柴油机缸盖缸体铸造工艺设计

以节约金属，减少机加工工作量、降低成本，又可以使铸件壁厚比较均匀，减少形 成缩孔、缩松等铸造缺陷的倾向。但是，当铸件上的孔、槽尺寸太小，金属压力较 大时，反而会使铸件产生粘砂、断芯。铸造厂铸件目前在生产机型其孔径小于 15mm时，一般不铸出。
5、反变形量 反变形量在长条形的缸盖类铸件上使用比
较多，由于缸盖类铸件壁厚不均匀，长度越 大，高度越小，各部分凝固、冷却速度不同 ，引起收缩不一致，铸件产生翘曲变形。
合金特性、铸造方法以及生产车间条件决定的。
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3、分型面选定 缸盖类大部分是用砂芯包围而成，其分型面基本选在内腔水道闷头孔中心线位置
；缸体类分型面选在缸孔中心线平面上。
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二、工艺参数设定
工艺参数设定包含：加工余量、铸件收缩率、拔模斜度、最小铸出孔、反变形 量、工艺补正量、分型（盒）负数等。
个方向的收缩率也不一样，砂芯越多，铸件收缩阻力就越大，收缩率就越小。
气缸体类长向缸孔段铸造收缩率 按1%计算，曲轴箱段铸造收缩率按 0.6 %计算，前后端插片长向收铸造 缩率缸顶1%过渡到机脚的0.6%；外 型长向铸造收缩率1%，其余方向铸 造收缩率0.8 %
缸盖类进气道圆芯头座长向铸造 收缩率按1%计算，其余铸造收缩 率按0.8％计算
3、排气槽尽量不与型腔直通，可采用折线方式排 气，以防止散砂掉入型腔形成砂眼。
4、为防止铁液堵死排气通道，可在芯头处用封箱 泥条封住。
5、铁水最后到达的地方往往容易形成气孔，可以 设置溢流槽，排出含杂质较多了冷铁水，又可防止 气孔产生。
6、明排气孔根部总截面积最小应等于内浇道总截 面积，若条件允许，排气孔根部总截面积要比内浇 道总截面积大1.5倍以上，以保证型腔内气体顺畅 排出，浇注过程铁水流动平稳。
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6、工艺补正量 工艺补正量是用以防止铸件局部 尺寸由于各种工艺因素（例如铸 件收缩率选用值和实际值不符、 铸件变形、有规律的操作偏差等 ）的影响而超差，在铸件上相应 部位增加金属层厚度。
7、分型（盒）负数 造型起模后铸型变形引起分型
面凹凸不平，合型时就增加了型 腔的高度，铸件尺寸增大。为保 证铸件尺寸符合图样要求，在模 样上必须减去相应高度，减去的 数值称为分型负数。同理，在芯 盒模具的分盒面减去的数值称为 分盒负数。
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四、浇注系统设计
浇注系统就是把金属液引入型腔的通道。 根据浇注系统各单元截面比例关系，可分为封闭式、开放式、半封闭半开放式、半 开发半封闭式。
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2、内浇道结构尺寸设计 内浇道的作用是控制金属液充填铸型的速度和方向，调节铸型各部分的温度和
铸件的凝固顺序。设计内浇道时应力求流量分布均匀，充型平稳，无喷射和飞溅 现象发生。
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气缸来自百度文库砂芯一般分为底盘芯（有些机型没有）、水道芯、顶杆室芯、主体芯、 插片芯，干湿机体还有水套芯和基准面芯。
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各柴油机厂家砂芯分类对比
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气缸体砂芯
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2、芯头间隙 为了组芯和下芯的方便，芯头应有一定的斜度，芯头与芯头座之间有一定的间隙 。砂芯定位凖头单边间隙冷芯为0.1mm，热芯的稍大些；砂芯组与外型间隙约 2mm。
1、加工余量 为了获得光滑的表面，铸件表面需要进行机加工。铸件的加工余量一般是在 工艺图或技术要求中用文字描述；采用非标准加工余量时，应在工艺图上所 需部位直接标出。
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2、铸件收缩率 铸件收缩率是指铸件从收缩开始温度（液相中析出枝晶搭成的骨架开始有固态性
质时的温度）冷却到室温时相对体积收缩量，通常以模样与铸件长度差值比表示。 气缸体、缸盖铸件结构复杂且壁厚不均匀，其各部位冷却速度不同，互相制约，各
柴油机缸盖缸体铸造工 艺设计
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2020/7/17
内容简介
一、铸造工艺方案的确定； 二、工艺参数设定； 三、砂芯设计； 四、浇注系统设计； 五、排气系统设计。
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一、铸造工艺方案确定
铸造工艺方案确定主要包含三方面内容：砂箱中铸件数量及排列、浇 注位置、分型面选定。
1、砂箱中铸件数量及排列 砂箱中铸件数量一般是根据工艺要求和生产条件来决定，根据单件铸件尺寸和砂
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排气孔尺寸： 圆形排气孔尺寸底部尺寸不宜过大，一般等于铸件该处壁厚的1/2～3/4，排气 孔尺寸尽量取大值。 排气孔直径大于20mm时，可设计成片状排气通道。
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横浇道截面积：F横=（2～4）F内
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3、直浇道设计 直浇道是铁水进入横浇道的入口，在直浇道转入横浇道位置通常是一个急转弯，铁 水流容易出现紊流和冲击现象，会把气体卷入铸型，冲击产生的散砂也会进入型腔 ，因此，通常在直浇道底部设一个倒锥形的凹窝，称为直浇道窝。
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柴油机常见的几种浇注系统
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三、砂芯设计
气缸盖和缸体内腔、孔、槽因不能直接出砂，这些部位需要由砂芯形成。 1、砂芯分类原则
气缸盖、缸体砂芯主要按部位来区分，每个部位由一个砂芯形成，按组芯顺序 给每个砂芯定编号。
气缸盖砂芯一般分为底盘芯、下主体芯、上主体芯、进气道芯、排气道芯、盖 盘芯，部分机型铸顶杆室，设为顶杆室芯。
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气缸体收缩率示意图
3、拔模斜度 铸件本身没有足够的结构
斜度，应该在铸造工艺设计时 给出铸件的拔模斜度，以保证 铸型、砂芯的起模。一般芯盒 起模斜度为1～1.5°；外型芯 头座拔斜度3～5°，工作面拔 模斜度1.5°。
4、最小铸出孔和槽 缸盖、缸体零件上有很多孔、槽和台阶，一般应尽可能在铸造时铸出。这样可
F内＝mg/(μρt√2gHp ) m——铸件总质量； g——重力加速度； μ——流量系数，可取μ＝0.48； ρ——金属液密度； t——充填全部型腔时的时间； Hp——金属液静压头。
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3、横浇道设计 横浇道是联结直浇道与内浇道的中间组元，它的主要作用是使金属液能均匀而足够 的平稳地流入内浇口，同时还要有利于渣及非金属杂物上浮并滞留在其顶部，不随 液流进入型腔，因此有些厂家还把横浇道称为撇渣道。
箱内框尺寸（长宽高）大小来定，同时要考虑合理的吃砂量、砂铁比。
目前铸造厂各机型吃砂量： A、气缸体类砂箱侧面最小吃砂量在 80mm上下浮动，高度方向最小吃砂量 120mm。 B、缸盖类砂箱侧面最小吃砂量约70左 右，顶底面吃砂量（侧浇）110mm左右 。
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2、浇注位置确定 浇注位置是根据铸件结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造
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五、排气系统设计
排气系统是型腔出气口、砂型和砂芯排气通道，分为明、暗两种。
排气孔设置原则： 1、出气孔一般设置在铸件的最高部位，金属液最 后到达的部位，砂芯发气和蓄气较多的部位，型腔 内气体难以排出的“死角”处。 2、通常不宜设置排气孔在铸件热节和厚壁处，以 免出气孔冷却快导致铸件在该处产生收缩缺陷，如 确实需要，可采用引出式排气孔。