铸造工艺设计

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双联齿轮毛坯的造型方案
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应尽量使铸型只有一个分型面，以便采 用工艺简便的两箱造型
三通管
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1.浇注位置的选择原则
金属液的比重大于砂、渣。浇注时，砂眼气泡和夹渣往往上浮到 铸件的上表面，所以上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷。 同时，由于重力的关系，下部的铸件最终比上部要致密。因此， 为了保证零件的质量，重要的加工面应尽量朝下，若难以做到朝 下，应尽量位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将较 大的平面朝下。对于体收缩大的合金铸件，为放置冒口和毛坯整 修方便，重要加工面或主要工作面可以朝上。
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选择分型面时应尽量避免不必要的型芯。
制造型芯需要专门的芯盒、芯骨，还需烘干及下芯 等工序，增加了铸件成本。
若按图中方案1分开模造型，其上、下内腔均需采用型芯。 图中方案Ⅱ，采用整模造型，则上、下内腔均可由砂垛形成，
省掉了型芯。
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没有特殊质量要求的一般铸件，则以简化工艺、提高经济
效益为主要依据，不必过多地考虑铸件的浇注位置。
机床立柱、曲轴等圆周面质量要求很高、又需沿轴线分型
的铸件，在批量生产中有时采用“平作立浇”法，此时， 采用专用砂箱，先按轴线分型来造型、下芯，合箱之后， 将铸型翻转90度，竖立后进行浇注。
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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
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ห้องสมุดไป่ตู้
应尽量减少分型面的数目 分型面数量少，既能保证铸件精
度，又能简化造型操作。
JMU College Mechanical and Energy Engineering 图4-3 of 三通铸件的浇注位置和分型面
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（2）尽量使铸件重要加工面或大部分加工面、加 工基准面放在一个砂型内，减少错箱、披缝和毛 刺，提高铸件精度。
型芯位于两箱 VS 单箱
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抓住主要矛盾、全面考虑
上述诸原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时 甚至互相矛盾。 例如，
质量要求很高的铸件(如机床床身、立柱、钳工平板、造纸
烘缸等)，应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的 简化。
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图 有热节的浇注位置
热节处应位于分 型面附近的上部 或侧面 容易形 成缩孔的铸件 (如铸钢、球墨 铸铁、可锻铸铁、 黄铜)浇注时应 把厚的部位放在 分型面附近的上 部或侧面，如图 4-2-1所示，以 便安放冒口，实 现定向凝固，进 行补缩。
化工艺，节省人力物力。
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分型面是在造型时上下两箱接触的面，而分模面 是模具在此分开的两个面。一般情况下，分型面 与分模面在同一个面。 当遇到较复杂的铸件，特别是中间小而两头大时， 采用三箱造型时，会出现两者不一致的情况，一 般有三个分模面两个分型面。
圆锥齿轮的重要功能区域是齿轮面，要保证轮齿的质 量，向下。
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卷扬筒的浇注位置方案
因为卷扬筒的圆周表面质量要求高，不允许存有 明显的铸造缺陷。 若采用卧铸，圆周的朝上表面的质量难以保证； 若采用立铸，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其 质量均匀一致，较易获得合格铸件。 10 JMU College of Mechanical and Energy Engineering
当改用方案Ⅱ时，可省
去活块，仅在A处稍加 挖砂即可。
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根据零件结构、技术要求、生产条件，有不同的 铸造工艺方案。
b) 机器造型
JMU College of Mechanical and Energy Engineering 图4-4 角架铸件的分型方案
(1) 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧 面，避免砂眼、气孔和夹渣
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车床床身铸件的浇注位置方案
上
下
重要加工面应朝下或位于侧面。 由于床身导轨面是关键表面，不容许有明显的表面缺陷， JMU College of Mechanical and Energy Engineering 而且要求组织致密，因此通常都将导轨面朝下浇注。 8
JMU College of 图4-2a Mechanical 大平面朝上引起夹渣缺陷 and Energy
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(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。
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（1）便于起模，使造型工艺简化。
1）分型面应选在铸件的最大截面处；
2）分型面应尽量平直 平直分型面
可采用简便的分 模造型。 大批量生产
弯曲分型面
则需采用挖砂或 假箱造型。 单件小批时：耐用
起重臂分型面的选择。
床身铸件，其顶部平面为加工基准面。
图中方案a在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯，因采用整模造型使加工
面和基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量生产时的合理方案。
若采用方案b，铸件若产生错型将影响铸件精度，但在单件、小批生产条
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图 尽量使用平直分型面
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3) 避免活块和型芯
支架分型方案
按图中方案Ⅰ，凸台必
须采用四个活块方可制 出，而下部两个活块的 部位甚深，取出困难。
铸造工艺图上的工艺符号见书末插页表4-1
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使铸件全部或大部分放在同一砂型
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尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内
不合理
合理
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尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内
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2. 分型面的选择原则
分型面是指两半铸型相互接触的表面。 除了消失模铸造外，都要选择分型面。 一般说来，分型面在确定浇注位置后再选择。 但是，分析各种分型面的利、弊之后，可能再次调
整浇注位置。
在生产中浇注位置和分型面有时是同时确定的。 分型面的选择在很大程度上影响着铸件的质量、 成本和生产率。 分型面的选择要在保证铸件质量的前提下，尽量简
图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置 JMU College of Mechanical and Energy Engineering
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(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。
(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。
因此，平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。
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(5).芯子数量力求少， 砂垛代芯省、好。 要便于型芯的固定和排气，减少型芯的数量，
用自带型芯(亦称砂垛)替代专制砂芯
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第4章 铸造工艺设计
铸造工艺设计的工作任务是要根据铸造零件的结构特点、技 术要求、生产批量、交货期限和现有生产 条件等，拟定铸件 工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制产品铸造工艺 规程或铸造工艺卡，作为生 产准备、管理和产品验收的依据， 并用于直接指导生产操作和中间检查。 1
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对于内腔形状复杂的大铸件，常将形成内腔的型芯分割 成数块，使每块形状简单，尺寸较小，便于操作、搬运、 烘干，简化芯盒结构。
4）尽量减少分型面，并尽量做到只有一个分型面
① 多一个分型面多一份误差，使精度下降； ② 分型面多，造型工时多，生产率下降； ③ 机器造型只能两箱造型，分型面多，不能进行大批量生产。
如图2-18所示为一双联齿轮毛坯，若大批生产只能采用两箱造型，但其 中间为侧凹的部分，两箱造型要影响其起模，当采用了环状外型芯后解 决了起模问题，很容易进行机器造型。 23
二、型芯的形状、数量及分块
型芯是铸件的一个
重要的组成部分。
型芯的功用是形成 铸件的内腔,孔洞和 形状复杂、阻碍起模 部分的外形。
图4-6 车轮铸件的型芯方案
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（3）使型腔和主要型芯位于下箱，以便于造型、下 芯、合型和检查型腔尺寸。
图2-21_1 尽量使型腔及主要型芯位于下型
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• 简化工艺 便于合箱
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一、 浇注位置及分形面的选择
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置；
可采用：立浇、卧浇、斜浇等浇注位置。
分 型 面：是指两半铸型（上、下型）或多个铸型
（多箱造型）相互接触、配合的表面。
铸件的造型位置由分型面决定，而铸件的浇注位 置与造型位置通常是一致的。
浇注位置和分型面对铸件质量及铸造工艺都有很 大影响。 选择原则：着眼于控制铸件的凝固顺序 估计到铸件发生缺陷的可能