足铸造工艺要求。 如砂箱和模样之间应有足够的吃砂量;箱带不妨碍浇冒
口的安放、不严重阻碍铸件的收缩;定位装置的公差配合应 保证铸件的尺寸精度等。
(2) 尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备的要 求。砂箱的吊轴、吊环、手把和紧固装置要稳定可靠。
2)肋距和肋厚
●依模样大小和使用要求来布置加 强肋,肋距150~400mm。
●厚度为0.8~1.0倍的模样壁厚。
如何固定?
(3)固定和定位孔
(1)模样向模底板上固定,可用ห้องสมุดไป่ตู้螺钉或螺栓 。
螺栓直径
0.8~1.0倍 模样壁厚 尺寸选用
固定用通孔或螺纹孔
螺栓孔尺寸
按中等精度配合 设计
●勿模●和螺样模栓四板孔周底位,部置并的应均肋尽匀条量分相靠布碰近。。
(3) 有足够的强度和刚度,使用中保证不断裂或发生过大 变形。
(4) 对型砂有足够的粘附力,使用中不掉砂或塌箱,但又 要便于落砂。
(5) 经久耐用,制造方便,材料来源广,价格低廉,使用 轻便。
(6) 应尽可能标准化、系列化和通用化。
2.砂箱类型的选择
(1) 专用砂箱和通用砂箱 专用砂箱:专为某一复杂或重要铸件设计的砂箱。
还要让出搬手空间,安装不甚方便。
注意:下固定法用于模样高大且四周没有低矮的突边可利用的条件下。
(3)固定和定位孔
模样在模底板上,可用 螺钉或螺栓固定,
作用:定位销用于 用 定位销 定位。
防止模样在使用中 位置移动。
应开设定位销孔
下上固固定定时时
☻位置:
应选在模样上矮而平的部位, 两孔间距尽量远。
☻数量:
菱苦土粉在混合料中起胶合剂之作用。卤水为硬化剂,锯末 作为填充物,改善脆性及加工性。
菱苦土模特点:制作简便,成本低,表面光洁,不吸潮,变
形小,易修理。但质量大,抗弯及耐冲击性能较木模差,混合料 不能回用,楞角、边缘易损坏。
适用范围:单件小批的大中模样。
3)金属模样 特点: 表面光洁,尺寸精确,强度高,刚性大,使用寿 命长。但难加工,生产周期长,成本高。 适用范围:大量、成批生产的各种铸件。 材料:铸钢、铸铁、铸造铝合金、铸铜 4)塑料模样 材料: 大多为环氧树脂玻璃钢结构。 特点:制造、修理简便,表面光洁,不吸潮,变形小, 轻巧耐磨,寿命长,成本为金属模的20%一50%。但寻热性 差,不能加热.不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上应用, 硬化剂有毒性。 适用范围:多用于成批生产的中小模佯。
平面度
<0.05 <0.1 <0.12 <0.15
(4)模样在模底板上的装配偏差: 在保证上、下模样的装配相对位移偏差不大于0.1mm
条件下:
模样在模底板上的位置偏差规定为:
单面模板≤0.7mm
双面模板≤0.5mm。
(5)粗糙度 模样工作表面的粗糙度应不低于Ra1.6, 分模面上一般为Ra3.2~1.6, 定位销孔取Ra1.6~0.8, 固定螺钉孔在Ra6.3~3.2。
按是否装配
整铸式 特 点:模样与模底板整铸在一起 使用范围:简单的小双面模板
装配式
特 点:模样平装在模底板上 平装式
使用范围:一般模样的模板
嵌入式 特 点:模样嵌装在模底板上表面 使用范围:特殊需要时
选定模样结构后,即可依铸造工艺确定模样的外形。
1)平装式结构简单,容易加工,最常用。 2)嵌入式在特殊条件下应用:
在组合快换模板系统中,还包括有模板框及其定位、固定 元件。
1.对模板的要求 ●模板尺寸应符合造型机的要求; ●模底板和砂箱足够的强度、刚度和耐磨性。 ●制作容易,使用方便。 ●各模样之间应有准确的定位,尽量标准化。
2.模板种类
3.模底板结构 单面模底板的典型结构见图。 ●模底上应有与砂箱定位用 的定位销;
750mm; 造型机工作台到压头体座底面之最小距离为490mm.最大
距离为760mm。
4.模板和砂箱的定位
(1)定位方法
直接定位法 定位销(套)直接安装在模底板上。 定 位 方 法
采用什么进行定位? 间接定位法 定位销(套)装在模板框上。 模板和模板框之间另有定位。 应用: 快防换止、铸组件合错模缺位板点超多:差用的间措接施定:法。
(6)浇冒口模的偏差
1)尺寸偏差 内浇道模对有箱造型为±0.3mm,
对无箱造型为±0.15mm。
其余部位对有箱造型为±0.7mm, 对无箱造型为±0.5mm。
2)装配偏差
当浇冒口模被分装在上、下模板上,并要求相应 部分重合的条件下:
浇冒口模在模底板上的装配偏差要求不大±0.1mm。
注意:
所标注尺寸应便于加 工时测量。
1)肋的形式
☻落地肋:直到模样底面上的肋。 适用范围:高度低于100mm且长宽尺寸较大的模样。
☻稍高高于模压样造底型面注的用意肋模。:样壁厚应 使 75用m比m范,图围距:3底中-面6、-5小3-1模所0m样m给,;其的高度加小大于 50%-l 00%。 加强肋应采用落地式肋。
☻拱型肋适用于高模样。
5.设计模板图的注意事项 (1)模样和浇冒口模的位置、尺寸是否符合铸造工艺
图的要求,吃砂量(表3—6—5)是否合适。 (2)上、下模板上的模样布局、方向、尺寸标注等是
否一致,能否满足合箱要求。
(3)根据造型机的具体要求,验算模板高度应低于起 模高度等。
(4)直浇道的位置,合箱后应靠近浇注平台一侧。 (5)各种螺钉、定位元件位置是否合适?装卸方便否?
5)聚苯乙烯泡沫塑料模(消失模) 聚苯乙烯泡沫塑料可直接发泡制成模样或板材,造型后 不取出模样,直接浇注。模样遇金属液气化烧去。 单件生产的中、大模样,一般由泡沫板粘合,加工成需 要的形状。 大批量的中、小模 ,一般直接发泡成型。 特点:使用泡沫塑料模能简化造型,节约砂芯,铸件尺
寸精度高,易实现机械比、自动化生产。但模样只能用一次, 春砂时模样易变形。
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