铸造工艺参数及砂芯设计

选取加工余量图例
表为砂型铸造常用铸造合金单件和小批生产时 公差等级及与之配套的加工余量等级。
铸件的公差 等级和加工 余量等级确 定后，加工 余量数值可 根据表（GB /T11350－ 1989）选取。
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
加工余量过大，浪费金 属和加工工时，增加成本； 加工余量过小，降低刀 具寿命，不能完全去除铸件 表面缺陷，缺陷甚至露出铸 件表皮，达不到设计要求。 加工余量和尺寸公差的关系 最小加工量等于加工余 量减去铸件尺寸的下偏差
影响加工余量的主要因素有： 铸造合金种类 铸造工艺方法
生产批量
设备及工装的水平 加工表面所处的浇注位置（顶、底、侧面） 铸件基本尺寸的大小和结构
0.70
0.78 0.88 1.0
1.0
1.1 1.2 1.4
1.4
1.6 1.8 2.0
2.0
2.2 2.5 2.8
2.8
3.2 3.6 4.0
4.0
4.4 5.0 5.6
5.6
6 7 8
8
9 10 11
10
11 12 14
12
14 16 18
16
18 20 22
注：1、CT1和CT2没有规定公差值，是为将来可能要求更精密的公差保留的 2、铸件的基本尺寸小于或等于16mm时，CT13至CT16的公差值需单独标注，可提高2～3级
基本尺寸
大于 至 4.5 5.0 3.5 6.5 5.0 8.0 6.0 6.0 4.5 7.5 6.0 9.5 7.5
加工余量数值/mm 6.0 4.0 7.0 4.5 8.5 6.0 6.5 4.5 8.0 5.5 9.5 7.0 7.5 5.5 9.0 6.5 11 8.5 7.5 5.0 9.0 6.0 11 7.5 8.5 6.0 10 7.0 13 9.0 9.0 5.5 11. 7.0 13 8.5 10 6.5 12 8.0 15 10
铸件公称质量可用如下方法确定：
成批和大量生产时，从供需双方共同认定的首批合 格铸件中随机抽取不少于10件，以实际质量的平均值 作为公称质量 小批和单件生产时，以计算质量或供需双方共同 认定的任意合格铸件的实称质量作为公称质量 铸件公称质量与尺寸公差对应选取。一般情况下， 重量公差上下偏差值相同，下偏差也可以比上偏差提高 两级选用。 标注方法：当重量公差上下偏差相同时，标注为GB/T 11351-989MT 10级，当不相同时为GB/T 11351-989MT 10/8级
表6-9 成批和大量生产铸件的机械加工余量等级
铸造工艺方法、尺 寸公差、加工余量 砂型手工造型 加工余量等级 铸钢 灰铸铁 11-13 球墨铸铁 11-13 可锻铸铁 10-12 铜合金 10-12 轻金属合金 9-11
CT 11-13 M A CT M A CT 金属型 M A CT 压力铸造 M A CT MA 5-7 E
增加和减少铸件尺寸法 减少铸件尺寸法
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 当铸件侧面需要加工时： 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。
10
8 6 5 4 3
12
10 8 6 5 4
14
12 10 8 6 5
16
14 12 10 8 6
18
16 14 12 10 8
20
18 16 14 12 10
24
20 18 16 14 12
注：表中质量公差数值为上、下偏差之和，即一半为上偏差，一半为下偏差
三、机械加工余量
机械加工余量：为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在 铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工是又被切去的 金属层厚度
五、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。
五、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 （分盒面）的表面上应用，其大小应依模样的起模高度、表 面粗糙度以及造型（芯）方法而定。
铸件基本尺寸（铸件图上给定的尺寸）包括机械加工余量
公差带应对称分布，有特殊要求时，也可非对称分布， 并应在图样上注明或技术文件中规定。壁厚尺寸公差一 般可降低一级 例如：图样上一般尺寸公差为CT10级，则壁厚尺寸公差为 CT11级。在图样上采用公差等级代号标注，如GB6414－ 86CT10
二、铸件重量公差
示例:
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：
K
L模－L件 L件
100 ％
式中： L模──模样尺寸； L件──铸件尺寸。
浇注时朝上的表面因产生缺陷的机率较大，表面 加工余量应比底面和侧面大
机械加工余量（铸造工艺图符号表示）
加工余量分两种方法表示可任选其一。
a.用红色线表示，在加工符号附近注明加工余量数值 b.在工艺说明中写出上、侧、下字样注明加工余量数值 。特殊要求的加工余量可将数值标在加工符号附近。 凡带斜度的加工余量应注明斜度。
以免加工金属模时频繁地更换刀具
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
起模斜度形式的选用
在铸件加工面上采用？
增加铸件尺寸法
在铸件不与其它零件配合的非加工面上采用？
增加铸件尺寸法 增加和减少铸件尺寸法 减少铸件尺寸法
在铸件与其它零件配合的非加工面上采用？
表6-4 铸件质量公差数值
％
公称质量（kg） ＜0.4 ＞0.4~1 ＞1~4 ＞4~10 ＞10~40 质量公差等级MT 1 － － － － － 2 5 4 3 2 － 3 6 5 4 3 2 4 8 6 5 4 3 5 10 8 6 5 4 6 12 10 8 6 5 7 14 12 10 8 6 8 16 14 12 10 8 9 18 16 14 12 10 10 20 18 16 14 12 11 24 20 18 16 14 12 － 24 20 18 16 13 － － 24 20 18 14 － － － 24 20 15 － － － － 24 16 － － － － －
2
3
2
1 CT1
2
3
4 5
6
7 8
16 15 14 13 11 12 10 9
精度
CT16
表6-1 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级 公差等级CT 造型工艺 灰铸 方法 铸钢 铁 砂型手工 11-13 11-13 造型 砂型机器 造型 8-10 8-10
球墨铸 可锻铸 铁 铁
11-13 8-10 10-12 8-10
3
0.18 0.20 0.22 0.24
4
0.26 0.28 0.30 0.32
5
0.36 0.38 0.42 0.46
6
0.52 0.54 0.58 0.64
wk.baidu.com
7
0.74 0.78 0.82 0.90
8
1.0 1.1 1.2 1.3
9
1.5 1.6 1.7 1.8
10
2.0 2.2 2.4 2.6
11
选取工艺参数的依据：铸件尺寸、质量、验收条件等
铸造工艺设计参数主要有：
铸件尺寸公差 铸件重量公差 机械加工余量 每个铸件工艺设计所必要的 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 工艺筋 砂芯负数 其余的只是用于特定的条件下 非加工壁厚的负余量 分芯负数
一、铸件的尺寸公差
使用起模斜度时应注意：
起模斜度应小于或等于产品图上所规定的起模斜度值， 以防止零件在装配或工作中与其它零件相妨碍 尽量使铸件内、外壁的模样和芯盒斜度取值相同，方向 一致，以使铸件壁厚均匀 在非加工面上留起模斜度时，要注意与相配零件的外形 一致，保持整台机器的美观
同一铸件的的起模斜度应尽可能只选用一种或两种斜度，
J
8-10 M
H
8-10 G 7-9 F
H
8-10 G 7-9 F
H
8-10 G 7-9 F
H
8-10 G 7-9 F 6-8 E
H
7-9 G 6-8 F 5-7 E 4-6 E
砂型机器造型
熔模铸造
5-7 E
5-7 E
4-6 E
表6-10 与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量
尺寸公差等级 加工余量等级 G 12 H J G 13 H J H 14 J H 15 J
铸件的尺寸公差：指铸件各部分尺寸允许的极限偏差， 在这两个允许极限尺寸之间，铸件可满足加工、装配和使用 的要求。 按照GB/T6414－1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》 的规定，铸件尺寸公差等级共16级，用CT1～CT16表示。不 同的生产规模和生产方式生产的铸件所达铸件尺寸公差等也 不同。具体数据可参照相关手册。
1、了解铸造工艺设计参数的种类 2、了解砂芯分类 3、了解芯撑和芯骨、砂芯的排气
4、掌握确定铸造工艺设计参数的选用方法
5、掌握砂芯设计基本原则、砂芯固定和定位、 尺寸设计、
第一节 铸造工艺设计参数
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。 意义：准确、恰当选择工艺参数是保证铸件尺寸精 度、方便造型操作的工艺措施，也是制造模样和芯盒的 尺寸依据。
2.8 3.0 3.2 3.6
12
4.2 4.4 4.6 5.0
13
－ － 6 7
14
－ － 8 9
15
－ － 10 11
16
－ － 12 14
40
63 100 160
63
100 160 250
－
－ － －
－
－ － －
0.26
0.28 0.30 0.34
0.36
0.40 0.44 0.50
0.50
0.56 0.62 0.70
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。因此， 要十分准确地给出铸造收缩率是很困难的
如何正确地选择铸造收缩率：
对于大量生产的铸件，一般应在试生产过程中，对铸件 多次划线，测定铸件各部分的实际收缩率，反复修改木模， 直至铸件尺寸符合铸件图样要求。然后再以实际铸造收缩 率设计制造金属模 对于单件、小批量生产的大型铸件，铸造收缩率的选 取必须有丰富的经验，同时要结合使用工艺补正量，适当 放大加工余量等措施来保证铸件尺寸达到合格 各种铸造合金的铸造收缩率值，可以依据铸造材料、所用 铸型、收缩情况从相关铸造手册选取
铜合 金
10-12 8-10
轻金 属合 金
9-11 7-9
金属型
压力铸造 熔模铸造 5-7
7-9
7-9
7-9
7-9
6-8
6-8
5-7 4-6
5-7
5-7
4-6
铸件尺寸公差数值
铸件基本尺寸 大于 － 10 16 25 至 10 16 25 40 1
－ － － －
(mm)
公差等级CT 2
－ － － －
＞40~100
＞100~400 ＞400~1000 ＞1000~4000 ＞4000~10000 ＞10000~40000
－
－ － － － －
－
－ － － － －
－
－ － － － －
2
－ － － － －
3
2 － － － －
4
3 2 － － －
5
4 3 2 － －
6
5 4 3 2 －
8
6 5 4 3 2
铸件重量公差：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。 所谓公称质量是指包括加工余量和其它工艺余 量， 作为衡量被检验铸件轻重的基准质量。
GB/T11351－89规定了铸件质量公差的数值、确 定方法及检验规则，与 GB6414 － 86《铸件尺寸公差》 配套使用。
质 量 公 差 代 号 用 字 母 “ MT” （ Mass Tolerances 的缩写）表示。质量公差等级和尺寸 公 差 等 级 相 对 应 ， 由 精 到 粗 也 分 为 16 级 ， 从 MT1～MT16。
-
100
3.0 5.5
100
160
4.0 7.0
160
250
5.0
250
400
8.0
9.0
11
9.5
11
13
13
15
15
17
一种铸造方法得到的尺寸精度如何，与生产过 程的许多因素有关，其中包括：
铸件结构的复杂性、模具的类型和精度 铸件材质的种类和成分、造型材料的种类和品质、 技术和操作水平 可以通过以下措施来提高公差等级： 对设备和工装进行改进、调整和维修； 严格工艺过程的管理；提高操作水平