铸造工艺参数与砂芯设计
砂型铸造工艺设计概述
这些技术文件必须结合工厂的具体条件，是 在总结先进经验的基础上，以图形、文字和表格 的形式对铸件的生产工艺过程加以科学地规定。 它是生产的直接指导性文件，也是技术准备和生 产管理、制定进度计划的依据。
大量生产，上限用于单件小批生产
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批生产
最小铸孔
最小铸出孔直径
灰口铸铁件
12～15 15～30 30～50
铸钢件
－ 30～50
50
注：对于零件上不要求加工的孔槽，无论大小均应铸出
二、起模斜度 为了起模方便又不损坏砂型，凡垂直于分型面的壁上须 留有斜度。
起模斜度的形式
三、铸造圆角
铸件上相邻两壁之间的交角，应做出 铸造圆角，防止在尖角处产生冲砂及裂纹 等缺陷。圆角半径一般为相交两壁平均厚 度的1/3～1/2
四、收缩率
铸件由于凝固、冷却后的体积收缩，其各部分尺寸均小 于模样尺寸。为保证铸件尺寸要求，需在模样(芯盒)上加大 一个收缩的尺寸。加大的这部分尺寸称收缩量，一般根据铸 造收缩率来定。铸造收缩率定义如下：
500～800
顶面 5.0～7.0 底、侧面 4.0～5.0
800～1250
顶面 底、侧面
6.0～7.0 4.0～5.5
50～120
4.0～4.5 3.0～3.5
4.5～5.0 3.5～4.0
5.0～6.0 4.0～4.5
6.0～7.0 4.5～5.0
6.5～7.5 5.0～5.5
加工面与基准面的距离(mm) 120～260 260～500 500～800
对于要求比较高的单件生产的重要铸件和大量生产的铸件，除要 详细绘制铸造工艺图，填写工艺卡以外，还应绘制铸件图、铸型装配 图以及大量的工装图，如模样图、模板图、砂箱图、芯合图、下芯夹 具图，检验样板及量具图等。
铸造工艺设计砂型和砂芯的制造
粘土颗粒与砂粒之间的粘结则被解释为：
砂粒因自然破碎及其在混辗过程中产生新的破碎 面而带微弱负电，也能使极性水分子在其周围规 则的定向排列。
粘土颗粒—砂粒之间的公共水化膜，通过其中水 化阳离子“桥”作用，使粘土砂获得湿态强度。
2.“表面联结”机理说
直接吸附在膨润土颗粒表面的极性水分子彼此联 结成六角网格结构，增加水分，逐渐发展成接二 连三的水分子层。粘土颗粒就是靠这种网络水分 子彼此接连，从而产生了湿态粘结力—这种极性 水分子有规则排列网络的联结可称为“表面联 结”。
2-2-1 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理
• 一、钠水玻璃及其质量要求
• 水玻璃—各种聚硅酸盐水溶液的通称。
• 种类：钠水玻璃
•
钾水玻璃
•
季铵盐水玻璃的水溶液
• 钠水玻璃的化学式—Na2O﹒mSiO2﹒nH2O
• 特性：强碱性，PH=11～13
• 直接影响它的化学和物理性质的重要参数：
• 模数，密度，含固量，粘度。
３、原砂的颗粒形状 用光学显微镜或扫描电子显微镜观察原砂的颗粒 形状分类：
圆形砂—Ｏ 多角形砂—□ 尖角形砂—△
粒形对型砂性能的影响
①形状越圆—型砂就越易紧实，透气性也就越低； 对于使用树脂等化学粘结剂的型砂和芯砂而言， 粒形对强度的影响尤为显著；粘结剂加入量相同 的条件下，用圆粒砂的试样紧实程度高，而且砂 粒实际比表面小，比尖角砂强度高很多。 ②砂粒表面粗糙度—若有侵蚀沟痕，裂缝和孔洞 存在，粘剂消耗量增大。
受热后，产生大量挥发分，在高温下进行气相分 解，在砂粒表面沉积“光泽碳”—防止铸铁件表 面机械粘砂，提高铸件表面光洁度。
煤粉等附加物的光泽碳含量的测定—可用特殊装 置测出，但湿型砂的光泽碳形成能力较低，很难 直接测量。
砂型铸造流程
直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度，
如图1-29所示。
在铸造工艺图上，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）仅需用文字注明即可。
图1-29 起模斜度
3. 收缩率 铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺 寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率 K 表达式为：
手工造型误差大，余量应加大。铸钢件因表面粗糙，余量应加大；非铁合金铸件
价格昂贵，且表面光洁，余量应比铸铁小。铸件的尺寸愈大或加工面与基准面之
间的距离愈大，尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大。浇注时铸件朝上的表面
因产生缺陷的机率较大，其余量应比底面和侧面大。灰铸铁的机械加工余量见表
1-6。
表1-6 灰铸铁的机械加工余量
箱后的砂型周围填紧，也可在砂型 铸件，砂箱尺寸较小
上加套箱
模样是整体的，多数情况下，型 腔全部在下半型内，上半型无型 腔。造型简单，铸件不会产生错型 缺陷
适用于一端为最 大截面，且为平面的 铸件
模样是整体的，但铸件的分型面 是曲面。为了起模方便，造型时用 手工挖去阻碍起模的型砂。每造一 件，就挖砂一次，费工、生产率低
图1-27 车床床身铸件
3．尽量使型腔及主要型芯位于下型 这样便于造型、下芯、合箱和检验铸件 壁厚。但下型型腔也不宜过深，并尽量避免使用吊芯和大的吊砂。如图1-28所示。
图1-28 机床支架
注意：选择分型面的上述诸原则，对于某个具体的铸件来说难以全面满足，
有时甚至互相矛盾。因此，必须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的 透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯 需烘干使用。
马达壳体铸造工艺设计
三、计算机模拟分析
凝固过程温度场模拟：
分析： 从凝固过程看到铸件晚于保温冒口凝固，缩松倾向小。
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三、计算机模拟分析
铸件内部缩松切片分析：
分析： 通过NIYAMA判据，对铸件内部切片观察，并未发现有缩孔缺陷。
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四、铸件成本测算
经过成本计算，铸件成本合计7749.12元。 12
谢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ！
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6
二、产品铸造工艺设计
3.浇注系统尺寸计算：
每箱铁水重量（出品率按77%）计算：59.5x4/77%=308公斤； 根据球墨铸铁件大孔出流设计表，由铸件重量确定浇注时间22秒； 阻流截面计算：S=G/0.31μt√Hp, 其中流量损耗系数μ取0.35，G为型内铁水总重量308公斤 平均静压头计算Hp=H0-P2/2C=35-8.392/2x22.54=33.44
其中H0是浇口杯液面到分型面距离，P是内浇口以上的型腔高度，C为铸件高度。
所以，计算阻流截面S=308/0.31x0.35x22x5.78=22.33CM2 浇注系统各单元比例为： ΣS直： ΣS阻： ΣS横1： ΣS横2： ΣS内= 1.2:1:1.6:1.2：1.4 具体尺寸如下： 直角道直径60mm; 阻流截面尺寸：a=32mm,b=36mm,h=33mm; 横浇道1尺寸： a=28mm,b=32mm,h=28mm; 横浇道2尺寸： a=24mm,b=26mm,h=28mm; 内浇口尺寸： a=40mm,b=5mm。
1.确定产品化学成分：
该产品是球墨铸铁，牌号是QT600，为珠光体基体的球墨铸铁。化学成分如下：
化学成分
C
Si
Mn
s
p
Cu
目标值%
3.6-3.85
铸造工艺设计概论
（三）设计内容和程序 铸造工艺设计内容： １）铸造工艺图 ２）铸件（毛坯）图 ３）铸型装配图（合箱图） ４）工艺卡及操作工艺规程
此外铸造工艺设计应注意保护环境、 节省能源、最大限度的提高生产效率。 使用保温冒口、湿型、制芯
铸造工艺方案的确定
砂型铸造工艺方案主要包括以下内容： １）造型方法（机器、手工） ２）造芯方法 ３）铸型种类的选择（砂型、金属型） ４）浇注位置 ５）分形面选择
第四章
铸造工艺设计
吴士平
主讲
第四章
铸造工艺设计概念
第一节 铸造工艺设计的概念、设计的依据、内 容及程序
一、概念 铸造工艺设计：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。
• 铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、 管理和铸件验收的依据，并用于直接指 导生产操作。因此铸造工艺设计的好坏， 对铸件的品质、生产率和成本起着重要 作用。
２、芯头斜度 对垂直芯头，上下芯头都应设有斜度。
３、芯头间隙
４、压环、防压环和积砂槽
（二）芯头承压面积计算 芯头的承压面积应足够大，以保证在金 属液最大浮力的作用下不超过铸型的许 用压应力。 由于砂芯的强度通常都大于铸型的 强度，故只核算铸型的许用压力即可。 芯头的承压面积S应满足下式
（２）零件技术要求 金属材质牌号、金相组织、力学性能 要求、铸件尺寸及重量公差及其它特殊 性能要求，如是否经水压、气压试验等。 铸造工艺设计时应注意尽量满足这些要 求。
（３）产品数量及生产期限 应尽量采用先进技术以保证铸件的质 量及数量，保证生产期限。缩短生产， 周期，获得最大的经济效益。
（二）生产条和生产效率、造型和制芯机种类、 机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力 等。 （２）车间原材料的应用情况和供应情况 （３）工人技术水平和生产经验 （４）模具等工艺装备的加工能力和生产经验
1-砂型铸造
L
1
2
φ
φ2 φ2
φ2
整模
分模
φ
挖砂
三箱造型
实习中的零件
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砂型铸造工艺设计要点
3.浇注位置的确定
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 选择浇注位置的主要原则：
(1)铸件上重要的受力面、主要加工面应朝下或处于侧面。 (2)铸件上宽大的平面应朝下或倾斜角度。
上
上 下
27
绘制铸件工艺图
★ 铸件上 的大平面结 构或薄壁结 构应朝下或 呈侧立状态
铸件位置选择
合理
不合理
28
绘制铸件工艺图
铸件位置选择
★ 铸件上的 大平面结构或 薄壁结构应朝 下或呈侧立状 态
不合理
合理
29
绘制铸件工艺图
选择浇注位置
★ 选择浇注位
置应有利于补缩， 防止在铸件中产 生缩孔。
选择浇注位置
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三箱造型
20
活块造型
21
砂型铸造
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2、机器造型
填砂、紧实、起 模等实现机械化，生
压实式造型
震机压实式造型 微震压实式造型 机器造型 高压式造型 空气冲击式造型
产率高，投资大，主
要用于批量生产。
射压式造型
抛砂式造型
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2 铸造工艺规程制定 制定工艺规程的目的：
• 制造合格的铸件
• 降低铸件的成本
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3.1 砂型铸造
1、手工造型
造型方法
按造型操作方法的不同，可分为：
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。 主要方法有： 分模造型 三箱造型 整模造型 假箱造型 刮板造型 活块造型 挖砂造型
砂芯铸造的工艺过程
砂芯铸造的工艺过程
砂芯铸造是一种常见的铸造工艺，它是通过在铸造前制造出砂芯，再在砂芯内注入液态金属，最后冷却凝固形成所需铸件的过程。
下面
将简要介绍砂芯铸造的工艺过程。
首先，选择合适的砂芯材料和适当的砂芯型腔。
根据铸件形状和
尺寸的不同，选择不同的砂芯型腔，并通过设计、调整和测试确认最
佳参数。
然后将选好的砂芯材料，如石英砂、石膏砂、水玻璃砂等，
经过制砂加工处理，得到均匀、致密、稳定的砂芯。
其次，制作砂芯。
将制好的砂芯材料放入砂芯模具中，通过振动、加压、模具开关等操作，将砂芯模具完整地填充好。
然后将砂芯模具
放在干燥室中，靠空气干燥或加热干燥，以使砂芯在模具中稳定形成。
在干燥过程中，还需注意控制温度、湿度、通风等条件，以保证砂芯
质量。
接下来，组装砂芯。
将制好的砂芯硬化后拆下，然后用砂芯粘合
剂或钢丝等连接多个砂芯。
将砂芯组合成一体，形成符合铸件形状的
整体砂芯，再将其放入砂箱内。
最后，注铸液态金属。
将整体砂芯放入铸造设备中，熔化黄铜、
铝合金、铸铁等铸造材料，注入砂芯内，待铸造材料冷却凝固后，拆
开砂芯，得到所需的造型，即铸件。
总之，砂芯铸造是一种将砂芯和铸造材料有机结合的铸造过程，
其优点是可制造出复杂形状、不易变形、表面光滑的铸件。
不过，由
于砂芯制作时间较长，成本较高，因此需要在实际应用中权衡成本与
生产效率。
《铸造工艺》课程设计说明书
目录1绪言················································2铸造工艺设计···············2.1铸件结构的铸造工艺性·········2. 2铸造工艺方案的确定·················2.3参数的选择工艺2. 4砂芯设计2. 5浇注系统设计·············3铸造的工艺装备设计······3. 1模样设计·······3. 2模底板的设计·······················3. 3模样在模底板上的装配············4结束语·······参考文献1绪言我本次课程设计的任务是对灰铸铁支承座进行铸造工艺及工装设计。
砂芯设计和铸造工艺参数和确定共53页文档
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。ห้องสมุดไป่ตู้—苏联
砂芯设计和铸造工艺参数和确定
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
铸造生产工艺参数包括
铸造生产工艺参数是指在进行铸造过程中需要控制和调整的一系列参数，以确保产品质量和生产效率。
以下是一些常见的铸造生产工艺参数：
1.浇注温度：指熔融金属或合金从炉中倒入铸型的温度。
合适的浇注温度能够保证流动性、
充填性和凝固性。
2.浇注速度：指铸液从浇口进入铸型的速度。
过高的浇注速度可能引起气孔、缩松等缺陷，
而过低的浇注速度可能导致充填不完全。
3.砂型湿度：指用于制备砂型的砂料中所含水分的含量。
适当的砂型湿度可以提高模型的
强度和表面光滑度。
4.压实压力：指用于压实砂型的压力大小。
正确的压实压力能够增加砂型的密实度和强度，
以提高铸件的表面质量和尺寸精度。
5.凝固时间：指从浇注到铸件完全凝固所需的时间。
准确控制凝固时间可以避免铸件缺陷，
如热裂纹和收缩缺陷。
6.浇注系统设计：包括浇口、冒口、喷杆等组成的铸造系统。
合理的浇注系统设计可以确
保铸液均匀充填铸型，并有助于减少气孔和杂质的产生。
7.砂芯制备参数：对于需要内部空腔的铸件，砂芯的制备是必要的。
砂芯制备参数包括砂
芯的湿度、压实力度和固化时间等。
8.热处理参数：针对某些合金铸件，热处理过程是必要的，如退火、淬火等。
热处理参数
包括温度、保温时间和冷却速率等。
这些参数在铸造生产中相互关联，需要根据具体铸件的形状、材料和工艺要求进行调整和控制，以保证最终产品的质量和性能。
金属型铸造与砂型铸造的比较
金属型铸造与砂型铸造比较：在技术上与经济上有许多优点。
（1）金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高。
同样合金，其抗拉强度平均可提高约25％，屈服强度平均提高约20％，其抗蚀性能和硬度亦显著提高；（2）铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定;（3）铸件的工艺收得率高，液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；（4）不用砂或者少用砂，一般可节约造型材料80～100％；此外，金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化。
金属型铸造虽有很多优点，但也有不足之处。
如：(1) 金属型制造成本高；(2) 金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件浇不足、开裂或铸铁件白口等缺陷;(3) 金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
因此，在决定采用金属型铸造时，必须综合考虑下列各因素：铸件形状和重量大小必须合适；要有足够的批量；完成生产任务的期限许可。
编辑本段金属型铸件形成过程的特点金属型和砂型，在性能上有显著的区别，如砂型有透气性，而金属型则没有；砂型的导热性差，金属型的导热性很好，砂型有退让性，而金属型没有等。
金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自己的规律。
型腔内气体状态变化对铸件成型的影响：金属在充填时，型腔内的气体必须迅速排出，但金属又无透气性，只要对工艺稍加疏忽，就会给铸件的质量带来不良影响。
铸件凝固过程中热交换的特点：金属液一旦进入型腔，就把热量传给金属型壁。
液体金属通过型壁散失热量，进行凝固并产生收缩，而型壁在获得热量，升高温度的同时产生膨胀，结果在铸件与型壁之间形成了“间隙”。
在“铸件一间隙一金属型”系统未到达同一温度之前，可以把铸件视为在“间隙”中冷却，而金属型壁则通过“间隙”被加热。
金属型阻碍收缩对铸件的影响：金属型或金属型芯，在铸件凝固过程中无退让性，阻碍铸件收缩，这是它的又一特点。
详解砂型铸造工艺技术
•砂型铸造的基本过程•砂型铸造有六个基本步骤:1) 把模样放入砂中制成一个模具。
2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。
3) 把模样去掉。
4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。
5) 让金属冷却。
6) 把砂型模具敲掉取出铸件。
砂型铸造案例项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。
铸件简图：轴承座如图2-1所示。
铸件材料：HT150。
体积参数：轮廓尺寸240mm´65mm´75mm，铸件重量约5kg。
生产性质：单件生产。
项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。
图2-1 轴承座将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。
砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。
套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。
图2-2 套筒的砂型铸造过程铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是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。
其中包括：浇注位置，铸型分型面，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。
铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。
砂型铸造主要工序包括：(1) 根据零件图制造模样和型芯盒；(2) 配制性能符合要求的型(芯)砂；(3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯；(4) 烘干型芯(或砂型)并合型；(5) 熔炼金属并进行浇注；(6) 落砂、清理和检验。
2.1.1 常用造型工模具1. 砂箱制造砂型时，需要用一种无底、无盖并围绕砂型的框架，以防型砂捣实时向外挤出，这种框架就叫做砂箱，砂箱的作用是便于造型，便于翻转砂型及搬运砂型。
砂箱可紧固着在它里面所捣实的型砂，它的四壁可承受金属液对型砂的侧压力，砂箱附有合型时的对准装置及吊运翻箱和夹紧装置，如图2-3所示。
第二节 砂型铸造及工艺方案的选择
2 .拔模斜度（起模斜度）----为了便于起模，凡垂直于分型面 的立壁，在制造模型时需留出一定的斜度。 为起模方便,把垂直壁做成斜的。 拔模斜度根据起模难易程度、立壁高度及壁厚,造型方法、模型 材料等确定,一般15′--3。 1） 机器造型比手工斜度小； 2）木模比金属模斜度大； 3） 立壁高斜度小；4）外壁斜度比 内壁斜度小。
二） 浇注位置选择原则:
浇注位置---指金属浇注时铸件所处的空间位置。 铸件浇注位置对铸件质量 , 造型方法等有很大影响 , 应注意以下 原则: 1 铸件重要的加工面应朝下: 1) 若做不到,可放侧面或倾斜 2) 若有几个加工面,则应把较大的放下面. 如导轨面是关键面，不允许有缺陷,则要放下面；伞齿轮，等。 2 铸件的大平面应朝下。 原因:上表面出现缺陷,尤其易夹砂. 3 面积大的薄壁部分放下面或侧面，有利于金属充填,防止 浇不足。 4 易形成缩孔的铸件,厚的部分放在铸型上部或侧面,便于 安置冒口,以补缩.
分型面的表示
1。尽量使铸件全部或大部置于同一半型内，或者使加工 面和加工基准面放在同一半型中，这样有利于保证铸件 精度。
冒口 上 下
Φ 350
汽车后轮毂的分型方案
上
下 上 下
a) 正确 b) 不正确
管子堵头分型面的选择
2。分型面应尽量采用平直面，简化造型工艺和减少模具制 造成本。
上 下
a) 曲面分型面
6. 活块造型 特点：将模样上妨碍起模的部分，做成可活动的活快， 便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。 应用范围：单件小批生产带有突起部分的铸件。 7. 刮板造型1、2 用刮板代替实体模样造型，可降低模样成本，节约木材， 缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。 用于有等载面或回转体的大、中型铸件的单件、小批生 产、如带轮、铸管、弯头等。 8. 地坑造型 在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂 箱，可减少砂箱的投资，大型铸件单件生产时,降低铸型 高度,便于浇注操作。但造型费工，而且要求操作者的技 术水平较高
铸造工艺知识及对产品设计的要求
1、铸造工艺流程
2、铸造工艺方案
铸造合金的种类、零件的结构与技术要求、生 产批量的大小和生产条件是确定铸造工艺方案的 依据。
确定铸造工艺方案主要是选择合理的浇注位置 和分型面。
分型面的选择应尽量与浇注位置一致，以避免 合型后翻转砂型。但平做立浇的铸件除外，如压 力机导套。
❖ 使用上表时的几点规定： ❖ ①当铸件尺寸公差等级和铸件机械加工余量等级确定后，其
加工余量数值应按有加工要求的表面上最大基本尺寸和该表 面距它的加工基准间尺寸两者中较大的尺寸所在范围，从表 2中选取加工余量数值。 ❖ ②确定旋转体加工余量时，铸件基本尺寸取其直径或高度 （长度）中较大的尺寸。 ❖ ③当砂型铸件底、侧面所采用的加工余量等级选定后，其顶 面的加工余量等级原则上采用降一级所对应的数值。 ❖ ④砂型铸造孔的加工余量等级由铸造工艺的保证性确定，可 适当加大。原则上降一级。 ❖ ⑤一般情况下一种铸件只能选取一个尺寸公差等级，当有特 殊要求时，可由供需双方商定采用非标准的加工余量。 ❖ 检验与评定时，当铸件实际测量尺寸位于铸件基本尺寸的公
用途是：制造模样、模板、芯盒等，并作为生 产准备和模样验收依据；是用于生产的指导性技 术文件及铸件尺寸验收依据。
铸造工艺卡片
三、铸铁件的热时效处理
对于不进行特殊热处理的重要铸铁件，特别是 机床铸件都要进行低温退火以降低或去除残余应 力，从而保持零件的尺寸精度，这种热处理又称 为热时效。
热时效是将铸件加热至弹塑性温度范围，为使 铸件各部分温度均匀和残余应力在此区间得到松 弛和稳定化而予以保温，然后缓慢冷却至弹性变 形的温度范围内，出炉空冷。
②有色金属铸件：主要生产铜合金铸件和 铝合金铸件。铜合金铸件以压力机铜套为主， 采用电炉熔炼、离心铸造工艺。铝合金铸件 采用砂型（红砂）、电炉熔炼工艺。
铸造工艺参数及在工艺图中的表示方法
工艺补正量在工艺图中的表示方法 ：
6、分型负数
因起模后的修型和烘干引起砂型变形，致使分 型面凹凸不平，使合型不严密。为防止浇注时从分 型面跑火，合型时需在分型面上放耐火泥条或石棉 绳，这就增高了型腔的高度。为了保证铸件尺寸合 图样尺寸要求，模样上必须减去相应的高度，减去 的数值称为分型负数。
1）、若模样分为两半，且上、下两半是对称的 ，则分型负数在上、下模样上各取一半，否则，分 型负数应在截面大的一侧模样上取。
注：（1）、同一铸件，由于结构上的原因，其局部 与整体、纵向与径向或长、宽、高三个方向的铸造 收缩率可能不一致。对于重要铸件长、宽、高应分 别给以不同的铸造收缩率。对于收缩大的方向和部 位取上限值，反之取下限值。
（2）、对于手工造型的灰铸铁件和球墨铸铁小件可 以不留缩尺。
3、起模斜度
为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒脱出， 平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为起模 斜度。
在工艺图中，加工量的表示方法
2、铸件线收缩率
铸件从线收缩起始温度冷却至室温时，线尺 寸的相对收缩量称为铸件线收缩率。以模样与铸 件的长度差占模样长度的百分率表示：铸造收缩 率 K=（L模-L件）/L件X100%
式中 ：L模 为模样的尺寸； L件 为铸件的尺寸。
铸件线收缩率受许多因素的影响，例如，合 金的种类及成分、铸件冷却、收缩时受到阻力的 大小、冷却条件的差异等，因些，要十分准确的 给出 铸件的线收缩率是非常困难的。当铸件处于 自由收缩状态时线收缩率较大，当铸件不能自由 收缩时线收缩率较小。
一般中小铸件壁厚差别不大且结构上刚度较大时
，不必留反变形。大的床身类、平台类等多使用反 变形量。
8、分芯负数
对于分段制造的长砂芯或分开制作的大砂芯， 在接缝处应留出分芯间隙量，即在砂芯的分开处， 将砂芯尺寸减去间隙尺寸，被减去的尺寸称为分芯 负数。分芯负数是为了砂芯拼合及下芯方便而采用 的。分芯负数可以留在相邻的两个砂芯上，每个砂 芯各留一半；也可留在指定的一侧的砂芯上。分芯 负数根据砂芯接合面的大小一般留1-3mm。分芯负 数多用于手工制芯的大砂芯。
砂型铸造课程设计
砂型铸造课程设计1前⾔1.1铸造⼯艺设计的概念铸铁件⼴泛的应⽤在装备制造业，冶⾦，建筑，农机，给排⽔以及国防⼯业各部门，如在机械制造业中，铸铁件所占⽐重约为机械重量的40%⾄80% 。
⽣产的铸件是多种多样的，质量有⼤有⼩，厚度可以薄到2mm，也可以达到500mm，可以是各种形状。
那么什么是铸造呢？铸造⼯艺设计⼜是怎么设计的呢？现代科学技术的发展，要求⾦属铸件具有⾼的⼒学性能、尺⼨精度和低的表⾯粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求⽣产周期短，成本低。
因此，铸件在⽣产之前，⾸先应进⾏铸造⼯艺设计，使铸件的整个⼯艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质⾼产的效果。
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。
铸造⼯艺设计的有关⽂件，是⽣产准备、管理和铸件验收的依据，并⽤于直接指导⽣产操作。
铸件的⽣产过程，也就是从零件图开始，⼀直到铸件成品检验合格⼊库为⽌，要经过很多道⼯序。
例如涉及到合⾦熔炼、造型、制芯材料的配制，⼯艺装备的准备，铸型的制造、合箱、浇注、落砂和清理等多⽅⾯⼯作。
⼈们把⼀个铸件的⽣产过程称为铸造⽣产⼯艺过程。
对于⼀个铸件，编制出铸造⽣产过程的技术⽂件就是铸造⼯艺设计。
这些技术⽂件必须结合⼯⼚的具体条件，是在总结先进经验的基础上，以图形、⽂字和表格的形式对铸件的⼯艺⽣产过程加以科学的规定[1]。
它是⽣产的直接指导性⽂件，也是技术准备和⽣产管理、制定进度计划的依据。
1.2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。
此外，要求设计者有⼀定的⽣产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。
1.2.1⽣产任务1）铸造零件图样。
提供的图样必须清晰⽆误，有完整的尺⼨和各种标记。
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。
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铸件公称质量可用如下方法确定：
➢ 成批和大量生产时，从供需双方共同认定的首批合 格铸件中随机抽取不少于10件，以实际质量的平均值 作为公称质量
例如：图样上一般尺寸公差为CT10级，则壁厚尺寸公差为 CT11级。在图样上采用公差等级代号标注，如GB6414－ 86CT10
二、铸件重量公差
铸件重量公差：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。
所谓公称质量是指包括加工余量和其它工艺余 量， 作为衡量被检验铸件轻重的基准质量。
GB/T11351－89规定了铸件质量公差的数值、确 定方法及检验规则，与GB6414－86《铸件尺寸公差》 配套使用。
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 寸公差、加工余量 铸钢
CT 11-13 砂型手工造型
MA J
灰铸铁 11-13
H
加工余量等级
球墨铸铁 可锻铸铁
11-13
10-12
H
H
铜合金 10-12
H
轻金属合金 9-11 H
CT 8-10 8-10
8-10
8-10
8-10
7-9
砂型机器造型2来自3212
3
45
6
78
9 10 11 12 13 14 15 16
CT1
精度
CT16
表6-1 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级
造型工艺 方法
铸钢
灰铸 铁
公差等级CT
球墨铸 可锻铸
铁
铁
铜合 金
砂型手工 造型
11-13
11-13
砂型机器 造型
8-10
8-10
金属型
7-9
压力铸造
11-13 8-10 7-9
10
16
－ － 0.20 0.28 0.38 0.54 0.78 1.1 1.6 2.2 3.0 4.4 － － － －
16
25
－
－ 0.22 0.30 0.42 0.58 0.82 1.2 1.7 2.4 3.2 4.6
6
8
10 12
25
40
－
－ 0.24 0.32 0.46 0.64 0.90 1.3 1.8 2.6 3.6 5.0
意义：准确、恰当选择工艺参数是保证铸件尺寸精 度、方便造型操作的工艺措施，也是制造模样和芯盒的 尺寸依据。
选取工艺参数的依据：铸件尺寸、质量、验收条件等
铸造工艺设计参数主要有：
铸件尺寸公差
铸件重量公差
机械加工余量 铸造收缩率
每个铸件工艺设计所必要的
起模斜度 最小铸出孔及槽
工艺补正量
分型负数
反变形量
1.8
2.5
3.6
5.0
7
10
12 16
20
160
250
－
－ 0.34 0.50 0.70 1.0
1.4
2.0
2.8
4.0
5.6
8
11
14 18
22
注：1、CT1和CT2没有规定公差值，是为将来可能要求更精密的公差保留的 2、铸件的基本尺寸小于或等于16mm时，CT13至CT16的公差值需单独标注，可提高2～3级
工艺筋
砂芯负数
其余的只是用于特定的条件下 非加工壁厚的负余量
分芯负数
一、铸件的尺寸公差
铸件的尺寸公差：指铸件各部分尺寸允许的极限偏差， 在这两个允许极限尺寸之间，铸件可满足加工、装配和使用 的要求。
按照GB/T6414－1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》 的规定，铸件尺寸公差等级共16级，用CT1～CT16表示。不 同的生产规模和生产方式生产的铸件所达铸件尺寸公差等也 不同。具体数据可参照相关手册。
第六章 铸造工艺设计参数 及砂芯设计
1、了解铸造工艺设计参数的种类 2、了解砂芯分类 3、了解芯撑和芯骨、砂芯的排气 4、掌握确定铸造工艺设计参数的选用方法 5、掌握砂芯设计基本原则、砂芯固定和定位、
尺寸设计、
第一节 铸造工艺设计参数
铸造工艺设计参数(简称工艺参数)：通常是指铸造工 艺设计时需要确定的某些数据。
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
4.0 5.0 6.0 4.5 5.5 6.5 6.0 7.0 7.0 8.0
铸件结构的复杂性、模具的类型和精度 铸件材质的种类和成分、造型材料的种类和品质、 技术和操作水平
可以通过以下措施来提高公差等级：
对设备和工装进行改进、调整和维修； 严格工艺过程的管理；提高操作水平
铸件基本尺寸（铸件图上给定的尺寸）包括机械加工余量
公差带应对称分布，有特殊要求时，也可非对称分布， 并应在图样上注明或技术文件中规定。壁厚尺寸公差一 般可降低一级
10-12 10-12
8-10 8-10 7-9 7-9
6-8
轻金 属合 金
9-11
7-9
6-8 5-7
熔模铸造 5-7 5-7 5-7
4-6 4-6
铸件尺寸公差数值 (mm)
铸件基本尺寸
公差等级CT
大于 至 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
－
10
－ － 0.18 0.26 0.36 0.52 0.74 1.0 1.5 2.0 2.8 4.2 － － － －
MA M
G
G
G
G
G
CT 金属型
MA
7-9
7-9
7-9
7-9
6-8
F
F
F
F
F
CT 压力铸造
MA
6-8
5-7
E
E
CT 5-7 5-7
5-7
熔模铸造
MA E
E
E
4-6
4-6
E
E
表6-10 与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量
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
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
一种铸造方法得到的尺寸精度如何，与生产过 程的许多因素有关，其中包括：
7
9
11
14
40
63
－ － 0.26 0.36 0.50 0.70 1.0 1.4 2.0 2.8 4.0 5.6
8
10
12
16
63
100
－
－ 0.28 0.40 0.56 0.78 1.1 1.6 2.2 3.2 4.4
6
9
11
14
18
100
160
－
－ 0.30 0.44 0.62 0.88 1.2