《砂型鑄造工藝設(shè)計》PPT課件

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ),砂型鑄造工藝設(shè)計,鑄造工藝設(shè)計 ：在生產(chǎn)鑄件之前，首先要編制出控制 鑄件生產(chǎn)工藝過程的技術(shù)文件。 本章主要介紹砂型鑄造工藝設(shè)計。 主要內(nèi)容：鑄造工藝方案的確定 鑄造工藝參數(shù)的確定 澆注系統(tǒng)和冒口的確定 鑄造工藝方案及工藝圖示例,第一節(jié) 鑄造工藝方案的確定,具體內(nèi)容： 選擇鑄件的澆注位置及分型面； 確定型芯的數(shù)量、定位方式、下芯順序、芯頭形狀及尺寸； 確定工藝參數(shù)（如機械加工余量、起模斜度、鑄造圓角 及收縮率等）； 澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵的形狀和尺寸及在砂型中的布置； 繪制鑄造工藝圖,一、澆注位置的選擇,澆注位置：澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置,1.鑄件的重要加工面和受力面應(yīng)朝

2、下或位于側(cè)面,上,下,下,上,3.鑄件的大平面應(yīng)朝下,2. 應(yīng)將面積較大的薄壁部位置于鑄型下部，或使其傾斜位置,4.為防止鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松的缺陷，應(yīng)使鑄件的厚大部位朝 上或側(cè)放,上,下,下,上,二、分型面的選擇,1. 分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處,2. 應(yīng)盡量使鑄件的全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄件 的尺寸精度,3. 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，并盡可能選擇平面分型,上,下,中,4. 為便于造型、下芯、合箱及檢驗鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱,上,下,上,下,上,下,上,下,三、型芯形狀、數(shù)量及分塊,型芯用來形成鑄件內(nèi)腔或外形妨礙起模的部位,多塊型芯拼裝時，必須考慮每塊型芯的下芯順序

3、,第二節(jié)、工藝參數(shù)的確定,1機械加工余量和鑄孔,機械加工余量：在鑄件需要進(jìn)行切削加工的表面上增加的一 層金屬層厚度,鑄件機械加工余量應(yīng)與鑄件尺寸公差配套使用，規(guī)定機 械加工余量的代號用字母MA表示，加工精度由精到粗分 為A、B、C、D、E、F、G、H、J共九個等級,使用表4-3，應(yīng)遵守以下幾條規(guī)定,表中每欄有兩個加工余量數(shù)值，上面的是單側(cè)加工時的加工余量，下面的是雙側(cè)加工時每側(cè)的加工余量,在小批和單件生產(chǎn)中，鑄件的不同加工表面允許采用相同的加工余量數(shù)值,用砂型鑄造的鑄件，其頂面(相對于澆注位置)的加工 余量等級應(yīng)比底、側(cè)面加工余量等級降一級選用。 例如：某鑄件的底、側(cè)面的加工余量為CTl0級、

4、MA一G級，其頂面加工余量則應(yīng)為CT11級、MA-H級,砂型鑄造中孔的加工余量等級，可采用與頂面相同的等級,表4-4 鑄件的最小鑄出孔直徑,注： 若孔很深，孔徑很小，一般不鑄出； 不加工的特形孔，原則上應(yīng)鑄出； 非鐵金屬鑄件上的孔，應(yīng)盡量鑄出,2起模斜度,在造型和造芯時，為了順利起模而不致?lián)p壞砂型和砂芯，應(yīng)該在模樣或芯盒的起模方向上帶有一定的斜度，這個斜度稱為起模斜度。 若鑄件本身沒有足夠的結(jié)構(gòu)斜度，就要在鑄造工藝設(shè)計時給出鑄件的起模斜度,起模斜度在工藝圖上的標(biāo)注：用角度或?qū)挾萢(mm)表示。 用機械加工方法加工模具時，用角度標(biāo)注； 用手工加工模具時，用寬度標(biāo)注。 起模斜度的大小應(yīng)根據(jù)模樣的高

5、度、表面粗糙度以及造型方法來確定，如表4-5所示,3鑄造圓角,4鑄造收縮率,5 型芯及芯頭,圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/2,通常灰鑄鐵為0.71.0%，鑄造碳鋼為1.32.0%，鋁硅合金為0.81.2%，錫青銅為1.21.4,型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形,芯頭的作用,1）定位作用,2）固定作用,3）排氣作用,第三節(jié)、澆注系統(tǒng)和冒口,一、澆注系統(tǒng) 引導(dǎo)金屬液流入型腔的一系列通道的總稱,1. 澆注系統(tǒng)的組成及作用 組成：澆口杯、直澆道、橫澆道 和內(nèi)澆道等。 作用：通道,內(nèi)澆道總橫截面尺寸S內(nèi)的確定 理論上：用水力學(xué)公式計算； 生產(chǎn)中：根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗圖表

6、直接查出。 澆注系統(tǒng)其它組員橫截面尺寸的確定 封閉式澆注系統(tǒng) S直S橫S內(nèi) S直S橫S內(nèi)=1.151.11 開放式澆注系統(tǒng) S直S橫S內(nèi) S直S橫：S內(nèi)=124,2. 澆注系統(tǒng)尺寸的確定,3.常見澆注系統(tǒng)的類型,1)頂注式澆注系統(tǒng),優(yōu)點：金屬液自由下落，自下而上地逐漸充滿型腔，利于定 向凝固和補縮； 缺點：沖擊力大(與鑄件高度有關(guān))，充型不平穩(wěn)，易發(fā)生飛 濺、氧化和卷入氣體的現(xiàn)象，使鑄件產(chǎn)生缺陷。 用途：這種澆注系統(tǒng)多用于質(zhì)量不大、高度不高和形狀簡單 的薄壁或中等壁厚的鑄件； 易氧化金屬鑄件則不宜采用,內(nèi)澆道開設(shè)在鑄件的頂部,2) 分型面(中間)注入式澆注系統(tǒng),優(yōu)點：內(nèi)澆道開設(shè)在分型面上，能方

7、便地按需要進(jìn)行布置， 有利于控制金屬液的流量分布和鑄型熱量的分布。 應(yīng)用：應(yīng)用普遍，適用于中等質(zhì)量、高度和壁厚的鑄件,內(nèi)澆道開設(shè)在分型面上,3) 底注式澆注系統(tǒng),內(nèi)澆道開設(shè)在型腔底部,優(yōu)點：金屬液充型平穩(wěn)，避免了金屬液沖擊型芯、飛濺和氧化及由此引起的鑄件缺陷；型內(nèi)氣體易于逐漸排出，整個澆注系統(tǒng)充滿較快，利于橫澆道撇渣。 缺點：型腔底部金屬液溫度較高，而上部液面溫度較低，不利于冒口的補縮。 故采用底注式澆注系統(tǒng)時，應(yīng)盡快澆注。 應(yīng)用：底注式澆注系統(tǒng)多用于易氧化的合金鑄件,4) 階梯式澆注系統(tǒng),具有多層內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng),優(yōu)點：兼有底注式和頂注式的優(yōu)點，又克服了兩者的缺 點，既注入平穩(wěn)，減少了飛濺，

8、又利于補縮。 缺點：澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增大了造型及鑄件清理工作量。 應(yīng)用：它多用于高度較高、型腔較復(fù)雜、收縮率較大或品質(zhì) 要求較高的鑄件,4、內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇原則,應(yīng)使內(nèi)澆道中的金屬液暢通無阻地進(jìn)入型腔，不正面沖擊鑄型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分,內(nèi)澆道盡量不開設(shè)在鑄件的重要部位。因內(nèi)澆道附近易局部過熱而造成鑄件晶粒粗大，并可能出現(xiàn)疏松，進(jìn)而影響鑄件品質(zhì),內(nèi)澆道不應(yīng)妨礙鑄件收縮。如圖416所示的圓環(huán)鑄件，其四個內(nèi)澆道做成曲線形狀，就不會阻礙鑄件向中心的收縮，避免了鑄件的變形和裂紋,內(nèi)澆道應(yīng)開在容易清理和打磨的地方。如圖417所示的開在鑄件砂芯內(nèi)的內(nèi)澆道就難以清除,當(dāng)合金收縮較大且壁厚有一定差別時，宜將內(nèi)澆道從鑄件厚壁處引入，以利鑄件定向凝固；而對壁薄而輪廓尺寸又較大的鑄件，宜從鑄件薄壁處引入，以利鑄件同時凝固，減小鑄件的內(nèi)應(yīng)力、變形量，防止裂紋產(chǎn)生,二. 冒口,冒口是在鑄型中設(shè)置的一個儲存金屬液的空腔。 應(yīng)放置在鑄件的熱節(jié)圓直徑dy較大的部位,冒口,普通冒口,特種冒口,明冒口,暗冒口,保溫冒口 發(fā)熱冒口 大氣壓力冒口 易割冒口,冒口尺寸計算方法,比例法 ：基本原理是使冒口根部的直徑d大于鑄件被補縮處