铸造工艺设计基础样本
合集下载
铸造工艺学课程设计案例
提交格式
成果报告需以PDF格式提交，同时附上所有相关数据和图表。
报告内容
报告需包含设计思路、工艺流程、数据分析及结论等部分，要求 内容详实、逻辑清晰。
成果展示形式和内容安排建议
展示形式
鼓励采用多媒体形式进行展示，如PPT、视频等。
内容安排
建议按照设计背景、设计思路、工艺流程、数据 分析、结论与展望等顺序进行展示。
时间安排
每个小组展示时间不超过20分钟，需提前做好时 间规划。
课程设计评价标准及成绩评定方法
01
评价标准
将从设计创新性、实用性、技术 难度、报告质量等方面进行综合 评价。
02
成绩评定方法
03
优秀作品选拔
采用百分制评分，其中设计创新 性占30%、实用性占20%、技术 难度占20%、报告质量占30%。
铸造材料选择
根据零件使用要求、生产批量和成本 等因素，选择合适的铸造合金，如铸 铁、铸钢、铝合金等。
性能要求
铸造合金应具有良好的流动性、收缩 性、偏析倾向小等性能，以保证铸件 质量。同时，合金成分和性能应符合 相关标准或技术条件的规定。
03
案例分析：典型铸件生产工艺设计
铸件结构分析与设计优化建议
根据评分结果，选拔出优秀作品 进行表彰和奖励。
THANKS
感谢观看
推广新技术和新材料
积极推广先进的铸造技术和新材料，如3D打印技术、高性能铸造合 金等，提高铸件的精度和性能。
加强人才培养
加强铸造领域的人才培养和引进，提高从业人员的专业素质和技能水 平，为铸造行业的发展提供有力的人才保障。
06
课程设计成果展示与评价标准
课程设计成果提交要求说明
提交时间
所有成果需在课程结束前一周内提交，逾期将不予受理。
成果报告需以PDF格式提交，同时附上所有相关数据和图表。
报告内容
报告需包含设计思路、工艺流程、数据分析及结论等部分，要求 内容详实、逻辑清晰。
成果展示形式和内容安排建议
展示形式
鼓励采用多媒体形式进行展示，如PPT、视频等。
内容安排
建议按照设计背景、设计思路、工艺流程、数据 分析、结论与展望等顺序进行展示。
时间安排
每个小组展示时间不超过20分钟，需提前做好时 间规划。
课程设计评价标准及成绩评定方法
01
评价标准
将从设计创新性、实用性、技术 难度、报告质量等方面进行综合 评价。
02
成绩评定方法
03
优秀作品选拔
采用百分制评分，其中设计创新 性占30%、实用性占20%、技术 难度占20%、报告质量占30%。
铸造材料选择
根据零件使用要求、生产批量和成本 等因素，选择合适的铸造合金，如铸 铁、铸钢、铝合金等。
性能要求
铸造合金应具有良好的流动性、收缩 性、偏析倾向小等性能，以保证铸件 质量。同时，合金成分和性能应符合 相关标准或技术条件的规定。
03
案例分析：典型铸件生产工艺设计
铸件结构分析与设计优化建议
根据评分结果，选拔出优秀作品 进行表彰和奖励。
THANKS
感谢观看
推广新技术和新材料
积极推广先进的铸造技术和新材料，如3D打印技术、高性能铸造合 金等，提高铸件的精度和性能。
加强人才培养
加强铸造领域的人才培养和引进，提高从业人员的专业素质和技能水 平，为铸造行业的发展提供有力的人才保障。
06
课程设计成果展示与评价标准
课程设计成果提交要求说明
提交时间
所有成果需在课程结束前一周内提交，逾期将不予受理。
7.3铸造工艺设计解析
冒口
上
上
中
下
单件小批
中 下
放收缩率1% 余量：上面>侧面>下面
手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
7.3.5铸造工艺设计示例
例：支架零件如下图所示，材料为HT200， 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。 1.零件结构分析：筒壁过厚，转角处未采用 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。 3.选择浇注位置和分型面
1.铸造工艺图： 利用各种的工艺符号，把制造模型和
铸型所需的资料直接绘在零件图上所得到 的图样。
即表示铸型浇注位置、分型面、浇冒口 系统、工艺参数、型芯结构尺寸、控制凝 固措施等的图样。
2. 铸件图：又称毛坯图,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、 铸件检验与验收的主要依据。
(1)定义： 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。 (2）选取： 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。
4. 起模斜度
(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。
(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； 内壁的斜度值应大于外壁； 机器造型比手工造型斜度小； 金属模比木模斜度小。
3.铸型装配图:表示合型后铸型各组元之间
装配关系的工艺图。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。
7.3.2 铸造方法和造型方法选择
1.选择依据： 1）零件结构特点；2）合金种类； 3）生产批量等
2.选择原则： 单件、小批生产时一般采用砂型铸造
XX第二章铸造铸造工艺设计
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
2、应尽量减少使用活块
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
3、铸件内腔设计－－应尽量不用或少用型芯
•实例1
•实例2
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
铸件内腔设计
➢影响因素：造型方式；合金种类；铸件尺寸；加工面与基准面距离；浇注位置等。 ➢一般查手册。 ➢表示方法：
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
（1） 机加工余量与最小铸出孔：
➢在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械加工余量。 ➢加工余量必须认真选取，余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料；余 量过小，制品会因残留黑皮而报废，或者，因铸件表层过硬 而加速刀具磨损。
应使铸件有最少的分型面，并尽量做到只 有一个分型面 这是因为：①多一个分型面多 一份误差，使精度下降；② 分型面多，造型工 时大，生产率下降；③机器造型只能两箱造型， 故分型面多，不能进行大批量生产。
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
•b •零件图---三通分型面的确定 •b
•a
•实例1
•c
➢影响因素：造型方式；合金种类；铸件尺寸；加工面与基准面距离；浇注位置等。 ➢一般查手册。
PPT文档演模板
XX第二章铸造铸造工艺设计
§ 铸孔及铸槽 铸件上的孔和槽类这部分结构是否铸出，取决于工 艺的可行性和必要性。
▪ 孔处理：最小孔直径和经济性原则。 § 一般来说，尺寸较小的孔不铸出反而经济。
设计时查手册。
PPT文档演模板
1.3铸造工艺设计
6
1.3 铸造工艺设计
3、凸台和筋条结构应便于起模
凸台妨碍起模 立体图
用活块形成凸台
凸台妨碍起模 零件图
用外型芯形成凸台
7
1.3 铸造工艺设计
凸台应便于起模
凸台延至边缘立体图
凸台延至边缘直接起模 凸台延至边缘零件图
8
1.3 铸造工艺设计
肋条的设计
9
1.3 铸造工艺设计
4、垂直分型面上的不加工表面应具结构斜度
58
1.3 铸造工艺设计
砂芯设计
确定砂芯分块和分（芯）盒面选择的原则
保证铸件内腔尺寸精度 保证操作方便 保证铸件厚度均匀 尽量减少砂芯数目 砂芯烘干支撑面应是平面 砂芯设计应适应造型、制芯方法
59
1.3 铸造工艺设计
芯头设计
垂直型芯头
水平型芯头
60
1.3 铸造工艺设计 7）最小铸出孔及槽 铸件上较大的孔、槽应铸出，以节约金属、减少 切削、减小热节；尺寸较小且壁较厚，则不宜铸 孔。 铸件上能铸出的最小孔——最小铸出孔。
55
1.3 铸造工艺设计 4）收缩余量
因冷却收缩，铸件尺寸略小于铸型尺寸，因此模
样尺寸应比铸件图纸尺寸放大一个收缩率。
铸件收缩率与材料等因素有关有关。
灰铸铁 0.7%~1% 铸钢 1.6%~2% 有色金属及其合金 1%~1.5%
56
1.3 铸造工艺设计 5）起模斜度 为便于起模，模样上垂直于分型面的侧壁（加 工表面）上应做出起模斜度。 立壁高度↑，斜度↓。 内壁斜度 >外壁斜度。
产生缩孔、缩松和裂纹等缺陷。
3）厚薄壁间的连接 要逐步过渡
铸造工艺图及设计实例
铸件图( 毛坯图) 铸件图( 毛坯图)
铸件图的画法及尺寸标注： 铸件图的画法及尺寸标注： 细实线画出分型面在铸件上的痕迹， 画出分型面在铸件上的痕迹 （7）用细实线画出分型面在铸件上的痕迹， 并注明“ ”“下 字样， 以说明浇注位置。 并注明 “ 上 ”“ 下 ” 字样 ， 以说明浇注位置 。 浇冒口残余的表示方法为 的表示方法为， （8）浇冒口残余的表示方法为，用细双点划 线画出内浇道、 冒口根的位置和形状， 线画出内浇道 、 冒口根的位置和形状 ， 再用 引出线引出加以文字说明， 引出线引出加以文字说明 ， 如 “ 内浇道残余 不应大于x毫米” 不应大于x毫米”等。 铸件上特殊部位允许，并加以文字说明。 图形上相应部位示清，并加以文字说明。
铸件图( 毛坯图) 铸件图( 毛坯图)
铸件图的画法及尺寸标注： 铸件图的画法及尺寸标注： 尺寸标注方法。 （6）尺寸标注方法。生产中有两种尺寸标注 第一种方法是以零件尺寸为基础， 法:第一种方法是以零件尺寸为基础，即标注 零件尺寸， 加工余量( 拔模斜度的尺寸界限) 零件尺寸 ， 加工余量 ( 拔模斜度的尺寸界限 ) 等则在零件尺寸线上向外标注( 如图例所示) 等则在零件尺寸线上向外标注 ( 如图例所示 ) 。 第二种方法是以铸件尺寸为基础， 第二种方法是以铸件尺寸为基础 ， 即标注铸 件尺寸， 件尺寸 ， 加工余量等则由铸件外廓尺寸线向 内标注尺寸。 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。 应用 ， 而大多数工厂应用前种方法 。 无论种 方法，不铸孔和沟槽等均不标注尺寸。 方法，不铸孔和沟槽等均不标注尺寸。
铸件图( 毛坯图) 铸件图( 毛坯图)
铸件图的用途： 铸件图的用途： （1）是铸件验收的依据。 ）是铸件验收的依据。 （2）是冷加工车间进行铸件加工工装设计的 ） 重要依据
铸件结构设计
铸件结构设计
铸件壁厚 力求均匀， 避免局部 过厚形成
避免铸造缺陷的合理结构
回到主页
热节的结
构 不合理 合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
23
回到主页
铸件结构设计
铸件壁厚 力求均匀， 避免局部 过厚形成
避免铸造缺陷的合理结构
热节的结
构
不合理
合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
24
铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产生 翘曲变形和大
的水平平面结
构
不合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
合理
29
回到主页
铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产 生翘曲变形
和大的水平
平面结构 不合理 合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
30
回到主页
铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产生 翘曲变形和大
的水平平面结
构 不合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
40
回到主页
铸件结构设计
简化工艺过程的合理结构
不 合 理
铸件结构应有 利于型芯的固 定、排气和清 理
合 理
成形工艺基础－铸件结构 设计
41
铸件结构设计
结合铸造方法的合理结构 熔模铸造成形件的结构
回到主页
设计熔模铸造时应考虑 的问题：
•便于从压型中取出蜡模 和型芯 •孔、槽不宜过小或过深 •壁厚均匀、同时凝固、 避免分散的热节
合 理
成形工艺基础－铸件结构 设计
33
铸件结构设计
简化工艺过程的合理结构
不 合 理碍拔模的 局部凹陷结构
铸造工艺基础大全完整版.ppt课件.ppt
精心整理
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
§2铸件的凝固与收缩
凝固—金属从液态转变为固态的过程。这个转变期 称为凝固期。
一 .铸件的凝固方式
实验：做几个直径相同
的球铸型，一次同时浇注
经过不同时间，先后拔掉
泥芯。倒出液态金属，
测量硬壳厚度，画出
凝固厚度—时间曲线。
泥 芯
精心整理
厚度 3 2 1
1--φ75
2—φ125
3—φ260
精心整理
3 . 中间凝固---凝固区介于1、2之间。大多数合 金的凝固方式属于这种凝固方式。
精心整理
铸件凝固方式对铸件质量的影响： 凝固过程实质是金属的结晶过程，它从两方 面影响铸件的性能： 1）形成的金相组织-----晶粒的大小、形状及晶 粒的内部缺陷等影响合金的机械性能； 2）金属的致密度-----液态金属结晶为固态，引 起的体积收缩所形成的孔洞，若得不到液态 金属的补缩，将产生铸造缺陷，影响合金的 致密性及强度。
精心整理
σ σ
精心整理
Al---Si 合金的高温强度
σ 500℃
固相线精心整理
T℃
影响热裂形成的因素 （1）合金性质
合金结晶温度 T℃
范围越宽，
热裂倾向性
越大。
热
裂
倾
向
精心整理
线收缩 开始温度
固 相 线
此外，合金中的一些其它元素对其热裂 倾向也有一定的影响。如：碳素钢中的S、
P、Si, Mn 四种因素对热裂性的影响。
精心整理
2 .机械应力（收缩应力）
由于收缩受阻，产生的都是拉应力或剪应力。
因为是产生在弹性状态下，落砂后随着产生弹 性变形而消失，为临时应力。（但产生弹性变 形的应力仍然留在弹性体内）
铸造工艺图及设计实例
简化工艺流程
在保证产品质量的前提下，尽量减少不必要的生 产环节，降低成本。
提高材料利用率
合理规划铸件结构和浇注系统，减少材料浪费， 提高材料利用率。
引入智能化技术
利用先进的铸造模拟软件和智能化设备，提高铸 造工艺图的准确性和可靠性。
铸造工艺图的未来发展趋势
绿色铸造
随着环保意识的提高，未来铸造工艺图将更加注重环保和节能， 减少对环境的负面影响。
熟练掌握所选软件的基本操作和功能是进 行铸造工艺图设计的前提条件。
参考实例和教程
不断实践和总结经验
通过参考实例和教程可以快速掌握软件的 使用技巧和方法，提高设计效率。
通过不断实践和总结经验可以逐步提高铸 造工艺图设计的水平，提升设计质量和效 率。
THANKS
谢谢您的观看
Autodesk Inventor
一款专业的机械设计软件，提供全面的铸造工艺 图设计功能，支持参数化设计和协同工作。
3
ProCAST
一款专业的铸造工艺模拟软件，可进行铸造工艺 图设计和模拟分析，提高铸造工艺设计的准确性 和可靠性。
通用的CAD软件在铸造工艺图绘制中的应用
AutoCAD
一款通用的CAD软件，广泛应用于铸造工艺图绘制，支持二维和三维建模，提供丰富的绘图工具和编辑功能。
作用
铸造工艺图是铸造生产的基础，它为 生产人员提供了明确的工艺指导和要 求，确保铸造产品的质量和生产的顺 利进行。
铸造工艺图的绘制流程
确定产品需求
明确产品的尺寸、重 量、材料等要求。
产品分解
将产品分解成多个铸 造部分，确定每个部 分的功能和要求。
设计浇注系统
根据产品特点和生产 要求，设计合适的浇 注系统，确保金属液 能够顺利填充型腔。
在保证产品质量的前提下，尽量减少不必要的生 产环节，降低成本。
提高材料利用率
合理规划铸件结构和浇注系统，减少材料浪费， 提高材料利用率。
引入智能化技术
利用先进的铸造模拟软件和智能化设备，提高铸 造工艺图的准确性和可靠性。
铸造工艺图的未来发展趋势
绿色铸造
随着环保意识的提高，未来铸造工艺图将更加注重环保和节能， 减少对环境的负面影响。
熟练掌握所选软件的基本操作和功能是进 行铸造工艺图设计的前提条件。
参考实例和教程
不断实践和总结经验
通过参考实例和教程可以快速掌握软件的 使用技巧和方法，提高设计效率。
通过不断实践和总结经验可以逐步提高铸 造工艺图设计的水平，提升设计质量和效 率。
THANKS
谢谢您的观看
Autodesk Inventor
一款专业的机械设计软件，提供全面的铸造工艺 图设计功能，支持参数化设计和协同工作。
3
ProCAST
一款专业的铸造工艺模拟软件，可进行铸造工艺 图设计和模拟分析，提高铸造工艺设计的准确性 和可靠性。
通用的CAD软件在铸造工艺图绘制中的应用
AutoCAD
一款通用的CAD软件，广泛应用于铸造工艺图绘制，支持二维和三维建模，提供丰富的绘图工具和编辑功能。
作用
铸造工艺图是铸造生产的基础，它为 生产人员提供了明确的工艺指导和要 求，确保铸造产品的质量和生产的顺 利进行。
铸造工艺图的绘制流程
确定产品需求
明确产品的尺寸、重 量、材料等要求。
产品分解
将产品分解成多个铸 造部分，确定每个部 分的功能和要求。
设计浇注系统
根据产品特点和生产 要求，设计合适的浇 注系统，确保金属液 能够顺利填充型腔。
铸造工艺图及设计实例
04
铸造工艺图的优化设计
尽量减少加工工序，缩短生产周期和成本。
铸造工艺图的优化原则
工艺流程最短
根据产品要求，选择合适的铸造合金、模具材料、浇口速度等工艺参数。
工艺参数合理
考虑铸造过程中操作的便利性，如浇注位置、模具结构等。
操作方便性
选择合适的CAE软件
建模与网格划分
模拟分析与优化
利用CAE软件进行铸造工艺图的优化设计
利用CAD软件进行铸造工艺图的三维建模
01
模型构建
根据铸造工艺图，利用CAD软件进行三维模型构建，包括各种铸造工艺参数的考虑和设置。
02
模型精度
在三维建模过程中需要考虑模型精度，对于铸造工艺图来说，一般采用中等精度即可满足要求。
三维建模的注意事项
铸造工艺简化
在三维建模过程中应对铸造工艺进行适当简化，以减少建模复杂度和提高建模效率。
意义
铸造工艺图的绘制是铸造生产的基础，它对提高产品质量、降低废品率、提高生产效率、降低成本等方面有着极其重要的意义。
铸造工艺图的作用与意义
02
铸造工艺图的设计
1
Hale Waihona Puke 铸造工艺图的设计原则2
3
设计时要考虑实际生产条件和工艺要求，确保铸造过程能够顺利进行并生产出符合要求的产品。
符合生产条件和工艺要求
通过对铸造工艺的优化，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量和减少废品。
xx年xx月xx日
铸造工艺图及设计实例
CATALOGUE
目录
铸造工艺图概述铸造工艺图的设计铸造工艺图的三维建模铸造工艺图的优化设计铸造工艺图的应用实例总结与展望
01
铸造工艺图概述
铸造工艺图是一种用图形符号和文字表示铸造生产全过程的工艺图，是铸造生产的主要技术文件。
第四章 铸件结构与工艺设计(材料成型工艺基础)
常见浇注系统类型
二)冒口
冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
主要作用是在铸件凝固收缩过程中提供由于铸 件体积收缩所需要的金属液，对其进行补缩， 防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。 铸件清理时，将冒口切除，获得健全的铸件。
冒口分类
简单示例
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。
衬套零件的铸造工艺图
绘制的图样
A.铸造工艺图： 利用各种的工艺符号，把制造模型 和铸型所需的资料直接绘在零件图上所 得到的图样。 即表示铸型浇注位置、分型面、 浇冒口系统、工艺参数、型芯结构尺寸、 控制凝固措施等的图样。
B. 铸件图：又称毛坯图
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、铸件检验与验收 的主要依据。 C.铸型装配图: 表示合型后铸型各组元之间装配关系的 工艺图。 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。
2.机械加工余量(RMA)
在铸件加工表面上留出的、准备切削去除的金 属层厚度，称为机械加工余量。 机械加工余量过大：切削加工工作量大，浪费 金属材料；过小：易使零件报废。
等级：分为10级：A、B、、J、K级，加工余量值 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、生产批 量、生产方法、加工面与基准面距离等。
一
浇注位置与分型面的选择
1.浇注位置的选择
浇注时铸件在铸型中所处的空间位置，称为铸件的浇 注位置。 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、缩松等铸造缺陷。 如锥齿轮铸件，其轮齿部位是重要加工面和主要工 作面，应朝下。
铸造工艺设计.正式版PPT文档
未延伸凸台
延伸凸台
如图 (a)所示的铸钢梁，由于受较大热应力，产生了变形，改成(b)工字截面后，虽然壁厚仍不均匀，但变形减小。
工等工序复杂化。分型面的选择应在保证铸件质 机械造型的铸件比手工造型的精度高，故加工余量要小些；
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。
首先要考虑这个零件有 几种可能的分型方案
方案Ⅰ 沿底版中心分型。轴孔 下芯方便，但底版上四个 凸台必须采用活块且铸件 在上、下箱各半。
轮形铸件在批量不大 的生产条件下，多采用三 箱造型；但在大批量生产 条件下，采用机器造型时， 需采用环状型芯。
避免使用活块
未延伸凸台
延伸凸台
如图(a)所示凸台均妨碍起模，必须采用活块或增
加型芯来克服。改成图(b)的结构避免了活块和砂芯，
起摸方便，简化造型。
机械加工余量---应根据生产批量、合金种类、铸件尺 寸、加工面的位置、浇注位置等确定。
最小铸出孔及槽---铸件的孔、槽是否铸出，应从工 艺、质量及经济上考虑。较大的孔、槽应当铸出， 以减少切削加工工时，节约金属材料，同时也可减 小铸件上的热节；孔、槽较小而壁较厚，则不易铸 出，直接加工。
实例分析
支座
方案Ⅱ 沿底面分型，铸件全部在 下箱，不会产生错箱，铸 件易清理。但轴孔内凸台 必须采用活块或下芯且轴 孔难以铸出。
床身铸件的分型方案
应尽量减少分型面的数量
铸件图所示的三通铸件 其内腔必须采用一个T字 型芯来形成；
当中心线ab呈垂直时， 铸型必须有三个分型面；
当中心线cd呈垂直时， 铸型有两个分型面，
当中心线ab与cd都呈水 平位置时，铸型只有一个 分型面。
分型面应尽量平直
铸造工艺设计基础
“永冠杯”中国大学生铸造工 艺
设计大赛获奖作品
作品名称：QT500涡轮箱铸造工艺设计 作 者：洪 瑶 王洪丹 指导教师：梁维中 刘 兴 王振廷 参赛院校：黑龙江科技学院材料科学与工程学院
概述
Back
涡轮箱平面图纸
涡轮箱零件图
QT500涡轮箱铸造工艺设计主要内容
概述 一、铸造工艺方案的确定 二、铸造工艺参数设计 三、砂芯的设计 四、浇注系统的设计 五、铸造工艺装备设计 六、铸型装配
涡轮箱铸件的充型过程模拟 涡轮箱铸件的凝固过程模拟 缩孔、缩松缺陷的分析
Back
五、铸造工艺装备设计
砂箱与模底板的设计
砂箱为非标准系列砂箱，各结构及其尺寸需自行设 计。与之对应的模底板依此砂箱进行相关结构设计。
五、铸造工艺装备设计
模样设计及其与砂箱、模底板的装配
下模样正面
下模样反面
上模样正面
浇注位置的确定
Back
二、铸造工艺参数
机械加工余量 最小铸出的孔 铸造收缩率
分芯负数 起砂芯的设计
组合砂芯
砂芯的组成示意图
三、砂芯的设计
一系列（1号—4号）砂芯的设计
三、砂芯的设计
二系列（7号—10号）砂芯的设计
三、砂芯的设计
5号砂芯的设计
三、砂芯的设计
6号砂芯的设计
三、砂芯设计的过程
11号砂芯的设计
得到芯骨框架截面尺寸为45×35mm.砂芯高度300mm的芯 骨齿直径为15～20mm，取直径为18mm，长度为200mm.
Back
四、浇注系统的设计
中间注入封闭式浇注系统示意图
四、浇注系统的设计
数值模拟
将设计好的三维实体图转换成STL格式的文件，然后再 通过AnyCasting软件中的AnyPre对模拟对象的网格划分、 基本过程、可选模块及求解条件进行设置，然后通过 AnySolver进行数值模拟计算 。
设计大赛获奖作品
作品名称：QT500涡轮箱铸造工艺设计 作 者：洪 瑶 王洪丹 指导教师：梁维中 刘 兴 王振廷 参赛院校：黑龙江科技学院材料科学与工程学院
概述
Back
涡轮箱平面图纸
涡轮箱零件图
QT500涡轮箱铸造工艺设计主要内容
概述 一、铸造工艺方案的确定 二、铸造工艺参数设计 三、砂芯的设计 四、浇注系统的设计 五、铸造工艺装备设计 六、铸型装配
涡轮箱铸件的充型过程模拟 涡轮箱铸件的凝固过程模拟 缩孔、缩松缺陷的分析
Back
五、铸造工艺装备设计
砂箱与模底板的设计
砂箱为非标准系列砂箱，各结构及其尺寸需自行设 计。与之对应的模底板依此砂箱进行相关结构设计。
五、铸造工艺装备设计
模样设计及其与砂箱、模底板的装配
下模样正面
下模样反面
上模样正面
浇注位置的确定
Back
二、铸造工艺参数
机械加工余量 最小铸出的孔 铸造收缩率
分芯负数 起砂芯的设计
组合砂芯
砂芯的组成示意图
三、砂芯的设计
一系列（1号—4号）砂芯的设计
三、砂芯的设计
二系列（7号—10号）砂芯的设计
三、砂芯的设计
5号砂芯的设计
三、砂芯的设计
6号砂芯的设计
三、砂芯设计的过程
11号砂芯的设计
得到芯骨框架截面尺寸为45×35mm.砂芯高度300mm的芯 骨齿直径为15～20mm，取直径为18mm，长度为200mm.
Back
四、浇注系统的设计
中间注入封闭式浇注系统示意图
四、浇注系统的设计
数值模拟
将设计好的三维实体图转换成STL格式的文件，然后再 通过AnyCasting软件中的AnyPre对模拟对象的网格划分、 基本过程、可选模块及求解条件进行设置，然后通过 AnySolver进行数值模拟计算 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铸造工艺设计基础
铸造生产周期较长, 工艺复杂繁多。
为了保证铸件质量, 铸造
工作者应根据铸件特点, 技术条件和生产批量等制订正确的工艺
方案, 编制合理的铸造工艺流程, 在确保铸件质量的前提下, 尽
可能地降低生产成本和改进生产劳动条件。
本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识, 使学生掌握设计方法, 学会查阅资料, 培养分
析问题和解决问题的能力。
§1-1 零件结构的铸造工艺性分析
铸造工艺性, 是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行, 又有利于保证铸件质量。
还可定义为: 铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使
用性能和机械加工的要求外, 还应符合铸造工艺的要求。
这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。
另定义: 铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求,
易于保证铸件品质, 简化铸造工艺过程和降低成本。
铸造工艺性不好, 不但给铸造生产带来麻烦, 不便于操作, 还
会造成铸件缺陷。
因此, 为了简化铸造工艺, 确保铸件质量, 要求铸件必须具有合理的结构。
一、铸件质量对铸件结构的要求
1．铸件应有合理的壁厚
某些铸件缺陷的产生, 往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。
采用合理的铸件结构, 可防止许多缺陷。
每一种铸造合金, 都有一个合适的壁厚范围, 选择得当, 既可保证铸件性能( 机械性能) 要求, 又便于铸造生产。
在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面: 保证铸件达到所需要的强度和刚度; 尽可能节约金属; 铸造时没有多大困难。
( 1) 壁厚应不小于最小壁厚
在一定的铸造条件下, 铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。
为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷, 应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。
各种铸造工艺条件下, 铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5
表1-1 砂型铸造时铸件最小允许壁厚( 单位: ㎜)
表1-2 熔模铸件的最小壁厚( 单位: ㎜)
表1-3 金属型铸件的最小壁厚( 单位: ㎜)
表1-4 压铸件的最小壁厚( 单位: ㎜)
( 2) 铸件的临界壁厚
在铸件结构设计时, 为了充分发挥金属的潜力, 节约金属, 必须考虑铸造合金的力学性能对铸件壁厚的敏感性。
厚壁铸件容易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析和松软等缺陷, 从而使铸件的
力学性能下降。
从这个方面考虑, 各种铸造合金都存在一个临界壁厚。
铸件的壁厚超过临界壁厚后, 铸件的力学性能并不按比例地随着铸件壁厚的增加而增加, 而是显著下降。
因此, 铸件的结构设计应科学地选择壁厚, 以节约金属和减轻铸件重量。
在砂型铸造工艺条件下, 各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑。
铸件壁厚应随铸件尺寸增大而相应增大, 在适宜壁厚的条件下, 既方便铸造又能充分发挥材料的力学性能。
表7-5, 表7-6给出砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚。
表1-5 砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚( 单位: ㎜)
表1-6 碳素铸钢件砂型铸造的临界壁厚( 单位: ㎜)
( 3) 铸件的内壁厚度
砂型铸造时, 铸件内壁散热条件差, 即使内壁厚度与外壁厚度相等, 但由于它比外壁的凝固速度慢, 力学性能往
往要比外壁低, 同时在铸造过程中易在内、外壁交接处产
生热应力致使铸件产生裂纹。
对于凝固收缩大的铸造合金还易产生缩孔和缩松, 因此铸件的内壁厚度应比外
壁厚度薄一些。
图1-1 铸件内壁的合理结构 a, b) 不合理 c) 合理
表1-7砂型铸造各种铸造合金件内、外壁厚相差
值
合金类别铸铁铸钢铸铝铸铜
铸件内壁比外壁厚度应减少的相
10~2020~3010~2015~20
对值%
注: 铸件内腔尺寸大的取下限
对于锻钢制造的轴类零件来说, 增大直径便可提高承载能力。
但对铸件来说, 随着壁厚的增加, 中心部分晶粒粗大, 承载能力
并不随壁厚增加而成比例地增加。
因此, 在设计较厚铸件时, 不能把增加壁厚当作提高承载能力的唯一办法。
为了节约金属, 减轻铸件重量, 能够选择合理的截面形状, 如承受弯曲载荷的铸件, 可
选用”T”型或”工”型截面。
采用加强筋也可减小铸件壁厚。
一般筋厚﹤内壁厚﹤外壁厚。
2 . 铸件壁应合理连接
铸件壁厚不均, 厚薄相差悬殊, 会造成热量集中, 冷却不均, 不但易产生缩孔、缩松, 而且易产生应力、变形和裂纹。
因此要求铸件壁厚尽量均匀, 如图1-2( a) 所示结构中壁厚不均, 在厚的部分易形成缩孔, 在厚薄连接处易形成裂纹。
改为1-2( b) 结构后, 由于壁厚均匀, 即可防止上述缺陷产生。
也可用薄壁加加强筋结构。
加强筋的布置应尽量避免或减少交叉, 防止习惯年成热节。
例如钳工划线平台, 其筋条布置如图1-3所示。
铸件各部分壁厚不均现象有时不可避免, 此时应采用逐
渐过渡的方式, 避免截面突然变化。
接头断面的类型大致可分为L、V、 K、 T 和十字型五种。
在接头处, 凝固速度慢,容易产生应力集中、裂纹、变形、缩孔、缩松等缺陷。
在接头形式的选用中,应优选L型接头, 以减小与分散热节点及避免交叉连接。