第十六讲铸造工艺设计

9-11
砂型手ຫໍສະໝຸດ Baidu造型 M A
J
H
H
H
H
H
CT 8-10 8-10
8-10
8-10
8-10
7-9
砂型机器造型 M A
M
G
G
G
G
G
CT
金属型
M
A
7-9
7-9
7-9
7-9
6-8
F
F
F
F
F
CT
压力铸造
M
A
6-8
5-7
E
E
CT 5-7 5-7
5-7
4-6
4-6
铸造工艺设计
表6-10 与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量
铸造工艺设计
表6-12 铸造收缩率
铸件种类
小型铸件 灰铸铁 中型铸件
大型铸件 碳钢铸件
收缩率/%
有阻碍收缩
自由收缩
0.9
1.0
0.8
0.9
0.7
0.8
1.0-1.7
1.6-2.0
铸造工艺设计
三、工艺参数的选择 2、起模斜度 主要取决于起模高度、造型方法、模样材料。 机器造型比手工造型斜度小； 木模比金属模斜度大； 立壁越高斜度越小； 内斜度比外斜度大。
非加工面起模斜度有 3种形式。
铸造工艺设计
三、工艺参数的选择
3、收缩率
与铸件尺寸、合金种类有关。
灰铸铁为0.7%~1.0%
5、应使型腔和主要型芯位于 下箱，以便于造型、放芯、 检查铸件厚度。
铸造工艺设计
三、工艺参数的选择
1、机加工余量和最小铸孔 与铸件大小、 合金种类、铸造方法、加工面位置等有关。
（1）合金种类： 灰口铸铁：表面平整，加工余量少； 铸 钢：表面不平，加工余量大； 有色金属：表面光洁，加工余量少。
（2）生产条件： 大批量生产，机器造型，加工余量少； 小批量生产，手工造型，加工余量大。
浇注系 统位置 与尺寸
芯头斜 度与芯 头间隙
铸造工艺设计
以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。 联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。 （1）分析生产性质 （2）浇注位置和分型面 （3）确定加工余量 查表6-7得尺寸公差等级为CT 13， 查表6-9得加工余量等级为MA-H。 φ200mm大端面是顶面，按规定 顶面和孔的加工余量等级应降一级， 故降为MA-J级， 查表6-10得余量为8.5mm。 台阶面按MA-H查表得余量7mm。
铸造工艺设计
以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。 联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。 （1）分析生产性质 （2）浇注位置和分型面 （3）确定加工余量 φ200mm外圆面按MA-H查表 得余量7mm。
φ120mm小端面、外圆面按 MA-H查得余量5.5mm。 φ60mm孔按高度尺寸80mm和 MA-J等级查表得余量5.5mm。
第十六讲 铸造工艺设计
主讲：曹光明
铸造工艺设计
概述 一、浇注位置的选择 二、分型面的选择 三、主要工艺参数
1、加工余量 2、起模斜度
3、收缩率 4、铸造圆角
四、浇注系统
五、铸造工艺图的表达
5、芯头
铸造工艺设计
概述：
质量要求很高的铸件,应首先 满足浇注位置的要求,
浇注时铸件 在铸型中所
一般铸件,以简化工艺、降低 成本为主，优先考虑分型面
金属型 压力铸造
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熔模铸造
5-7
5-7
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8-10
8-10
7-9
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6-8
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5-7
4-6
4-6
铸造工艺设计
表6-9 成批和大量生产铸件的机械加工余量等级
铸造工艺方法、尺
加工余量等级
寸公差、加工余量 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁 铜合金
轻金属合金
CT 11-13 11-13 11-13 10-12 10-12
分 下”字样 型 线
名称
工艺符号和表示方法
用红线表示，在任一端面画“ < ”符号
分模线
用红线表示
分 型 分 模 线
用红线表示（本图用细实线代）在加工符号 附近注明加工余量数值
机加工余 量
铸造工艺设计
不铸出的孔和槽用红色线打叉
不铸出 孔和槽
用红色线或红色双线表示，并注明各 部分尺寸
用蓝色线表示（本图用细实线代），并 注明斜度和间隙数值，有2个以上的型芯 时，用“1#”、“2#”等标注
铸造工艺设计
以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。 联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。 （1）分析生产性质 （2）浇注位置和分型面 （3）确定加工余量 （4）确定起模斜度 （5）确定收缩率 （6）铸造圆角 按经验一般中小件圆角为3-5mm， 取R内为 4mm；R外为2 mm。
铝硅合金为0.8%~1.2%
铸造碳钢为1.3%~2.0% 锡青铜为1.2%~1.4%
4、铸造圆角 主要是为了减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。 一般为邻壁厚度的（1/3－1/5），中小铸件圆角半径为R3-5mm。
铸造工艺设计
三、工艺参数的选择 4、型芯头 起定位、支撑型芯及排气的作用。
芯头设计主要确定：长度、斜度、间隙。 （1）长度l或高度h 水平芯头： 长度l，取决于芯头直径和型芯的长度。 垂直芯头： 高度h，一般有上下芯头，短而粗的型芯可省去上芯头。 （2）斜度α 垂直芯头有斜度。 一般上芯头斜度大（6-15°），便于合箱；
下芯头斜度小，（5-10°）增加稳定性。 （3）芯头间隙s 芯头与芯座间应留有1-4mm间隙s，方便下芯。
铸造工艺设计
四、浇注系统
直接和型腔相连 的部分，截面扁
梯形
金属液体流入铸型型腔的通道。 漏斗形 锥形
分配流向，梯 形截面
铸造工艺设计
五、铸造工艺图
名 称
工艺符号和表示方法
用红线表示， 并用红色写 出“上、中、
铸造工艺设计
以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。 联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。 （1）分析生产性质 （2）浇注位置和分型面 （3）确定加工余量
（4）确定起模斜度 因全部加工采用增厚法 两处平行于起模方向的侧壁高 度均为40 mm， 查表6-11得起模斜度 a为 l.0 mm。 考虑起模斜度和余量，上端分别增加 8和7mm，下端分别增加6.5和 5.5mm。 （5）确定收缩率 按小铸铁铸件查表6-12得收缩率1%。
4.0 5.0 6.0 4.5 5.5 6.5 6.0 7.0 7.0 8.0
7.0 8.0 9.5 8.5 9.5 11 11 13 13 15 160 250
5.0 6.0 7.5 6.0 7.0 8.5 7.5 9.0 8.5 10
250 400 8.0 9.0 11 9.5 11 13 13 15 15 17
尺寸公差等级
12
13
14
15
加工余量等级 G H J G H J H J H J
基本尺寸 大于 至
加工余量数值/mm
4.5 5.0 6.0 6.0 6.5 7.5 7.5 8.5 9.0 10 - 100
3.0 3.5 4.5 4.0 4.5 5.5 5.0 6.0 5.5 6.5
5.5 6.5 7.5 7.0 8.0 9.0 9.0 10 11. 12 100 160
铸型间相互接触 的表面。
处的空间位
置。
1、浇注位置的确定； 2、铸型分型面的选择；
铸造工艺设计要点：
3、工艺参数的确定； 4、铸造工艺图的绘制 （核心）
定义：在零件图上用各种工艺符号及参 数表示出铸造工艺方案的图形。
作用：制模（模样、芯盒）、 造型（芯）、准备生产设备、 铸件检验的依据。
包含的内容：浇注位置，分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法， 加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。
（3）尺寸及位置：尺寸大，变形大，加工余量大。 铸件顶面与底面侧面相比，顶面质量差，加工余量大。
孔：铸铁 d＜30mm，铸钢 d＜60mm，一般不铸出。 确定加工余量，需要先确定铸件的尺寸公差等级和加工余量等级。 根据GB/T11350-1989的规定，铸件尺寸公差CT分16级，加工余量等级MA分 A、B、C、D、E、F、G、H、J共9级。
铸造工艺设计
表6-11 起模斜度α的数值
测量面高度 ≤20
＞20-50 ＞50-100 ＞100-200 ＞200-300 ＞300-500
金属模 0．5-1．0 0．5-1．2 1．0-1．5 1．5-2．0 2．0-3．0 2．5-4．0
木模 0．5-1．5 1．0-1．5 1．5-2．0 2．0-2．5 2．5-3．5 3．5-4．5
铸造工艺设计
二、分型面的选择 1、应选在铸件的最大截面处，方便起模。
（局部阻碍起模的凸起可做活块） 2、尽量使主要加工面和基准面放在同 一箱里，以保证位置精度。
3、尽量减少分型面数量，最好一个。 简化工艺、减少误差、便于机器造型。
铸造工艺设计
铸造工艺设计
4、尽量使用平直分型面，以简化制模及造型工艺。
（7）芯头尺寸 查有关手册。 （8）浇注系统设计（略）
铸造工艺设计
表6-7 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级
造型工艺方法
铸钢
公差等级CT 灰铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁
铜合金
轻金属 合金
砂型手工造型 11-13 11-13 11-13
10-12 10-12 9-11
砂型机器造型 8-10 8-10
8-10
铸造工艺设计
一、浇注位置的确定 1、重要加工面、耐磨面、基准面应朝下（或侧面），使其组织致密、质量好。
2、铸件最宽大的平面应朝下（或侧面），以防大平面产生夹砂、气孔等缺陷。
铸造工艺设计
3、铸件的薄壁部分应朝下，以防产生浇不足、冷隔等缺陷。
4、铸件的厚大部分应朝上以便设 置明冒口补缩。 5、型芯安排合理，数目要 少，安放稳固。