铸造工艺设计参数【精品课件】

CT1
精度
CT16
铸件尺寸公差数值 (mm)
铸件基本尺寸
公差等级CT
大于 至 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
－
10
－
－ 0.18 0.26 0.36 0.52 0.74 1.0 1.5 2.0 2.8 4.2 －
－
－
－
10
16
－
－ 0.20 0.28 0.38 0.54 0.78 1.1 1.6 2.2 3.0 4.4 －
✓ 下芯、合型方便，芯头应有适当斜度和间隙
芯头可分为垂直芯头和水平芯头 （包括悬臂式芯头）两大类
（一）芯头的组成
典型的芯头的结构如 右图所示。
包括：芯头长度、斜度、 间隙、压环、防压环和 积砂槽等结构
典型的芯头结构 a）水平芯头 b）垂直芯头
h1 h
1、芯头长度 砂芯伸入铸型部分的长度
扩大下芯头的垂直芯头
✓平面烘干板结构简单 ✓砂胎烘干法不精确 ✓烘干器虽精确、简便，
通气性好且价格低廉 也不方便
但结构复杂、昂贵且 维修量大
（六）砂芯形状适应造型、制芯方法
➢
高速造型线限制下芯时间，对一型多铸的小铸
件，不允许逐个下芯，因此，划分砂芯形状时，常把
几个到十几个小砂芯连成一个大砂芯，以便节约下芯、
制芯时间，以适应机器造型节拍的要求。
砂胎
在手工造型时，遇到难于出
模的地方，一般尽量用模样“活
活块
块”，即用“活块”取代砂芯。
这样虽然增加了造型工时，但却
节省了芯盒、制芯工时及费用
（五）填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面
为此，需要进炉烘 干的大砂芯，常被沿最 大截面切分为两半制作。
用平板烘干
砂胎支撑烘干 用成型烘干器烘干
烘干砂芯的几种方法
过小，应适当放大芯头。若受砂箱等条件限制，不能增加芯
头尺寸，可采用提高芯座抗压强度（许用压应力）的方法，
如在芯座部分附加砂芯、铁片、耐火砖等。在许可的情况下，
附加芯撑，也等于增加了承压面积。
（三）特殊定位芯头
有的砂芯有特殊 的定位要求，如防止 砂芯在型内绕轴线转 动，不许可轴向位移 偏差过大或下芯时搞 错方位，这时就应采 用特殊定位芯头。
特殊定位芯头
a)、b) 垂直芯头
c)、d) 水平芯头
铸造工艺设计参数（简称工艺参数）
通常是指铸造工艺设计时需要确定的某些 数据，这些工艺数据一般都与模样及芯盒尺寸 有关，即与铸件的精度有密切关系，同时也与 造型、制芯、下芯及合箱的工艺过程有关。
铸造工艺设计参数主要有：
铸件尺寸公差 机械加工余量
－
－
－
16
25
－
－ 0.22 0.30 0.42 0.58 0.82 1.2 1.7 2.4 3.2 4.6
6
8
10 12
25
40
－
－ 0.24 0.32 0.46 0.64 0.90 1.3 1.8 2.6 3.6 5.0
7
9
11 14
40
63
－
－ 0.26 0.36 0.50 0.70 1.0 1.4 2.0 2.8 4.0 5.6
集砂槽的作用
用来存放个别的散落 砂粒，这样就可以加快下 芯速度
（二）芯头承压面积的核算
由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算 铸型的许用压应力即可。芯头的承压面积S应满足下式
S
kF芯
[s压 ]
F芯
计算的最大浮芯力
k
安全系数，k=1.3~1.5
[σ压]
铸型的许用压应力
如果实际承压面积不能满足上式要求，则说明芯头尺寸
铸造收缩率 起模斜度
最小铸出孔及槽
工艺补正量 分型负数 反变形量 砂芯负数 非加工壁厚的负余量 分芯负数
一、铸件的尺寸公差
指铸件各部分尺寸允许的极限偏差
我国的铸件尺寸公差标准GB6414－86
ISO8062-1984《铸件尺寸公差制》
3
2
2
1
2
345
6
78
9 10 11 12 13 14 15 16
➢ 对壳芯、热芯和冷芯盒砂芯要从便于射紧砂芯 方面来考虑改进砂芯形状。
除上述的原则外，还应使每块砂芯有足够的 断面，保证有一定的强度和刚度，并能顺利排出 砂芯中的气体；使芯盒结构简单，便于制造和使 用等。
二、芯头设计
芯头 伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
➢ 对芯头的要求
✓ 定位和固定砂芯，使砂芯在铸造中有准确的位 置，并能承受砂芯重力及浇注时液体金属对砂芯的 浮力，使之不破坏 ✓ 芯头应能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至 型外 ✓ 上下芯头及芯号容易识别，不致下错方向或芯号
砂芯设计及铸造工艺设计参数
砂芯设计 砂芯的功用
➢ 形成铸件的内腔、孔 和铸件外形有碍起模、 不能出砂的凹凸部位
➢ 砂型局部要求特殊性 能的部分，有时也用砂芯
砂芯应满足以下要求
➢ 具有足够的强度和刚度
➢ 在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能 及时排出型外 ➢ 铸件收缩时阻力小，容易清砂
2、确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的 基本原则
为保证铸件精度而将砂芯分块的实例
（二）保证操作方便 复杂的大砂芯、细而长的砂芯可分为几个小而
简单砂芯。细而长的砂芯易变形，应分成数段，并 设法使芯盒通用。在划分砂芯时要防止液体金属钻 入砂芯分割面的缝隙，堵塞砂芯通气道。
右图为空气压缩机 大活塞的砂芯。为了便 于操作将砂芯分为3块。 这样可以简化造芯和芯 盒结构
h1 h
2、芯头斜度 对垂直芯头， 上、下芯头都 应设有斜度
α
扩大下芯头的垂直芯头
s1
h1 h
3、芯头间隙
s
s2
为了下芯方便， 通常在芯头和芯 座之间留有间隙
α
4、压环、防压环和集砂槽
压环的作用
合箱后它能把砂芯压 紧，避免金属液沿间隙钻 入芯头
防压环的作用
下芯、合箱时，它可防 止此处砂型被压塌，因而 可以防止掉砂
使造芯到下芯的整个过程方便 不致造成气孔等缺陷 铸件内腔尺寸精确
使芯盒结构简单
（一）保证铸件内腔尺寸精确Fra Baidu bibliotek
凡是铸件内腔尺寸要求较严的部分应由同一半砂芯形成， 避免被分盒面所分割，更不宜化分为几个砂芯。但手工造型 中大的砂芯，为保证某一部位精度，有时需将砂芯分块。
左图中，要求 500mm×400m m方孔四周壁厚 均匀
为操作方便将砂芯分块的实例
简化芯盒结构和造型工艺
为了造芯方便而分割成数块
（三）保证铸件壁厚均匀
使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大 小、方向一致，保证铸件壁厚均匀
保证铸件壁厚均匀
a) 不合理
b) 合理
（四）应尽量减少砂芯数目
用砂胎（自带砂芯）或吊 砂可减少砂芯，右图为12VB 柴油机曲轴定位套的机器造 型方案。