第六章砂芯设计和铸造工艺参数的确定
砂芯设计
500mm×400mm方孔四周壁厚均匀
为保证铸件精度而将砂芯分块的实例
（二）保证操作方便
复杂的大砂芯、细而长的砂芯可分为几个小而简单砂芯。细而长的砂芯易变形，应分成数段，并设法使芯盒通用。在划分砂芯时要防止液体金属钻入砂芯分割面的缝隙，堵塞砂芯通气道。
3#
右图为空气压缩
机大活塞的砂芯。为了便于操作将砂芯分为3块。这样可以简化造芯和芯盒结构
砂芯的功用
2-4砂芯设计
形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位
砂型局部要求特殊性能的部分（如较高耐火度），有
时也用砂芯
砂芯应满足以下要求
具有足够的强度和刚度
在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外
铸件收缩时阻力小，容易清砂
一、确定砂芯形状（分块）几分盒面选择的基本原则
总原则
使造芯到下芯的整个过程方便
对壳芯、热芯和冷芯盒砂芯要从便于射紧砂芯方面
来考虑改进砂芯形状。
除上述的原则外，还应使每块砂芯有足够的断面，保证有一定的强度和刚度，并能顺利排出砂芯中的气体；使芯盒结构简单，便于制造和使用等。
（五）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面
为此，需要进炉烘干的大砂芯，常被沿最大截面切分为两半制作。
用平板烘干砂胎支撑烘干用成型烘干器烘干
平面烘干板结构简单通气性好且价格低廉
烘干砂芯的几种方法
砂胎烘干法不精确也不方便
烘干器虽精确、简便，但结构复杂、昂贵且维修量大
（六）砂芯形状适应造型、制芯方法
高速造型线限制下芯时间，对一型多铸的小铸件，不允许逐个下芯，因此，划分砂芯形状时，常把几个到十几个小砂芯连成一个大砂芯，以便节约下芯、制芯时间，以适应机器造型节拍的要求。
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
砂芯的设计
5.砂芯的设计5.1砂芯的概念砂芯的用是形成铸件的内腔、孔以及铸件外形不易出砂的部位。
砂芯设计要包括确定砂芯的形状和个数。
为了减少制造工时，降低铸件成本和提高其尺寸精度，对于不太复杂的铸件，应尽量减少砂芯数量。
由于此次设计的钩型连杆有三个圆柱孔，此次设计有3个圆柱形砂芯，由于尺寸因素，有两个砂芯的尺寸相同，分别用来形成零件上的内孔。
根据零件结构特征和分型面的设计原则，本次设计的砂芯采用水平放置的方式。
如图5.1所示。
图5.1砂芯形状及放置方式5.2芯头设计芯头是指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
芯头的作用是：定位和固定砂芯，使砂芯在铸型中能够准确的位置。
并且能够承受砂芯本身重力及浇铸时液体金属对砂芯的浮力。
因此，芯头应足够大才不致破坏，才能保证砂芯能起到相应的功效。
浇铸后砂芯收缩产生的气体，都应能通过芯头排至铸型以外。
在设计芯头时，除了要满足上面的要求，但是，为了启芯方便，所以应保证适当斜度。
定位的可靠性，是保证在浇铸过程中砂芯位置不能变动。
根据砂芯在铸型中安放的位置，可分为垂直芯头、水平芯头两类。
本次设计中，采用的是水平芯头。
芯头它由芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和集砂槽等结构组成。
各部分具体位置如图5.2所示。
图5.2 芯头的组成1)芯头长度指的是砂芯伸入铸型部分的长度，对于直径小于150mm和长度小于1m的中、小型砂芯，水平芯头长度一般在20-100mm之间。
在图中用l表示。
2）斜度为了避免合箱时和砂芯相碰，在端面上要留有一定的斜度,上箱斜度比下箱的斜度大在图中标示为S。
3）芯头间隙为了下箱方便，通常在芯头和芯座之间留有一定的间隙。
间隙的大小取决于砂芯的大小和精度及芯座本身的精度。
4)压环在上模样芯头上车削一道半圆凹沟（r=1.5-6mm）造型后在上芯座上凸其一环型砂，合箱后它能把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙钻入芯头，堵塞通气道。
5）防压环在水平芯头，靠近模样的根部，设置凸起圆环，高度为0.5-2mm，宽5-15mm，谓之防压环。
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
铸造工艺毕业设计
铸造工艺毕业设计铸造工艺毕业设计【篇一：铸造工艺毕业论文】毕业论文题目浅谈铸造工艺与品质检查姓名所在系别专业班级学号指导教师日期摘要：为了提高铸件的可靠性、适用性；提高产品在市场上的竞争能力，对铸件质量的要求不断提高。
铸件质量的概念也发生了相应的变化，“质量”的含义至少包含两个方面的内容：一是产品质量，即铸件满足用户要求的程度；或按其用途在使用中应取得的功效，这功效是反映铸件结构特征、材质的工作特性和物理力学特性的总和，是评价铸件质量水平和技术水平的基本指标。
二是工程质量，指的是铸制毛坯和铸制零件的生产过程对产品质量的保证程度，即铸件在具体使用条件下的可靠性。
这一指标在相当大的程度上决定于前述的功效指标，还与稳定性、耐用性和工艺性等指标有关。
标准是由国家承认的标准制订单位批准的对各种产品（铸件）规格、材料规格、试验方法、术语定义或推荐的工艺方法的规定。
我国的国家标准是由国家技术监督局批准并颁行的，有关铸件质量的各种标准一经接纳、贯彻与实施，可取得明显的效果和效益。
国际标准是由国际标准化组织批准并颁行的。
我国是国际标准化组织的主要成员国之一，按国家现行的政策,国际标准可以等效地视为国家标准。
关键词：铸件质量；提高铸件品质；稳定性；耐用性目录引言 (3)第一章铸件质量标准 (4)1.1 铸件精度标准 (4)第二章铸件缺陷分类 (6)2.1铸件缺陷 (6)2.2废品与铸件质量 (11)2.3 修补与缺陷防止 (11)第三章铸造过程中的质量控制技术................................. 错误！未定义书签。
3.1影响铸件质量的因素 (12)3.2 技术准备过程的质量控制 (13)3.2.1质量标准的制定 (13)3.2.2铸件设计 (14)3.2.3铸造工艺、工装设计及验证 (15)3.3生产工艺过程的质量控制 (15)3.3.1原材料的质量控制 (15)3.3.2设备及工装的质量控制 (16)3.3.3 工艺过程的质量控制 (16)第四章铸件质量检测技术与缺陷诊断方法 (17)4.1铸件外观质量检测 (17)4.1.1 铸件形状和尺寸检测 (17)4.2 铸件内在质量检测 (17)4.3 铸件质量无损检测技术 (18)结论......................................................................... 18 参考文献..19 答谢。
铸造工艺课程第三篇第六章
砂箱结构 砂箱名义尺寸 砂箱名义尺寸是指分型面上砂箱内框尺寸(长度X宽度)乘砂箱高度 箱壁
砂箱定位 上下箱间的定位方法有多种：泥号、楔榫、箱垛、箱锥、止口及定位销等。机器造型时只用定位销定位。
箱带(箱档、箱肋) 箱带增加对型砂的附着面积和附着力，提高砂型总体强度和刚性，防止塌箱和掉砂，延长砂箱使用期限。
1．材质的选择
金属模样 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。适用于大量、成批生产的各种铸件。
1
2
聚苯乙烯泡沫塑料模(消失模) 由聚苯乙烯经渗发泡剂后称可发性聚苯乙烯，可直接发泡制成模样或板材。造型后不取出模样，直接浇注。 。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％。但导热性差，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，多用于成批生产的中小模样。
1．壁厚、加强肋和边缘
铝芯盒边缘上应镶装厚3～4mm的钢板——防磨片，用沉头螺钉固定
对开芯盒都有定位结构，常用定位销、铰链及止口。定位销是标准件，精度高，应用广。 妨碍砂芯取出的部分应制成活块。活块同芯盒本体之间可用定位销、榫及燕尾槽定位。应使活块重心落入芯盒窝座之内，以保持稳定。
为加工方便，常将芯盒内某些局部——镶块分开加工，然后镶装在本体上，故叫镶块。
搬运、翻箱结构
砂箱的紧固 为防止胀箱、跑火等缺陷，上下箱间应紧固。紧固方式有：上箱自重法、压铁法、手工夹紧(箱卡)法和自动卡紧法等。 手把用于小型砂箱，吊轴广泛用于各种中大砂箱，吊环主要用于重型砂箱。
一、芯盒的类型和材质
6－3 芯 盒
金属芯盒的设计步骤为：确定类型、材质，选取分盒面，芯盒结构设计和工作尺寸计算等。
铸造工艺流程中的砂芯设计要点
铸造工艺流程中的砂芯设计要点在铸造工艺过程中，砂芯的设计是至关重要的一环。
砂芯的质量和设计合理与否，直接影响着铸件的成型效果和性能。
本文将介绍铸造工艺流程中砂芯设计的要点，并详细解析每个环节的注意事项。
1. 铸造工艺流程概述铸造是一种将熔化金属浇注到模具中，经凝固和冷却后获得所需形状的工艺方法。
在铸造过程中，为了使金属铸件内部为空洞或某些特殊形状而使之成型，需要使用砂芯。
2. 砂芯材料选择砂芯材料的选择应根据铸件的要求来确定。
常用的砂芯材料有石膏砂芯、水玻璃砂芯和硬化砂芯等。
选择适合的砂芯材料，可以提高砂芯的强度和耐高温性能。
3. 砂芯设计要点（1）砂芯形状设计：砂芯的形状设计应根据铸件的形状和几何要求来确定。
砂芯的形状应与铸件配合紧密，确保铸件内部空洞的准确性和一致性。
（2）砂芯结构设计：砂芯的结构设计要考虑铸件的冷却和收缩情况，以及砂芯的支撑和固定方式。
合理的砂芯结构能够提高铸件的冷却效果，避免缺陷的产生。
（3）砂芯通气设计：砂芯内部空洞与铸件之间需要良好的通气，以保证熔融金属充分填充到空洞内。
通气孔的位置和数量需要合理设计，避免砂芯烧结或阻塞通气。
（4）砂芯的涂料选择：砂芯在使用前需要涂覆一层涂料，以提高砂芯的表面质量和耐热性。
根据铸件的要求和砂芯的材料特性，选择合适的涂料进行涂覆。
4. 砂芯制作工艺制作砂芯的工艺流程主要包括模具制作、芯盒装配、砂填充、振动压实、脱模等。
在每个环节中，都需要注意以下几个要点：（1）模具制作：模具的制作应根据砂芯的形状和结构要求进行，确保模具的精度和稳定性。
（2）芯盒装配：芯盒的装配应注意芯盒之间的配合准确性，避免砂芯在装配过程中变形或偏移。
（3）砂填充：砂芯的砂填充应均匀、充实，避免砂芯内部出现空隙或变形。
（4）振动压实：在砂芯振动压实过程中，应注意振动频率和振动时间的控制，以充分压实砂芯，提高其密实度。
（5）脱模：脱模时要注意砂芯的整体性和完整性，避免在脱模过程中产生砂屑或破损。
铸造工艺设计-课设
它旨在提高铸造生产的效率、降 低能耗、减少废品率，并确保最 终产品的质量。
铸造工艺设计的重要性
铸造工艺设计是铸造企业实现高效、 低成本、高质量生产的关键因素。
同时，铸造工艺设计也是铸造企业技 术创新和升级的重要手段，通过不断 优化和改进铸造工艺，可以提高企业 的核心竞争力。
通过合理的铸造工艺设计，可以显著 提高生产效率、降低能耗和减少废品 率，从而降低生产成本和提高产品质 量。
05
铸造缺陷及其防止措施
铸造缺陷的类型与成因
气孔
由于金属液中气体过多或模具排气不良，导 致铸件内部或表面出现孔洞。
夹渣
由于金属液中杂质未完全清除，导致铸件内 部出现夹渣。
缩孔
由于金属液冷却过程中收缩不均，导致铸件 表面或内部出现空洞。
裂纹
由于金属液冷却过快或模具设计不合理，导 致铸件表面或内部出现开裂。
根据铸件的结构、尺寸和重量，确定合适 的铸造方法，如压力铸造、低压铸造等。
工艺参数确定
质量控制
根据铸件的结构和铸造方法，确定合适的 合金成分、浇注温度、浇注速度等工艺参 数。
通过控制原材料质量、模具制作精度、浇 注操作等环节，确保铸件质量符合要求。
实例三：镁合金件的铸造工艺设计
镁合金材料选择
根据产品用途和性能要求，选择合适的 镁合金种类，如镁铝锌合金、镁铝稀土
浇注时间的确定
总结词
浇注时间是指金属液从开始浇注到充满 型腔所需要的时间，是铸造过程中重要 的工艺参数。
VS
详细描述
浇注时间过短可能导致金属液无法完全填 充型腔，产生浇不到、冷隔等缺陷；浇注 时间过长则可能使金属液在型腔内停留时 间过长，导致氧化、吸气和过热等缺陷。 因此，需要根据铸件的大小、壁厚、材质 等因素来确定合适的浇注时间。
《砂型铸造工艺设计》
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4、内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则
• ①应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面 冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。
• ②内浇道不应妨碍铸件收缩。如图4—16所示的圆环铸 件，其四个内浇道做成曲线形状，就不会阻碍铸件向中心 的收缩，避免了铸件的变形和裂纹。
• ③内浇道尽量不开设在铸件的重要部位。因内浇道附近 易局部过热而造成铸件晶粒粗大，并可能出现疏松，进而 影响铸件品质。
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(2) 分型面(中间)注入式浇注系统
内浇道开设在分型面上
优点：内浇道开设在分型面上，能方便地按需要进行布置， 有利于控制金属液的流量分布和铸型热量的分布。
应用：应用普遍，适用于中等质量、高度和壁厚的铸件。
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(3) 底注式浇注系统
内浇道开设在型腔底部
优点：金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯、飞溅和 氧化及由此引起的铸件缺陷；型内气体易于逐渐排出，整 个浇注系统充满较快，利于横浇道撇渣。 缺点：型腔底部金属液温度较高，而上部液面温度较低， 不利于冒口的补缩。
30～50 50
注： 若孔很深，孔径很小，一般不铸出； 不加工的特形孔，原则上应铸出； 非铁金属铸件上的孔，应尽量铸出。
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2．起模斜度
在造型和造芯时，为了顺利起模而不致损坏砂型和 砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度， 这个斜度称为起模斜度。
若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工 艺设计时给出铸件的起模斜度。
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注：L－冒口的相对长度（相对延续率） 沿铸件长度方向各个冒口根部长度的总和与铸件被补缩 部分长度之比的百分数。
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第四节 液态成形工艺设计实例
砂芯设计方法及内容.
砂芯设计方法及内容
灰铸铁铸件生产技术
砂芯设计方法
砂芯的功用：
□ 形成铸件的内腔、孔和 铸件外形不能出砂的部位 □ 砂型局部要求特殊性能 的部分，有时也用砂芯
砂芯应满足以下要求：
■ 具有足够的强度和刚度 ■ 在铸件形成过程中砂芯所产生 的气体能及时排出型外
■ 铸件收缩时阻力小，容易清砂
灰铸铁铸件生产技术
ห้องสมุดไป่ตู้
砂芯设计内容
（1）确定砂芯的数量和每一个砂芯的形状尺寸，芯砂种类
及造芯的方法，并按照下芯先后次序注明砂芯的序号
（2）决定每一个砂芯的芯头个数，形状和尺寸 （3）决定芯骨的材料、形状和尺寸以及砂芯的通气方式
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 干板(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，芯盒及烘干器的钻模和修整标准 也属于铸造工艺装备。
无论是手工造型或机器造型，也无论是单件小批生产或 成批大量生产，工艺装备都是必不可少的。
Lm Lj Ly 1 K
（100+2×2.5）×（1+1%）=106.05≈106.1 （50－2×2.5）×（1+1%）+2×0.25=45.95≈46 （50－2×2.5）×（1+1%）=45.55≈45.5 ——砂芯尺寸
18
二、模板
一般模板由模底板、模样、浇冒系统模、加热元件、定 位元件等组成。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、各模样 之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性， 制作容易，使用方便，尽量标准化。
2．模板种类
常用模板种类见表3-6-4。实例见图3-6-6、7、8。
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类型
表3-6-4 模板结构的分类
特
点
材质
应用机器
适用范围
垂直分型 用模板
（2）尺寸偏差
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 3-6-2。
表 3-6-2
14
（3）分模面平面度 金属模分模面平面度要求见表3-6-3。
表3-6-3
（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
试论铸造工艺参数的确定
2.铸出孔和槽的大小
铸件上的加工孔是否铸出，从可能性、必要性、经济性方面考虑: 较大的孔、槽应当铸出，以减少切削量和热节，提高铸件力学性能。 较小的孔和槽不必铸出，留待以后加工更为经济。 当孔深与孔径比L/D >4时，也为不铸孔。 正方孔、矩形孔或气路孔深且直径小一般不铸出。 弯曲孔，当不能机械加工时原则上必须铸出。 正方孔、矩形孔的最短加工边必须大于30 mm才能铸出。
➢ 机械加工余量的具体数值取决于铸件的材料性质、造型方 法、加工要求、生产批量、铸件的结构的复杂程度和尺寸 及加工面在铸型中的位置等。
➢ 加工余量大 浪费金属 切去了晶粒细致性能较好的铸件 表层。
➢ 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 影响甚至达不到加工要求。
➢ 起模斜度的大小取决于: ➢立壁的高度、造型方法、模样材料等 ➢因素，通常为15’～3°。 ➢立壁愈高，斜度愈小； ➢ 机器造型应比手工造型小， ➢木模应比金属模斜度大。 ➢为使型砂便于从模样内腔中脱出、以形成自带型芯，内壁的 起模斜度应比外壁大，通常为3°～10°。
起模斜度形成方式: 增加厚度法、加减厚度法和减小厚度法。
增加铸件厚度
加减铸件厚度
图4-10 起模斜度的形式
减少铸件厚度
当侧面不加工时: 壁厚＜8mm时，可采用增加壁厚法； 壁厚为8～16mm时，可采用加减壁厚法 壁厚＞16mm时，可采用减小壁厚法
当铸件侧面需要加工时: 必须采用增加壁厚法； 加工表面上的起模斜度，应在加工余量的
基础上再给出斜度数值。
通常灰铸铁为0.7~1.0%, 铸造碳钢为0.3~2.0%, 铝硅合金为0.8~1.2%, 锡青铜为1.2~1.4%。
五、芯头及芯座
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。
铸件砂芯设计
为了下芯合型方便而将砂芯分块制造
四、 砂芯烘干支撑面最好是平面
这一点对于需要烘干硬化的砂芯尤其重要。例如图 ! " # " %& 从分型面处分成两半 砂芯， 可以放在烘干板上烘干， 烘干后再粘合在一起； 而图 ! " # " %’ 用湿砂支撑烘干， 尺 寸不精确， 操作也不方便； 若采用烘干器则费用较高， 见图 ! " # " %(。
第六篇砂芯设计第一章砂芯设计原则与尺寸确定第一节砂芯设置的基本原则一尽量减少砂芯数量为了减少制造工时降低铸件成本和提高其尺寸精度对于不太复杂的铸件应尽量减少砂芯数量
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "
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等截面的柱状砂芯， 上下芯头可取同样的高度。 & / 大量生产中， 可先查出 % 值， 然后根据 % 值查出 % & 值。 # / 如有必要采取不同高度的上下芯头， 常不用上芯头。 $ / 对于大而矮的垂直砂芯， 为提高砂芯稳定性， 可采用加大芯头的形式。 , / 当砂芯长度 ! 与直径 " 之比 ! " " "# / ) 时，
第六章砂芯设计和铸造工艺参数的确定。
＜0.4 ＞0.4~1
－ 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 － － － － － － 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 － － － －
＞1~4
－ 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 － － －
＞4~10
－ 2 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 24 － －
用来存放个别的散落 砂粒，这样就可以加快下 芯速度。
典型的芯头结构 a）水平芯头 b）垂直芯头
（二）芯头承压面积的核算 由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算
铸型的许用压应力即可。芯头的承压面积S应满足下式
S
kF芯
[s压 ]
F芯
计算的最大浮芯力
k
安全系数，k=1.3-1.5
[σ压]
铸型的许用压应力
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。
小批和单件生产时，以计算质量或供需双方共同认定的任 意合格铸件的实称质量作为公称质量。
铸件质量公差数值 ％
质量公差等级MT 公称质量（kg）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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：
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
铸件基本尺寸即铸件图上给定的尺寸，应包括机械加工余量。 公差带应对称分布，有特殊要求时，也可非对称分布，并
铸造砂芯质量评判标准汇总，解读砂芯设计不得不注意的关键点！
铸造砂芯质量评判标准汇总，解读砂芯设计不得不注意的关键点！联合铸造联合铸造 2022-09-05 17:31 发表于河南砂芯主要用于形成铸件的内孔、腔。
某些妨碍起模、不易出砂的外形部分可用砂芯形成。
砂芯的工作条件较为恶劣，因此对砂芯的要求：1）有足够的强度和刚度；2）排气性好；3）退让性好；4）收缩阻力小；5）溃散性好，易出砂。
砂芯设计包括：确定砂芯数量，每个砂芯的形状、尺寸；芯头的个数、形状和尺寸；芯撑、芯骨；排气方式；芯砂种类及造芯方法等。
一、砂芯数量的确定一个铸件所需的砂芯数量，主要取决于铸件结构和铸造工艺方案。
确定砂芯数量的原则是：尽量减少砂芯数量，以减少芯盒、制芯工时费用，降低铸件成本，同时，也应考虑制芯下芯，检查方便，保证铸件质量精度。
1．当内腔或孔的深径比（高度与直径或高度与宽度之比）不很大时，应才用自带砂芯。
自带砂芯的高度和宽度之比不能太大，否则拔模时容易损坏。
自带砂芯尺寸查表。
2．砂芯和分块砂芯整体制造的砂芯，易于保证铸件精度，工装数目少，砂芯强度和刚度较好。
但是，对于尺寸过大、形状复杂的砂芯，仍采用整体砂芯，操作不方便，应分成两个或几个砂芯来制造。
砂芯的分块原是：①填砂面应宽敞；②砂芯支撑面最好是平面，以便于安放和烘干；③分盒面尽量与分型面一致。
④分块应便于下芯、合箱及检查，保证铸件精度。
⑤尺寸精度要求高的部分，尽可能用同一砂芯形成；⑥ 尺寸过大的砂芯，为了便于造芯、下芯解决车间起重量不够的困难，可以分成几个小砂芯。
每个小砂芯需具有足够的强度和刚度。
二、芯头芯头是砂芯的重要组成部分。
芯头的作用是定位、支撑和排气。
芯头在保证定位可靠，支撑牢固、排气通畅的情况下，其数目越少越好。
1．垂直芯头垂直芯头有三种形式，a）上下都作出芯头，定位准确，支撑可靠，排气通畅。
一般常用这种形式。
尤其适于高度大于直径的砂芯；b)只作下芯头，不作上芯头，合箱方便。
适合于横截面积较大而高度不大的砂芯；c)上、下芯头都不作出，可降低砂箱的高度，便于调整砂芯的位置。
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随机抽取不少于10件，以实际质量的平均值作为公称质量。
小批和单件生产时，以计算质量或供需双方共同认定的任
意合格铸件的实称质量作为公称质量。
铸件质量公差数值
公称质量（kg） ＜0.4 ＞0.4~1 ＞1~4 ＞4~10 ＞10~40 质量公差等级MT 1 － － － － － 2 5 4 3 2 － 3 6 5 4 3 2 4 8 6 5 4 3 5 8 6 5 4 6 7 8 9 10 11 10 12 14 16 18 20 24 8 6 5 － － － － － － － － － －
我国的铸件尺寸公差标准GB6414－86
ISO8062-1984《铸件尺寸公差制》
3
2
2
1 CT1
2
5 3 4
6
7 8
15 16 13 14 12 10 11 9
精度
CT16
铸件尺寸公差数值
铸件基本尺寸 大于 － 10 16 25 至 10 16 25 40 1
－ － － －
(mm)
公差等级CT 2
（二）芯头承压面积的核算 由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算 铸型的许用压应力即可。芯头的承压面积S应满足下式
S
F芯 k [σ压]
[s ]
压
kF
芯
计算的最大浮芯力 安全系数，k=1.3-1.5 铸型的许用压应力
如果实际承压面积不能满足上式要求，则说明芯头尺寸过小， 应适当放大芯头。若受砂箱等条件限制，不能增加芯头尺寸， 可采用提高芯座抗压强度（许用压应力）的方法，如在芯座部 分附加砂芯、铁片、耐火砖等。在许可的情况下，附加芯撑， 也等于增加了承压面积。
尽量使铸件内、外壁的模样和芯盒斜度取值相同，方向一致，以使铸
件壁厚均匀。
在非加工面上留起模斜度时，要注意与相配零件的外形一致，保持整台机
器的美观。
同一铸件的的起模斜度应尽可能只选用一种或两种斜度，以免加工金属模
时频繁地更换刀具。
起模斜度的形式
a)增加铸件尺寸法 b)增加和减少铸件尺寸法 c) 减少铸件尺寸法
有关，即与铸件的精度有密切关系，同时也与
造型、制芯、下芯及合箱的工艺过程有关。
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 起模斜度 最小铸出孔及槽 工艺补正量 分型负数 反变形量 砂芯负数 非加工壁厚的负余量 分芯负数
一、铸件的尺寸公差 指铸件各部分尺寸允许的极限偏差
扩大下芯头的垂直芯头
3、芯头间隙
为了下芯方 便，通常在芯 头和信座之间 留有间隙
4、压环、防压环和集砂槽 压环的作用 合箱 后 它 能 把 砂芯压 紧，避免金属液沿间隙钻 入芯头。 防压环的作用
下芯、 合箱时，它可 防止此处砂型被压塌，因 而可以防止掉砂。 集砂槽的作用
用来存放个别的散落 砂粒，这样就可以加快下 芯速度。 典型的芯头结构 a）水平芯头 b）垂直芯头
注：表中质量公差数值为上、下偏差之和，即一般为上偏差，一般为下偏差
三、机械加工余量
为保证铸件加工面尺寸和零件精度，应有加工余量，即在铸件工艺设计 时预先增加的，而后在机械加工是又被切去的金属层厚度，简称加工余量。 加工余量过大，浪费金属和加工工时 过小，降低刀具寿命，不能完全去 除铸件表面缺陷，缺陷甚至露出铸件表皮，达不到设计要求。
％
12 13 14 15 16 － － － － －
10 12 14 16 18 20 24 8 6
10 12 14 16 18 20 24 8
10 12 14 16 18 20 24
10 12 14 16 18 20 24
＞40~100
＞100~400 ＞400~1000 ＞1000~4000 ＞4000~10000 ＞10000~40000
第六章 砂芯设计及铸造工艺设计参数
§ 6-1 砂芯设计
砂芯的功用:
形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位
砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯
砂芯应满足以下要求:
具有足够的强度和刚度 在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外 铸件收缩时阻力小，容易清砂
一、确定砂芯形状（分块） ——分盒面选择的基本原则 总原则：
0.56 0.62 0.70
0.70
0.78 0.88 1.0
1.0
1.1 1.2 1.4
1.4
1.6 1.8 2.0
2.0
2.2 2.5 2.8
2.8
3.2 3.6 4.0
4.0
4.4 5.0 5.6
5.6
6 7 8
8
9 10 11
10
11 12 14
12
14 16 18
16
18 20 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
起模斜度形式的选用
在铸件加工面上采用？
增加铸件尺寸法
在铸件不与其它零件配合的非加工面上采用？
增加铸件尺寸法 增加和减少铸件尺寸法 减少铸件尺寸法
在铸件与其它零件配合的非加工面上采用？
加工余量和尺寸公差的关系 最小加工量等于加工余量减去铸件尺寸的下偏差
影响加工余量的主要因素有： 铸造合金种类 铸造工艺方法 生产批量
设备及工装的水平
加工表面所处的浇注位臵（顶、底、侧面）
铸件基本尺寸的大小和结构
选取加工余量图例
四、铸造收缩率
铸造收缩率K的定义是 K =
LM LJ
LM - LJ LJ
（三）保证铸件壁厚均匀
使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度 大小、方向一致，保证铸件壁厚均匀
保证铸件壁厚均匀 a) 不合理 b) 合理
（四）应尽量减少砂芯数目
用砂胎（自带砂芯）或 吊砂可减少砂芯，右图为 12VB柴油机曲轴定位套的机 器造型方案。
砂胎
活块
在手工造型时，遇到难于出 模的地方，一般尽量用模样“活 块”，即用“活块”取代砂芯。 这样虽然增加了造型工时，但却 节省了芯盒、制芯工时及费用
芯头可分为垂直芯头和水平芯头 （包括悬臂式芯头）两大类 （一）芯头的组成
典型的芯头的结构 如右图所示。 包括：芯头长度、斜 度、间隙、压环、防 压环和积砂槽等结构
典型的芯头结构 a）水平芯头 b）垂直芯头
1、芯头长度
砂芯伸入铸型部分的长度
扩大下芯头的垂直芯头
2、芯头斜度 对垂直芯头，上、下芯头都应设有斜度
－
－ － － － －
－
－ － － － －
－
－ － － － －
2
－ － － － －
3
2 － － － －
4
3 2 － － －
5
4 3 2 － －
6
5 4 3 2 －
8
6 5 4 3 2
10 12 14 16 18 20 24
8 6 5 4 3 10 12 14 16 18 20 8 6 5 4 10 12 14 16 18 8 6 5 10 12 14 16 8 6 10 12 14 8 10 12
11
2.8 3.0 3.2 3.6
12
4.2 4.4 4.6 5.0
13
－ － 6 7
14
－ － 8 9
ห้องสมุดไป่ตู้
15
－ － 10 11
16
－ － 12 14
40
63 100 160
63
100 160 250
－
－ － －
－
－ － －
0.26
0.28 0.30 0.34
0.36
0.40 0.44 0.50
0.50
（1）使造芯到下芯的整个过程方便
（2）不致造成气孔等缺陷 （3）铸件内腔尺寸精确 （4）使芯盒结构简单
（一）保证铸件内腔尺寸精确
凡是铸件内腔尺寸要求较严的部分应由同 一半砂芯形成，避免被分盒面所分割，更不宜 化分为几个砂芯。但手工造型中大的砂芯，为 保证某一部位精度，有时需将砂芯分块。
左图中，要求 500mm×400mm 方孔四周壁厚均匀
× 100 %
模样（或芯盒）工作面的尺寸 铸件尺寸
铸造收缩率的影响因素：
合金的种类及成分 铸件冷却、收缩时受到的阻力的大小 冷却条件的差异等 因此，要十分准确地给出铸造收缩率是很困难的
如何正确地选择铸造收缩率？
对于大量生产的铸件，一般应在试生产过程中，对铸件多 次划线，测定铸件各部分的实际收缩率，反复修改木模，直至 铸件尺寸符合铸件图样要求。然后再以实际铸造收缩率设计制 造金属模。 对于单件、小批量生产的大型铸件，铸造收缩率的选取必 须有丰富的经验，同时要结合使用工艺补正量，适当放大加工 余量等措施来保证铸件尺寸达到合格。
（三）特殊定位芯头
有的砂芯有特 殊的定位要求， 如防止砂芯在型 内绕轴线转动， 不许可轴向位移 偏差过大或下芯 时搞错方位，这 时就应采用特殊 定位芯头。
特殊定位芯头 a)、b) 垂直芯头 c)、d) 水平芯头
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，这些工艺数据一般都与模样及芯盒尺寸
（五）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面
为此，需要进炉烘干的大砂芯， 常被沿最大截面切分为两半制作。
用平板烘干
砂胎支撑烘干
用成型烘干器烘干
烘干砂芯的几种方法 平面烘干板结构简单 砂胎烘干法不精确 烘干器虽精确、简便，
通气性好且价格低廉
也不方便
但结构复杂、昂贵且维 修量大
（六）砂芯形状适应造型、制芯方法