第二章 铸造工艺方案的确定

2.2 砂型铸造零件结构的工艺性
1 零件结构的铸造工艺性概念 是指零件的结构应符合铸造生产要求。从避免铸件缺陷和简化
铸造工艺两个方面审查零件结构 合金流动性 充型能力 铸件结构 铸造方法 2 铸造零件的设计步骤 1）功用设计 曲轴 2）基于铸造经验修改和简化设计 3）冶金设计（铸件材质的选择和适用性） 曲轴 球墨铸铁 锻件 4）考虑经济性
铸型中所处的状态和位置。 水平浇注 垂直浇注 倾斜浇注 浇注时分型面所处的空间位置
2）确定浇注位置一般原则 ①铸件的重要部位应置于下部 ②铸件的重要加工面应朝下或或呈侧立面 ③铸件的大平面应位于下部或倾斜 ④保证铸件的充型能力 ⑤有利于铸件的补缩 ⑥避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及
检验 ⑦尽量使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致
3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚 （2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡 和圆角 （3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面
第二章 铸造工艺方案的确定
2.1 概述 1 砂型铸造工艺设计的概念
根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求 及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件。 2 砂型铸造工艺设计依据
1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程
1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构 工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位 置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参 数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注 系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛 坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱 图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规 程及工艺卡等技术文件
7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心
头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位
准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙
解决砂芯通气等问题。 5 确定砂芯形状（分块）的基本原则
复杂砂芯分块制造，以简化芯盒结构，便于生产操作， 保证铸件尺寸精度 。总的原则 是： 使造芯到下芯的整 个过程方便，铸件尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使 芯盒结构简单。 6 砂芯设计的基本原则 1）尽量减少砂芯数量 2）复杂砂芯可分块制造 3）保证铸件内腔尺寸精度和壁厚均匀 4）选择合适的砂芯形状，适应造型、制芯方法 5）填砂面应宽敞，烘干支撑面最好为平面 6）复杂砂芯分块数量较多时，应采用“基础砂芯”
砂芯按体粘结剂分类，分为粘土砂芯、水玻璃砂芯、 油脂砂芯、树脂砂芯和水泥砂芯
砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热 芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级 砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯
4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及
芯头的高度、芯头斜度（芯头和芯座的上部斜度 比下部斜度大） 、芯头的间隙 （2）水平芯头的尺寸和间隙
芯头长度（芯头不要太长，只要满足芯头的基本作 用 ，强度校核） 、芯头斜度（一般不留斜度，只在 芯座上带有斜度，上芯座斜度约为10°，下芯座斜度约 为5°）、芯头的间隙
芯头与芯座的斜度关系 芯头的斜度不得大于芯座， 以免合箱时相碰
大平板类倾斜浇注 球墨铸铁曲轴 横浇竖冷 立浇
2 分型面的选择 1）分型面的概念 是指两半铸型相互接触的表面。 2）确定分型面基本原则 ①分型面应尽可能选在最大截面处 ②尽可能使铸件全部或大部置于同一半型 ③尽量减少分型面的数目 ④分型面尽可能选用平面 ⑤避免使砂箱过高，便于下芯、检查、合型和浇注 ⑥注意减轻清理和机械加工量 ⑦受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度
2.6 砂芯设计
1 砂芯的功用 形成铸件的内腔、成形孔及铸件外形不能
起模的部位。
2 砂芯的基本要求
砂芯的形状尺寸及在砂型中的位置应符合铸件要求， 具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生 的能及时排除型外，铸件收缩时阻力小，容易清砂。
3 砂芯分类
砂芯按体积大小分类，分为小砂芯、中砂芯和大砂芯
2） 从简化铸造工艺方面改进零件结构 （1）铸件外形
合理设计凸台、肋条和结构斜度，避免侧凹结构 （2）铸件内腔 不用或少用型芯，便于型芯的固定、排气和清理 （3）减少和简化分型面，便于清理 （4）分体铸造和联合铸造
压铸件结构的工艺性 金属型铸件结构的工艺 熔模铸造铸件结构的工艺性
2.3 造型、制芯方法的确定 1.优先采用湿型 2.应和生产批量相适应 3.适合企业生产条件 4.兼顾铸件的精度要求和生产成本 2.4 浇注位置与分型面的选择 1 浇注位置的选择 1）浇注位置的概念 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在
确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾，要 根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实践 经验)。分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系，只 有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并易 于保证铸件质量。
2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中wenku.baidu.com件数量的确定原则
合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道 位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。 2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布。
（3）压（紧）环、防压环和集砂槽 压环（压紧环） r=2～5mm ；防压环（防压肩） 高度 0.5～2mm 宽度5～12mm；集砂槽 深度 2～5mm 宽度 3～6mm 起到存放散落砂粒的作用 ；