材料成型第4章铸造工艺设计2
材料成型第4章 铸造工艺设计2
型芯是铸件的一个 型芯是铸件的一个 重要的组成部分。 重要的组成部分。
型芯的功用是形成 型芯的功用是形成 铸件的内腔, 铸件的内腔,孔洞和 内腔 形状复杂阻碍起模部 分的外形。 分的外形。
图4-6 车轮铸件的型芯方案
对于内腔形状复杂的大铸件， 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 使每块形状简单，尺寸较小，便于操作、搬运、烘干， 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。 化芯盒结构。
加工余量选择原则：
– 大量生产时，因采用机器造型，铸件精度高，故余量可减小； 大量生产时，因采用机器造型，铸件精度高， 余量可减小； – 手工造型误差大，余量应加大。 手工造型误差大，余量应加大。 误差大 – 铸钢件表面粗糙、变形较大，其加工余量应比铸铁件大； 铸钢件表面粗糙、变形较大，其加工余量应比铸铁件大 表面粗糙 余量应比铸铁件 – 有色合金铸件价格甚贵且表面较光洁、平整，其加工余量应 有色合金铸件价格甚贵且表面较光洁、平整，其加工余量应 铸件价格甚贵且表面较光洁 余量 比铸铁小 比铸铁小。 – 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铸件的尺寸 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大， 误差也愈大，故余量也应随之加大 加大。 误差也愈大，故余量也应随之加大。 – 浇注时朝上的表面因产生缺陷的机率较大．其加工余量应比 浇注时朝上的表面因产生缺陷的机率较大． 底面和侧面大 底面和侧面大。
垂直型芯一般都有上、下芯头 垂直型芯一般都有上、下芯头; 短而粗的型芯也可省去上芯头。 短而粗的型芯也可省去上芯头。
2）水平型芯
图4-13 水平型芯及芯头
型芯头与铸型型芯座之间应有1～ 的间隙(S1)， 型芯头与铸型型芯座之间应有 ～4 mm的间隙 的间隙 ， 以便于铸型的装配。 h=20～80mm。 以便于铸型的装配。 ～ 。
铸造工艺学课程设计案例
成果报告需以PDF格式提交，同时附上所有相关数据和图表。
报告内容
报告需包含设计思路、工艺流程、数据分析及结论等部分，要求 内容详实、逻辑清晰。
成果展示形式和内容安排建议
展示形式
鼓励采用多媒体形式进行展示，如PPT、视频等。
内容安排
建议按照设计背景、设计思路、工艺流程、数据 分析、结论与展望等顺序进行展示。
时间安排
每个小组展示时间不超过20分钟，需提前做好时 间规划。
课程设计评价标准及成绩评定方法
01
评价标准
将从设计创新性、实用性、技术 难度、报告质量等方面进行综合 评价。
02
成绩评定方法
03
优秀作品选拔
采用百分制评分，其中设计创新 性占30%、实用性占20%、技术 难度占20%、报告质量占30%。
铸造材料选择
根据零件使用要求、生产批量和成本 等因素，选择合适的铸造合金，如铸 铁、铸钢、铝合金等。
性能要求
铸造合金应具有良好的流动性、收缩 性、偏析倾向小等性能，以保证铸件 质量。同时，合金成分和性能应符合 相关标准或技术条件的规定。
03
案例分析：典型铸件生产工艺设计
铸件结构分析与设计优化建议
根据评分结果，选拔出优秀作品 进行表彰和奖励。
THANKS
感谢观看
推广新技术和新材料
积极推广先进的铸造技术和新材料，如3D打印技术、高性能铸造合 金等，提高铸件的精度和性能。
加强人才培养
加强铸造领域的人才培养和引进，提高从业人员的专业素质和技能水 平，为铸造行业的发展提供有力的人才保障。
06
课程设计成果展示与评价标准
课程设计成果提交要求说明
提交时间
所有成果需在课程结束前一周内提交，逾期将不予受理。
第四章第二节金属基复合材料(MMC)制备工艺
8.3.3液态法（非连续增强相金属基复合材料制备工艺） （1）压铸法
在压力的作用下，将液态或半液态金属以一定速度充填 压铸模型腔或增强材料预制体的空隙中，在压力下快速凝固 成型。
（2）半固态复合铸造 将颗粒加入半固态的金属熔体中，通过搅拌使颗粒在基
体中分布均匀，并取得良好的界面结合，然后将半固态复合 材料注入模具进行压铸成型。
1.3.4 原位（In situ）生长（复合）法 增强相从基体中直接生成，生成相的热力学稳定
性好，不存在基体与增强相之间的认识润湿和界面反 应等问题，基体与增强相结合良好，较好的解决了界 面相容性问题。
（1）共晶合金定向凝固 ：共晶合金定向凝固要求合 金成分为共晶或接近共晶成分，开始为二元合金，后 发展为三元单变共晶，以及有包晶或偏晶反应的两相 结合。定向凝固时，参与共晶反应的 和 相同时从 液相中生成，其中一相以棒状（纤维状）或层片状规 则排列生成（上图）。
金属基复合材料的界面优化以及界面设计一般有以下 几种途径：
2.4.2.1增强剂的表面改性处理 增强材料的表面改性（涂层）处理可起到以下作用：
（1）改善增强剂的力学性能，保护增强剂的外来物理 和化学损伤（保护层）；
（2）改善增强剂与基体的润湿性和粘着性（润湿层）； （3）防止增强剂与基体之间的扩散、渗透和反应(阻挡层) （4）减缓增强剂与基体之间因弹性模量、热膨胀系数等的
2.4.2.2金属基体改性（添加微量合金元素） 在金属基体中添加某些微量合金元素以改善增
与基体的润湿性或有效控制界面反应。 （1）控制界面反应。 （2）增加基体合金的流动性，降低复合材料的制备
温度和时间。 （3）改善增强剂与基体的润湿性。
2.4.3金属基复合材料的性能
复合材料
铸造技术数据手册
铸造技术数据手册第一章概述1.1 铸造技术概述铸造技术是一种制造金属、合金或其他材料零件的主要方法之一。
铸造工艺包括造型、浇注、冷却和处理等环节，通过在适当的条件下将液态金属或合金注入到模具中，形成所需的零件和构件。
铸造技术具有成本低、生产效率高、生产周期短等特点，在工业制造中得到了广泛应用。
1.2 铸造技术的分类铸造技术可分为压力铸造、砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造等多种类型。
每种铸造技术都有其适用的材料、成形方法和特点，可以根据具体工程需求选择合适的铸造方法。
第二章材料与成型2.1 铸造材料铸造材料是指用于铸造制品的金属、合金以及非金属材料，常用的金属包括铁、铝、铜、锌等，常用的非金属材料包括砂、塑料等。
铸造材料的选择对于铸造制品的质量和性能有着重要的影响，需根据具体情况进行合理选择。
2.2 成型方法成型是铸造技术中的重要环节，常用的成型方法包括压铸成型、砂型成型、熔模成型、金属型成型等。
不同的成型方法有着各自的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
第三章浇注与冷却3.1 铸造浇注铸造浇注是指将液态金属或合金注入到模具中，形成所需的铸造制品的过程。
浇注过程中需要注意浇注温度、浇注速度、浇注方式等参数，以保证铸件的质量。
3.2 铸造冷却铸造完成后，铸件需要进行冷却处理以凝固并获得所需的性能。
冷却处理的方法有多种，包括自然冷却、水冷却、气体冷却等，需要根据材料的特点和工程需求进行选择。
第四章铸造工艺控制4.1 模具设计模具设计是铸造工艺中的重要环节，好的模具设计可以保证铸件的形状和尺寸精度，减少浇注缺陷和提高生产效率。
4.2 工艺控制铸造工艺控制包括浇注参数控制、冷却处理控制、成型参数控制等，通过对各项工艺参数进行严格控制可以保证铸造制品的质量和性能。
第五章铸造质量检测与分析5.1 铸造缺陷与分析铸造制品可能出现各种缺陷，包括气孔、夹渣、裂纹等。
需要通过合适的检测方法对缺陷进行分析，并寻找改进工艺的方法。
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。
材料成型工艺及模具设计知到章节答案智慧树2023年长江师范学院
材料成型工艺及模具设计知到章节测试答案智慧树2023年最新长江师范学院第一章测试1.压力铸造和挤压铸造分别应用于液态金属和半固态金属的铸造成型。
（）参考答案:错2.铸件产生缩孔、缩松的基本原因不包括液态收缩。
（）参考答案:错3.铸件图又称铸件毛坯图，它是根据铸造工艺图绘制的，是（），主要反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。
参考答案:通用的工艺文件;铸件检验的基准图;铸造生产用图4.压铸在所有铸造方法中生产速度最快。
（）参考答案:对5.缩松常分布在（）。
铸件的轴线区域;缩孔附近;铸件厚壁的中心部位第二章测试1.过热使材料的内部产生不可逆的变化，无法通过重新加热锻造和再结晶使金属或合金恢复原来的力学性能。
（）参考答案:错2.以下哪些工艺属于锻造成形工艺（）。
参考答案:模锻;胎模锻;自由锻3.锻造工艺一般是在高温下进行，而冲压工艺一般在（）下进行。
参考答案:常温4.冲压成形工序包括（）。
拉深;胀形;弯曲;翻边5.常见的冲裁工序包括（）。
参考答案:单工序冲裁;级进冲裁;复合冲裁第三章测试1.与此传统机械连接相比，焊接不易实现机械自动化。
（）参考答案:对2.下列关于熔焊的焊缝组织说法正确的是（）。
参考答案:金属的力学性能一般不低于母材性能;焊缝组织为柱状铸态组织3.碳素结构钢Q235AF中的“235”表示（）。
屈服点数值4.关于搅拌摩擦焊的焊接压力说法正确的是（）。
参考答案:当焊接压力过大时，轴肩与焊件表面摩擦力减小5.材料焊接性的影响因素有（）。
参考答案:零件的结构形状对;材料的厚度;母材和焊接材料;接头形式第四章测试1.塑料的工艺特性包括塑料的收缩性、流动性、结晶性、相容性、热敏性、吸湿性等。
（）参考答案:对2.塑件设计基本原则有（）。
参考答案:便于成形加工;针对不同物理力学性能扬长避短;满足使用要求和外观要求;塑件的几何形状尽量简化模具结构3.注射成型工艺适用于（）。
参考答案:主要成型热塑性塑料，某些热固性塑料也可用注射方法成型4.如下图所示的单分型面注射模（两板式）是由（）所组成。
材料成型第4章_铸造工艺设计1.答案
（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。
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 件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正，故在相应条件下方 案b仍可采用。
25
方案1要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造； 方案2则省去了活块造型或加外型芯。
26
使铸件全部或大部分放在同一砂型
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
尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内
27
（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。
于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位 置。
图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置
(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。
23 图4-2-1 有热节的浇注位置
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
1.浇注位置的选择原则
(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
因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组 织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下，则应尽 力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将 较大的平面朝下。
第四章 铸造成形
《材料成型学》 第四章 铸造成形
影响合金充型能力的主要因素： ①合金的流动性（取决于合金种类、合金成分） 衡量合金流动性最
常用的试样是螺旋形流
动性试样，如右图所示。 在常用铸造合金中，灰 铸铁、硅黄铜的流动性 最好，铸钢的流动性最
差。
《材料成型学》 第四章 铸造成形
由图可见，亚
共晶铸铁随含碳量
增加，结晶温度区
液态收缩与凝固收缩主要表现为体积的缩减，产生缩 孔、缩松 固态收缩导致尺寸减小，产生内应力和出现裂纹。
《材料成型学》 第四章 铸造成形
（6）影响收缩的因素
化学成分： 不同的化学成分的合金，其收缩率 不同。（铸钢最大，灰口铸铁最小。） 浇注温度： 合金的浇注温度越高，过热度越大， 液态收缩也越大，总收缩量增加。 铸件结构与铸型铸件：在铸型中冷凝时，不是 自由收缩， 会受到铸件各部位因冷速不同，相 互制约而产生的阻力及铸型和型芯对收缩产生 的机械阻力的影响。
冷裂——较低温下形成的裂纹，铸件形状复杂，易形成冷裂
热
冷
裂
裂
《材料成型学》 第四章 铸造成形
热裂的形状特征：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色。 防止措施：①提高铸型和型芯的退让性，减少机械应力 ； ②浇冒口的设计要合理；③铸钢件和铸铁件，应严格控制硫的 含量；④选择凝固温度小，热裂倾向小的合金。 冷裂的特征：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或氧化 色。 预防措施：①减少铸件内应力；②降低合金的脆性；③控制铸钢 中磷的含量。
第四章 铸造成形
《材料成型学》 第四章 铸造成形
定义：将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸 相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛 坯或零件的一种成形工艺。
材料成形技术--第2章 铸造成形
2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。
压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件， 如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。
4. 低压铸造
低压铸造：用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔， 并在压力下凝固以获得铸件的方法。 (1).低压铸造的工艺过程 ： 低压铸造的工艺过程如图2-26所示，包括如下过程：
续
刮板造型 用刮板代替模样造型。节约木材， 用于等截面或回转体大中 缩短生产周期，生产率低，技术水 型铸件的单件、小批生产 平高，精度较差 两箱造型 最基本的造型方法。各种 铸型由上型和下型构成，各类模样， 铸型，各种批量 操作方便
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大，必须 主要用于手工造型，具有 有两个分型面 两个分型面的铸件的单件、 小批生产
5. 离心铸造
离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型
(1).离心铸造的类型 根据铸型旋转轴的空间位置，离心铸造可分为立式 和卧式两大类。 1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转，如图2-27a,b所 示。在离心力和重力的共同作用下，内表面为回转抛物 面，因此用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
主要特点如下：
R 1） 铸件 的 精 度 和 表 面质量高 ；尺寸公差 IT11∼IT14， a 12.5∼ Ra 1.6；
2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高 合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使加工费和消耗的材 料费较贵，多用于小型零件。 熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合 金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机 叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件 的生产。
铸造工艺学课件(全)
k：安全系数1.3~1.5
特殊定位芯头
铸造工艺流程图: 砂箱制 作准备
型砂准备
模型制 作准备
芯盒制 作准备 芯砂准备
芯骨制作
制芯
合箱检验
造型
下芯
合箱
浇注
冷却凝固 落砂开箱 去除浇冒口
熔炼
热处理 铸件
清理打磨 去毛刺
砂箱高 度过高
多箱造型控 制砂箱高度
例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸 件结构强度。
例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。
砂芯设计
➢砂芯本体设计 ➢芯头设计
本体设计的典型实例
分盒面2
分盒面1
1、能制作出来；
2、能进行烘干；
3、如果自硬，则不 需烘干，在型内干 后直接取出使用。
砂芯本体设计的基本步骤
4、作业：抄画教材图，并说明选择图中 浇注位置和分型面的原因。
5、确定下面铸件的浇注位置和分型面
浇注位置的确定
判定浇注位置的优先次序为：
保证铸件质量→凝固方式→ 充型→工艺操作
例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽 量置于下部或垂直放置。
重要面
重要面
图 3-2-36
例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或 按一定次序厚大部分靠近冒口。
确定砂芯总体形状 定位形式初定（芯头位置） 制作过程（分盒面确定） 砂芯分解 分解后砂芯之间的定位
砂芯放置方式（考虑烘干或相关制作过程） 再定各砂芯间的定位方式 确定砂芯组合方式 终定砂芯
例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内 腔尺寸较严的部分应当由同一半砂芯 形成，避免为分盒面分割。
铸造工艺学课程设计
铸造工艺学课程设计题目:工艺学课程设计学院:专业:材料成型机控制工程班级:学号:姓名:指导老师:前言铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。
课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。
在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点:通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。
通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力;掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。
熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。
熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制;了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。
了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径学习进行设计基础技能的训练，例如:计算、绘图、查阅设计资料和手册等。
1目录第一章零件铸造工艺分析......................................................4 1.1零件基本信息.................................................................................4 1.2材料成分要求.................................................................................4 1.3铸造工艺参数的确定 (4)1.3.1铸造尺寸公差和重量公差 (5)1.3.2机械加工余量 (5)1.3.3铸造收缩率 (5)1.3.4拔模斜度...........................................................................5 1.4其他工艺参数的确定 (5)1.4.1工艺补正量 (5)1.4.2分型负数 (5)1.4.3非加工壁厚的负余量 (5)1.4.4反变形量 (5)1.4.5分芯负数..............................................................................6 第二章铸造三维实体造型...............................................................6 2.1上冠件图纸技术要求 (6)2.2上冠件结构工艺分析 (6)2.3基于UG零件的三维造型 (6)2.3.1软件简介 (6)2.3.2零件的三维造型图..................................................................6 第三章铸造工艺方案设计...............................................................7 3.1工艺方案的确定 (7)3.1.1铸造方法 (7)3.1.2型(芯)砂配比 (8)3.1.3混砂工艺 (8)3.1.4铸造用涂料、分型剂及修补材料................................................8 3.2铸造熔炼 (8)3.2.1熔炼设备 (9)3.2.2熔炼工艺..............................................................................9 3.3分型面的选择.................................................................................9 3.4砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定...................................................10 3.5砂芯设计及排气 (11)3.5.1芯头的基本尺寸 (11)3.5.2芯撑、芯骨的设计 (12)3.5.3砂芯的排气...........................................................................12 第四章浇冒系统的设计及计算.........................................................12 4.1浇注系统的类型及选择.....................................................................12 4.2浇注位置的选择 (12)24.3浇注系统各部分尺寸的计算 (13)4.3.1合金铸造性能分析 (13)4.3.2铁液在型内的上升速度 (13)4.3.3浇注系统截面尺寸设计............................................................14 4.4冒口设计计算 (14)4.4.1铸件工艺出品率 (14)4.4.2出气孔 (15)4.4.3冒口的作用及位置确定............................................................15 4.5冷铁设计及尺寸计算 (15)4.5.1冷铁的选用及作用 (15)4.5.2冷铁的尺寸及放置位置的选择……………………………………………15 总结……………………………………………………………………………………17 参考文献………………………………………………………………………………18 附图3第一章零件铸造工艺分析1.1 零件基本信息零件名称:上冠铸件。
铸造工艺设计
课程设计的内容
铸造工艺设计的主要内容，包括： 1.铸造工艺图 2.铸造工艺卡 3.铸型装配图 4.铸件图（毛坯图） 5.模样图 6.芯盒图 7.砂箱图 8.模板图（模板装配图）
铸造基本过程
一.设计铸造工艺图： 铸造工艺图是铸造行业所特有的
一种图纸，它规定了铸件的形状和尺寸， 也规定了铸件的基本生产方法和工艺过 程，以便模具制造、造型、检验和技术 存档。将已确定的各项工艺设计内容， 用不同颜色和符号描绘在产品零件图纸 上或用文字注明在图纸上。
（2）工艺方案的确定 铸造工艺性分析可不考虑，详细分析、说明以下 内容的设计依据： ①浇注位置的确定：写明设计的依据，选择几种可 行的方案，优缺点分析； ②分型面的选择：写明确定的依据，选择几种可行 的方案，优缺点分析； ③砂芯分块：芯头尺寸与结构，验算； ④铸造工艺参数的选择：各工艺参数选择的依据， 书、页、表；
四、填写铸造工艺卡
铸造工艺卡片 零件图号 炉内配料 产品型号 设计材质
金属 材料
造 型 和 制 芯 型 芯 材 料
零件 净重
联铸 件数
工艺文件代号 共 页 零件名称 铸件毛 型 内 重 铸件数 砂型类别 （干潮型） 造型方法 （机器、手工） 涂料 烘干次 数
第 页 浇注系统重
砂箱和模板 芯板 图号 规 格 （长.宽. 上砂箱 高） 中砂箱 下砂箱 模板 芯盒数 砂型 砂芯 类别 重量 类 别 重量 类别
封闭式浇注系统适合中小型铸铁件 开放式浇注系统适合易氧化的有色金属件、球铁件
及柱塞包浇注的中大型铸钢件。
确定浇注系统的结构与布置：内浇口的引入
位置，浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道等的 结构；
浇注系统的计算：包括铸件毛重、浇注时间、
铸造成形技术-铸造工艺设计
①[分型面应选择最大截面处]：
②[分型面的选择应尽量简化工序]：
[ 活块造型三维动画分析] [pro/E活块造型三维动画分析]
[砂芯代替活块三维动画分析] [pro/E砂芯代替活块三维动画分析]
③[分型面应尽量平直]：
右图为采用平直 分型面的造型图
④[基准面放在同一个砂箱中]：
加工基准面放在同一个砂箱中，以避免产生错箱披缝 和毛剌，降低铸件精度和增加清理工作量。
⑤[尽量减少分型面]：
二箱造型动画的动图演示： 观看影像 三箱造型动画的动图演示： 观看影像
材料成型技术基础
铸造成形技术(三)
童幸生 2004年8月
铸造工艺设计
浇注位置的选择原则 分型面的选择原则 铸造工艺参数的确定 铸件三维造型工艺分析
浇注位置的选择原则
铸造工艺设计是根据铸件结构特点、 技术要求、生产批量、生产条件等，确 定铸造方案和工艺参数，绘制图样和标 注符号，编制工艺卡和工艺规范等。其 主要内容包括制订铸件的浇注位置、分 型面、浇注系统，确定加工余量、收缩 率和起模斜度，设计砂芯等。
② [铸件宽大平面应朝下]：
大平面铸件应朝下：这是因为在浇注过程中，熔融金属对型腔上表面的 强烈辐射，容易使上表面型砂急剧地膨胀而拱起或开裂，在铸件表面造成 夹砂结疤缺陷
③ [面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直]：
面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂直、倾斜位置： 如箱盖铸件， 将薄壁部分置于铸型上部，易产生浇不足、冷隔等缺陷。改置于铸型于下 部后，可避免出现缺陷。
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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。
材料成型第4章铸造工艺设计2
➢垂直于分型面的孔，当其孔径大于高度时， 可在模样上挖孔，造型起模后，在砂型上形成
吊砂或自带型芯，并由此形成铸件孔。
起模时模样上的孔内壁与型砂的摩擦力较
其外壁大些，
即1、2、3 > 。
起模斜度在工艺图上用
或宽度a（mm）表示。
用机械加工方法加工模
具时，用角度标注；
用手工加工模具时，用
图4-11 自带型芯的起模斜度
宽度标注。
材料成型第4章铸造工艺设计2
材料成型第4章铸造工艺设计2
三、铸造圆角
铸造圆角 — 制造模样时，壁的连接和转角处要做成
圆弧过度。
目的： ① 可使转角处不产生脆弱面； ② 可减少应力集中； ③ 可避免产生冲砂、缩孔和裂纹。 圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/3~1/2。 一般小型铸件： 外圆角半径取2～8mm，内圆角半径取4～16mm。
比铸铁小。 – 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铸件的尺寸
误差也愈大，故余量也应随之加大。 – 浇注时朝上的表面因产生缺陷的机率较大．其加工余量应比
底面和侧面大。
材料成型第4章铸造工艺设计2
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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。
➢ 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。
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加工余量选择原则：
– 大量生产时，因采用机器造型，铸件精度高，故余量可减小； – 手工造型误差大，余量应加大。 – 铸钢件表面粗糙、变形较大，其加工余量应比铸铁件大； – 有色合金铸件价格甚贵且表面较光洁、平整，其加工余量应
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三、铸造圆角
凝固特 性
热节、 充型
不同转角 处的热节
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四、铸造收缩率
铸件由于凝固、冷却后的体积收缩，其各部分尺寸均小于模样 尺寸。 为保证铸件尺寸要求，需在模样(芯盒)上加一个收缩的尺寸。 加大的这部分尺寸称为收缩量，一般根据铸造收缩率来定。 铸造收缩率K定义如下：
设计时需考虑：保证定位准确、能承受砂芯自身重量和 液态合金的冲击、浮力等外力的作用，浇注时砂芯内部产生的 气体能顺畅引出铸型等。
制作时型芯及模样上须做出型芯头，对应造型时要在砂型中 做凹坑“座位”，使型芯定位。
1）定位作用； 主要确定： 型芯头的作用： 2）固定作用； 芯头长度、斜度和间隙。
3）排气作用。 长度取决于型芯的直径和长度
材料成型第4章铸造工艺 设计2
2020/11/18
材料成型第4章铸造工艺设计2
材料成型第4章铸造工艺设计2
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。
图4-7 复杂内腔的型芯分块
材料成型第4章铸造工艺设计2
为了增加型 芯稳定性，常 采用两个或多 个铸件共一个 型芯的方法。
图4-8 悬臂式型芯及挑担式型芯
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四件合铸
图4-9 联合式型芯
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第二节 铸造工艺参数的确定
加工余量 拔模斜度 铸造圆角 收缩率
5/16/2009 4:29 PM
工艺参数
型芯头及型芯座
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一、机械加工余量和铸孔
1. 加工余量
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芯头的分类：
图4-12 垂直型芯及芯头
1）垂直型芯； 芯头必须留有一定的斜度α。
下芯头的斜度应小些(5°～10°)， 上芯头的斜度为便于合箱应大些 (6°～15°)。h=15～150mm
型芯头与铸型型芯座之间应有 1～4 mm的间隙(S)，以便于铸型的装配。
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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
减少铸件厚度
图4-10 起模斜度的形式
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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
—指在铸件表面上留出的准备切削去的金属层厚度。
➢ 零件图上所有标注粗糙度符号的表面均需机械加工，均应 标注机械加工余量。
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。
式中： L模──模样尺寸； L件──铸件尺寸。
铸造收缩率主要取决于合金的种类，同时与铸件 的结构、大小、壁厚及收缩时受阻碍情况有关。
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%。
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五、芯头及芯座
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。 型芯头：是型芯的定位、支撑和排气的部分。
-30～50
50
（1）若是加工孔，则孔的直径应为加上加工余量的数值； （2）有特殊要求的铸件例外。
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二、起模斜度
为了使模样(或型芯)便于从砂型(或芯盒)中取出，凡垂直 于分型面的立壁在制造模样时必须留出一定的倾斜度，此倾斜 度称为起模斜度。
➢ 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°。
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。
表4-4 铸件的最小铸出孔直径
生产批量
最小铸出孔直径
灰口铸铁件铸ຫໍສະໝຸດ 件大量生产 成批生产 单件、小批生产
12～15 15～30 30～50