铸造工图,结构设计

1、工艺特点：
一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批 大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。
2、工艺过程：
金属型铸造
第2节 特种铸造
二、熔模铸造
将蜡料制成模样，在上面涂以若干层耐火涂料制成型壳，然后 加热型壳，使模样熔化、流出，并焙烧成有一定强度的型壳，再经 浇注，去壳而得到铸件的一种铸造方法。 1、工艺特点： 以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是少无切削加工的方法之 一。其设备简单，生产批量不受限制，主要用于大批、大量生产。 其缺点是工艺过程复杂，生产周期长。 2、工艺过程： 熔模铸造
四、浇、冒口系统
1. 浇注系统 1）浇注系统的组成及作用 2）浇注系统的常见类型 ① 封闭式浇注系统 ΣF直>ΣF横>ΣF内 ΣF直∶ΣF横∶ΣF内=1.15∶1.1∶1 ② 开放式浇注系统 ΣF直<ΣF横<ΣF内 ΣF直∶ΣF横：ΣF内=1∶2∶4
2. 冒口
冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔Fra Baidu bibliotek 冒口
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4、铸件结构应有利于自由收缩 铸件收缩受阻是产生内应力、变形和裂纹的根本原因。 设计铸件结构时应尽量使其能自由收缩。如下图所示， a 图 中的轮辐由于内应力大，使轮辐或轮沿容易产生裂纹， b 图 和c图中的轮辐可借助轮辐的微量变形自行减小应力。
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三、组合铸件的应用 对于大型或形状复杂的铸件，在不影响其精度、强度和 刚度的要求下，为使铸件结构简单合理，便于造型、浇注和 切削加工，可将其分成几个小铸件进行分铸，经机加工（或 粗加工）后，再用焊接或螺栓将其组合成整体。
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第6节 特种铸造
第6节 特种铸造
引言：
1、概念：特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。 2、特种铸造的特点： 铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人 劳动条件好等。 3、常用的特种铸造方法：
金属型铸造 压力铸造 熔模铸造 壳型铸造 离心铸造
第6节 特种铸造
一、金属型铸造
将液态金属注入用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。
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二、 铸造性能对铸件结构的要求 １、 铸件壁厚应力求均匀 铸件壁厚不均匀，会导致冷却不均匀，引起大的内应力，从而使铸件 产生变形和裂纹，还会因金属积聚产生缩孔，铸件壁厚只有选择适当，才 能保证铸件的力学性能。 铸件的最小壁厚主要取决于合金的种类、铸造方法和铸件尺寸。砂型 铸造的最小壁厚见下表。 为保证壁厚均匀和铸件的力学性能，设计结构时，应根据载荷性质和 大小，合理选择截面形状，并在脆弱处增设加强筋。 铸件尺寸 /mm <200×200 最小允许壁厚/mm 灰铸铁 5-6 6-10 15-20 铸钢 6-8 10-12 18-25 铝合金 3 4 5-7 铜合金 3-5 6-8 说明 1、 结构复杂以 及高强度灰铸件， 应取最大值 2、对于特大铸件， 还可以增林壁厚 的尺寸
铸造工艺图与铸件图
铸件结构设计
铸造工艺图与铸件图
为保证铸件的质量，提高产生产率，降低成本，铸造生产需根据零 件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等进行铸造工艺设计， 并绘制成图。 铸造工艺图是根据上述要求表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注系 统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的 图样。它是按规定的工艺符号或文字、数字，将制造模样和铸型所需的 资料，用红蓝线条直接绘在铸件图上或另绘在工艺图样上，是进行生产 准备、指导铸件生产的基本工艺文件。 铸件图是指反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样。它是根据铸造 工艺图绘制的，用图形、工艺符号和文字标注。其内容：包括切削余量、 工艺余量、不铸出的孔槽、铸件尺寸工差、加工基准、铸件金属等级、 热处理规范、铸件验收技术条件等。铸件图是铸造生产、技术检验、铸 件清理和成品检验的依据，也是设计、制造工艺装备和切削加
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（2） 厚薄壁间的连接应逐步过渡 铸件各部分的壁厚不可能完全均匀，设计时不同壁厚间 的连接应采用逐步过渡，避免壁厚突变，如下图示。
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（3） 肋或壁的连接应避免交叉和锐角 如左下图所示和右图所示，主要目的是减少金属积聚， 防止铸造缺陷的产生。
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3、 铸件应尽量避免有过大的水平面 铸件的大平面，易产生浇不到、冷隔等缺陷；平面型腔 的上表面，因受金属液长时间烘烤，易产生夹砂；大平面也 不利于气体和非金属夹杂物的排出。因此，应把铸件的大平 面设计成可以避免上述缺陷的倾斜结构，如下图所示。
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2、分型面应少而简单 铸件分型面的数量应尽量少，且尽量为平面，以利于减 少砂箱数量和造型工时，简化造型工艺，提高铸件尺寸精度。 如图所示。
改进前
改进后
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3、 尽量或少用型芯和活块 型芯和活块会增加工艺的复杂性，增加工作量，提高 成本，并易产生缺陷，如下图所示。
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4、应有结构斜度 凡垂直于分型面的非加工面都应有一定的倾斜度，即结 构斜度。如下图所示。结构斜度可使起模方便，延长模样寿 命，起模时不易损坏型腔表面，从而提高了铸件的尺寸精度， 此外，结构斜度还可使铸件美观。
2、工艺过程： 离心铸造
整模造型
刮板造型
假箱造型
挖砂造型
三箱造型
活块造型
砂型铸造
金属型铸造
熔模铸造
压力铸造
离心铸造
分模造型
第2节 特种铸造
三、压力铸造
将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压 力下凝固，以得到铸件的一种铸造方法。 1、工艺特点： 高速高压。 多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。
2、工艺过程： 压力铸造
第2节 特种铸造
四、离心铸造
将熔融的金属浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力的作 用下凝固成形，以得到铸件的一种铸造方法。 1、工艺特点： 组织紧密，铸件质量好。 用于生产空心铸件。
三、工艺参数的确定
1．机械加工余量和铸孔
生产批量 大量生产 成批生产 单件、小批生产
2．起模斜度
最小铸出孔直径 灰口铸铁件 铸钢件 12～15 30～50 15～30 50 30～50
3．铸造圆角
圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/3~1/2。 4．铸造收缩率 通常灰铸铁为0.7~1.0%，铸造碳钢为1.3~2.0%，铝硅 合金为0.8~1.2%，锡青铜为1.2~1.4%。 5 ．型芯及芯头 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。 芯头的作用： 1）定位作用； 2）固定作用； 3）排气作用。
①
下 下
①
二、分型面的选择
1. 分型面应选在铸件的最大截面处。 2. 应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件
的尺寸精度。
上
① ②
中
下
① ②
3. 应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型。
②
上 下 上 下 ②
上
下 上 下 ①
①
4. 为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型
腔及主要型芯位于下箱。
工的依据。
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一、浇注位置的选择
浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 1.铸件的重要加工面和受力面应朝下或位于侧面 2. 应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其倾斜位置 3.铸件的大平面应朝下 4.为防止铸件产生缩孔、缩松的缺陷，应使铸件的厚大部位朝 上或侧放 ②
上 下 下 上
下
②
上
上 下
上
上
明冒口 暗冒口
液态成形工艺设计实例
材料：HT200
②
收缩率：1.0 %
③
下
上
①
下 上
Ⅰ
上 下
Ⅱ
4
右 图是省 略浇注 系统的 支承台 零件图、 铸件图 和铸造 工艺图。
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铸件的结构工艺性
铸件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用性能要求的前 提下，铸造成形的可行性和经济性及铸造成形的难易程度。铸件结 构工艺性是否合理直接影响着铸件质量、生产率以及成本。 一、 铸造工艺对铸件结构的要求 １、 铸件外形应力求简单 铸件外形尽可能采用平直轮廓，尽量少用非圆曲面，以便于制 模、造型和简化铸造生产的各个工序，如下图所示（图中A、B处是 曲面）。
200×200500×500
>500500
为减轻铸件的重量，便于固定型芯可在壁厚处开窗口，如下 图所示。
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2 、 铸件壁的连接应 逐步过渡
铸件壁的连接处容易 产生铸造缺陷，设计时， 应避免壁厚突变、尖角等， 防止产生金属积聚。
（1）圆角结构
如下图所示，a图为直 角连接，直角处金属积聚, 易产生缩孔、缩松；内侧 转角处容易产生应力集中, 从而导致裂纹。为防止这 些缺陷，必须采用b图的圆 角结构。圆角是铸件结构 的基本特征。