金属型浇铸模具理论

金属型浇铸模具理论

目录

一、概述

二、铸件工艺设计

三、金属型设计

四、铸造工艺

五、金属型铸造机

六、铸件常见缺陷及防止方法

一、概述

1、铸造原理：利用重力浇注，进入金属型模具。

2、工艺流程：

3、工艺特点之缺点：

（1）金属型的热导率和热容量大，浇注的金属液很快结晶凝固，降

低了充型能力，故对铸件的壁厚设计有一定要求，一般不小于2mm。（2）金属型本身无透气性，必须采用一定的措施导出型腔中的空气和砂芯所产生的气体。

（3）金属型无退让性，铸件凝固时容易产生裂纹和变形，不适用于热裂倾向大的合金。

二、铸件工艺设计

1 基准面的选择

2 铸件在金属型中的位置

3 分型面的选择

4 铸件工艺性设计

5 浇注系统

6 冒口设计

1、基准面的选择：基准面决定铸件各部分相对的尺寸位置。所以选择铸造基准面时，必须和铸件机械加工的基准面统一，其选择原则为：

（1）非全部加工的铸件，应尽量选取非加工面作为基准面。

（2）采用非加工面作基准面时，应该选尺寸变动小、最可靠的面作基准面。最好不选用活块形成的铸件表面作为基准面。

（3）基准面应平整和光洁，不应有残余浇冒口、毛刺、飞翅等。（4）全部加工的零件，应选加工余量最小的面作为基准面，以保证机械加工时不致因加工余量不够而造成废品。

（5）为了便于检验尺寸，应选择较大的平面作为基准面，不采用曲

面或有铸造斜度的面作为基准面。

2、铸件在金属型中的位置

•便于安放浇注系统，保证合金液平稳充满铸型

•便于合金顺序凝固，保证补缩

•使型芯（或活块）数量最少、安装方便、稳固，取出容易

•力求铸件内部质量均匀一致，盖子类及碗状铸件可水平安放•便于铸件取出，不致拉裂和变形。

3、分型面的选择

•简单铸件的分型面应尽量选在铸件的最大端面上

•分型面应尽可能地选在同一个平面上

•应保证铸件分型方便，尽量少用或不用活块

•分型面的位置应尽量使铸件避免做铸造斜度，而且很容易取出铸件

•分型面应尽量不选在铸件的基准面上，也不要选在精度要求较

高的表面上

•应便于安放浇冒口和便于气体从铸型中排出。

4、铸件工艺性设计

（1）铸件工艺性设计原则

－简化金属型结构，某些小孔一般不铸出来，但当不便于补缩时，有些小孔也应铸造出来；

－为了便于设置冒口以对整体铸件进行补缩，有些大孔也可以不铸出；

－对一些易变形的铸件应增加防变形肋，待最后工序加工去掉；

－对于加工过程中装卡定位性差的铸件，可以根据需要设计定位装卡凸台，其位置应有利于铸件补缩；

－在不影响产品性能的前提下，可以局部加大铸造斜度，避免设计活块。

（2）铸件工艺性设计参数的选择

1）加工余量

－零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，应给予较大的加工余量；

－加工面越大，加工余量应越大；

－加工面距加工基准面越远，加工余量应越大；

－铸件用砂芯形成的表面，应比用金属芯形成的表面的加工余量大；－浇冒口开设的加工面应给予较大的加工余量。

2）工艺余量

工艺余量是指超过机械加工余量的部分。工艺余量根据铸件实际结构情况确定，应保证铸件顺序凝固。

3）铸件尺寸公差

一般按照GB 确定，特殊要求由供需双方协商确定。

4）铸造圆角

铸造圆角半径R （mm ）一般可以按下式计算：

R ＝ ～ 式中 δ、δ´——铸件相邻壁的厚度（mm ）

5）铸造斜度

－凡是在铸件冷却时与金属型表面有脱离倾向的面，应给予较小的铸造斜度；

－凡是铸件冷却时趋向于包紧金属型或芯的面，应给予较大的斜度。 对于铸件尺寸要求精确的非加工面，若不允许有铸造斜度时，可考虑改变分型面，或使用金属活块、以及采用砂芯等方法来解决。 各种合金铸件的铸造斜度可参考下表：（理论值不一定适用）

（3） 铸件图的绘制

绘制铸件图的过程就是铸造与零件设计、机械加工等部门将铸件的基准面、加工余量、铸造斜度等铸造工艺因素及技术要求，以图加

4δδ'＋6

δδ'＋

以说明，并经多方会签确定的过程。

铸件图既是设计、制造金属型和铸件验收的技术依据，也是机械加工、设计制造工装夹具的技术文件之一。

5、浇注系统

（1）浇注系统的设计原则

（2）浇注系统的形式及特点

（3）浇注系统的组成部分

（4）浇注系统的计算

（1）浇注系统的设计原则

1) 浇注系统尺寸的大小应保证金属液在规定的时间内能良好地充填金属型，尽量避免产生紊流，以防止卷气和渣。（倾斜浇注可解决）2) 金属液的引入位置应使金属液平稳流入型腔，尽量不冲击型芯和型壁，避免产生涡流和飞溅，并利于金属型型腔中气体的排除。

3) 铸型的热分布应合理，有利于铸件顺序凝固，以便于铸件得到充分的补缩。

4) 浇注系统结构设计应简单、体积小，在保证铸件质量的前提下，金属液消耗量应最少，并且便于铸型开合、取件及从铸件上清除浇冒口。

（2）浇注系统的形式及特点

顶注式

•铸型热分布有利于补缩，金属液消耗量少，结构简单，制造方便。

•金属液充填型腔时易产生飞溅，不利于排气，铸件易产生氧化夹渣等缺陷。

•适用于矮而简单的铸件。高度超过100mm的铝、镁合金铸件宜采用倾斜浇注，倾斜角度为30°～50°。

中注式

•金属液流动比顶注式平稳，能获得比底注式较合理的热分布，但不能完全避免产生飞溅和涡流。

•适用于高度较高又不便于采用底注式的铸件。

底注式

•金属液由下而上平稳地充填铸型，有利于排气、排渣。热分布不利于金属液顺序凝固。

•广泛应用于各种尺寸的铸件，为了克服热分布不合理产生的缺陷，可以采取增加工艺余量使铸件上厚下薄；从顶冒口中补充金属液；控制金属型的涂料厚度。

缝隙式

•金属液由下而上逐步充填铸型，流动平稳，挡渣排气条件好，金属型的热分布合理。

•铸件结构受到限制，金属液消耗量多，切割、清理浇口费工。

•适用于质量要求较高的铸件。

（3）浇注系统的组成部分

1）浇口杯

接受和贮存一定量的金属液，同时起到缓冲和浮渣的作用。