铸造工艺设计步骤

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.

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.

设计内容:铸造工艺设计内容的繁简程度,主要决定于批量的大小,生产要求和生产条件.一般包括下列内容:铸造工艺图,铸件(毛坯)图,铸型装配图(合箱图),工艺卡及操作工艺规程.

设计程序: 1 零件的技术条件和结构工艺性分析;

2 选择铸造及造型方法;

3 确定浇注位置和分型面;

4 选用工艺参数;

5 设计浇冒口,冷铁和铸肋;

6 砂芯设计;

7 在完成铸造工艺图的基础上,画出铸件图;

8 通常在完成砂箱设计后画出;

9 综合整个设计内容.

铸造工艺方案的内容:造型,造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等.铸件的浇注位置是指浇注时铸

件在型内所处的状态和位置.

分型面是指两半铸型相互接触的表面.

确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是:使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确,不至造成气孔等缺陷,使芯盒结构简单.

1 保证铸件内腔尺寸精度;

2 保证操作方便;

3 保证铸件壁厚均匀;

4 应尽量减少砂芯数目;

5 填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面;

6 砂芯形状适应造型,制型方法.

铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些

数据.

1 铸件尺寸公差:是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素.

2 主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单

位的铸件质量变动的允许值.

3 机械加工余量:铸件为保证其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,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量.代号用MA ，由精到粗分为ABCDEFGH和J 9个等级。

4 铸造收缩率K的定义是K= 式中L 摸样工作面的尺寸;L 铸件尺寸.

5 起模斜度:为了方便起模,在模样,芯盒的出模方向留有一定斜度,以免损坏砂型或砂芯.这个斜度称为起模斜度.

6 最小铸出孔及槽.

7 工艺补正量:因工艺需要在铸件相应非加工面上增加

的金属层厚度称为工艺补正量.

8 分型负数:为了保证铸件尺寸精度,在拟订工艺时,为抵消铸件在分型面部位的增厚,在模样上相应减去的尺寸,称为分型负数.

9 反变形量:在模样上做出的预变形量.

10 砂芯负数(砂芯减量):为了保证铸件尺寸准确,将芯盒的长.宽尺寸减去一定量,这个被减去的尺寸称为砂芯负数.

11 非加工壁厚的负余量:为了保证铸件尺寸的准确性,凡形成非加工壁厚的木模或芯盒内的肋板厚度尺寸应该减

小,即小于图样尺寸,所减小的厚度尺寸称为非加工壁厚的负

余量.

12 分芯负数:对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯,在接缝处应留出分芯间隙量,即在砂芯的分开面处,将砂芯尺寸减去间隙尺寸,被减去的尺寸称为分芯负数.

判断铸件变形方向:铸件冷却缓慢的一侧必定受到拉应

力而产生内凹变形;冷却较快的一侧必定受到压应力而产生

外凸变形.浇注系统由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。浇口杯可用来承接来自浇包的

金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型

腔的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；增加充型压

力头。

直浇道的功用是：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。提供足够的压力头，使金属液

在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型

腔。

直浇道窝的作用①缓冲作用②缩短直-横拐弯处的高度紊流区③改善内浇道的流量分布④减小直-横浇道拐弯处的局部阻力系数和水头损失⑤浮出金属液中的气泡。

横浇道的功用有：①向内浇道分配洁净的金属液②储存

最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓③使金属

液流平稳和减少产生氧化夹渣物。

浇注系统的理论：若把液态金属视为理想流体，则全部

阻力系数均等于零，流量系数。只有S直>S横>S内才能满足充满条件,这就是传统的浇注系统理论.浇注系统的基本分类:(按内浇道在铸件上的位置分类)

1 顶注式浇注系统(简单式,楔形式,压变式,鱼淋式,搭边式)

2 底注式浇注系统(基本形式,牛角式,底雨淋式)

3 中间注入式浇注系统.

4 阶梯式浇注系统(多直浇道的阶梯式,用塞球发控制的阶梯式,控制各组元比例的阶梯式,带缓冲或反直浇道的阶梯式).（按截面积比分类）封闭,开放式浇注系统:封闭式浇注系统有较好的阻渣能力,可防止金属液卷入气体,消耗金属少,清理方便.缺点是:进入型腔的金属液流速度高,易产生喷溅和冲砂,使金属氧化,使型内金属液发生扰动,涡流和不平静.开放式浇注系统的优点:进入型腔时金属液流速度小,充型平稳,冲刷力小,金属氧化轻.缺点:阻渣效果稍差,内浇道较大,金属消耗略多.（阻流截面积）奥赞公式：；对于底注式：= -P/2 对于顶注式：= ，P为阻流以上的型腔高度，为阻流以

上的金属压力头。铸钢件和铸铁件浇注的不同281-282铸铁件浇注系统设计步骤：1选择浇注系统类型。 2 确定内浇道在铸件上的位置，数目和金属引入方向。 3 决定直浇道的位置和高度。4 计算浇注时间并核算金属上升速度。 5 计算阻流截面积S阻。6 确定浇口比并计算各组元截面积。称为浇口比。7 绘出浇注系统图形。

冒口是型腔内用以储存金属液的空腔,在铸件形成时补给金属,有防止缩孔,缩松,排气和集渣的作用.冒口形状有:圆柱形,球顶圆柱形,长(腰)圆柱形,球形及扁球形.铸钢件浇注特点：铸钢的特点是熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，而

且夹杂物对铸件力学性能影响严重，多使用底注浇包，要求

浇注系统结构简单、截面积大，使充型快而平稳，流股不宜

分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩，不宜阻碍铸件

的收缩。冒口的种类：390通用冒口的补缩原理：通用冒口

适用于所有合金铸件，它遵守顺序凝固的基本条件（冒口补

缩条件）:1 冒口凝固时间大于或等于铸件的凝固时间.2 有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩,补偿浇注后型腔扩大的体积.3 在凝固期间,冒口和被补缩部位之间存在

补缩通道,扩张角向着冒口.模数法:基本原理：首先，冒口的凝固时间应大于等于铸件被补缩部位的凝固时间，，。其次，。设计步骤：1把铸件划分为几个补缩区，计算各区