铸造工艺方案确定

第一章铸造工艺方案确定

1．夹具的生产条件，结构，技术要求

●产品生产性质——大批量生产

●零件材质——35Cr

●夹具的零件图如图2.2所示，夹具的外形轮廓尺寸为285mm*120mm*140mm，主要壁厚40mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。零件图如下图所示：

2．夹具结构的铸造工艺性

零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降低成本。审查、分析应考虑如下几个方面：

1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。

2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接，都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应

力集中导致裂纹缺陷。

3.铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。

4.壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节。

5.利于补缩和实现顺序凝固。

6.防止铸件翘曲变形。

7.避免浇注位置上有水平的大平面结构。

3．造型，造芯方法的选择

支座的轮廓尺寸为285mm*140mm*120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。

在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。选择使用射芯工艺生产砂芯。

4．浇注位置的确定

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。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的环节，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易程度。

确定浇注位置应注意以下原则：

1.铸件的重要部分应尽量置于下部

2.重要加工面应朝下或直立状态

3.使铸件的答平面朝下，避免夹砂结疤内缺陷

4.应保证铸件能充满

5.应有利于铸件的补缩

6.避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验

初步对支座对浇注位置的确定有：方案一如图4.1，方案二图4.2，方案三图4.3，方案四图4.4

图4.1 浇注系统方案一

图4.2 浇注系统方案二

图4.3 浇注系统方案三

图4.4 浇注系统方案四5分型面的确定

分型面是指两半铸型相互接触的表面。分型面的优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。

而选择分型面时应注意一下原则：

1.应使铸件全部或大部分置于同一半型内

2.应尽量减少分型面的数目

3.分型面应尽量选用平面

4.便于下芯、合箱和检测

5.不使砂箱过高

6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度

7.注意减轻铸件清理和机械加工量

图5.1 分型面选择方案一

图5.2 分型面选择方案二

图5.3 分型面选择方案三

图5.4 分型面选择方案四

第三章铸造工艺参数及砂芯设计

1铸件尺寸公差

铸件尺寸公差是指铸件公称尺寸的两个允许的极限尺寸之差。在两个允许极限尺寸之内，铸件可满足机械加工，装配，和使用要求。

夹具为砂型铸造机器造型大批量生产，由《铸造工程师手册》查表6-25得：

支座的尺寸公差为CT8～12级，取CT9级。

支座的轮廓尺寸为285mm*140mm*120mm，由《铸造工艺设计》查表1-9得：

支座尺寸公差数值为3.2mm。

3.1.3铸造收缩率

铸造收缩率又称铸件线收缩率，用模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：

ε=[（L1-L2）/L1]*100％

ε—铸造收缩率

L1—模样长度

L2—铸件长度

支座受阻收缩率由《铸造工程师手册》查表6-24得：

受阻收缩率为1.5％

3.1.4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。起模斜度应在铸件上没有结构斜度的，垂直于分型面的表面上应用。

初步设计的起模斜度如下：

外型模的A面（如图所示）高52mm的起模斜度由《铸造工程师手册》查表6-39得：

粘土砂造型外表面起模斜度为а=0°30＇,a=1.0mm

外型模的B面（如图所示）高100mm的起模斜度由《铸造工程师手册》6-39查表得：

粘土砂造型外表面起模斜度为а=0°25＇,a=1.2mm

但是同一铸件要尽量选用同一起模斜度，以免加工金属模时频繁的更换刀具。所以选用同一起模斜度为а=0°30＇,a=1.0mm

3.1.5最小铸出孔和槽

零件上的孔、槽、台阶等，究竟是铸出来好还是靠机械加工出来好，这应该从品质及经济角度等方面考虑。一般来说，较大的孔、槽等应该铸出来，以便节约金属和加工工时，同时还可以避免铸件局部过厚所造成热节，提高铸件质量。较小的孔、槽或则铸件壁很厚则不易铸出孔，直接依靠加工反而方便。

根据夹具的轮廓尺寸285mm*140mm*120mm由《铸造工程师手册》查表6-45得：铸钢件最小铸出孔约为直径60mm。

大孔Φ72，考虑加工余量后直径为65mm，壁厚度为24mm。该孔直径比较大，高径比也不大，则应该铸出。

小孔Φ30，考虑加工余量后直径为24mm，小于最小铸出孔为60mm的要求，壁厚度为10mm。该孔直径较小，高径比较大，不应该铸出，机械加工较为经济方便。

铸件重量公差

铸件重量公差是以占铸件公称重量的百分比表示的铸件重量变动的允许范围。

支座的公称重量约为11kg，尺寸公差为MT9级。

由《铸造工程师手册》查表8-4得：支座的重量公差为MT9级，查《手册》8-9得重量公差数值为10%。

3.1.9分型负数

干砂型、表面烘干型以及尺寸较大的湿砂型，分型面由于烘烤，修整等原因一般都不很平整，上下型接触面很不严。为了防止浇注时炮火，合箱前需要在分型面之间垫以石棉绳、泥条等，这样在分型面处明显增加了铸件的尺寸。为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时为抵掉铸