鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)鑄造工藝設(shè)計(jì)基礎(chǔ)鑄造工藝方法概述鑄造工藝方法概述鑄造工藝設(shè)計(jì)的意義鑄造工藝設(shè)計(jì)的意義鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容及程序鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容及程序鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般原則和要求鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般原則和要求鑄造工藝所用的符號(hào)和表示方法鑄造工藝所用的符號(hào)和表示方法鑄造工藝方法及過程概述鑄造工藝方法及過程概述“鑄造鑄造”又稱液態(tài)金屬成形，它是機(jī)械工業(yè)又稱液態(tài)金屬成形，它是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。分類：分類： a.a.可分為可分為“重力作用下的鑄造重力作用下的鑄造”和和“外外力作用下的造力作用下的造” ” 。 b.b.也可分為也可分為“砂型鑄造砂型鑄造”（占（占7080%7080%）和和“特種

2、鑄造特種鑄造”。重力下鑄造與外力下鑄造重力下鑄造與外力下鑄造重力作用下的鑄造：重力作用下的鑄造：砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模精密鑄造、消失模鑄造砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模精密鑄造、消失模鑄造外力作用下的鑄造：外力作用下的鑄造：離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造離心鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、擠壓鑄造砂型鑄造與非砂型鑄造砂型鑄造與非砂型鑄造1 1）砂型鑄造（根據(jù)粘結(jié)劑的不同）通?？煞譃檎惩辽靶停┥靶丸T造（根據(jù)粘結(jié)劑的不同）通?？煞譃檎惩辽靶丸T造、樹脂砂型鑄造、水玻璃砂型鑄造、覆膜砂型（殼鑄造、樹脂砂型鑄造、水玻璃砂型鑄造、覆膜砂型（殼型）鑄造等；型）鑄造等；2 2）特種鑄造通常是指所有的）特種鑄

3、造通常是指所有的非砂型鑄造非砂型鑄造，包括：壓力鑄，包括：壓力鑄造、離心鑄造、低壓鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、擠造、離心鑄造、低壓鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、擠壓鑄造等等。壓鑄造等等。3 3）消失模鑄造（散砂真空鑄造型）消失模鑄造（散砂真空鑄造型）（低壓鑄造，可以是金屬鑄造、也可以是非金屬鑄型）（低壓鑄造，可以是金屬鑄造、也可以是非金屬鑄型）2021-11-26鑄造工藝設(shè)計(jì)的意義鑄造工藝設(shè)計(jì)的意義）有利于采用先進(jìn)的工藝獲得高質(zhì)量、低成本的鑄件；）根據(jù)工藝進(jìn)行工序檢查，產(chǎn)生鑄造缺陷時(shí)便于尋找原因，采取糾正措施；）根據(jù)工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備（砂箱、芯骨等必要的工藝裝備得工具），有利于保證正常的生產(chǎn)秩

4、序，方便生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度；）可以不斷的積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高鑄造生產(chǎn)技術(shù)。鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容及程序鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容及程序鑄造工藝方案的確定鑄造工藝方案的確定（1）零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性（可鑄造性）（2）造型、制芯方法的選擇（3）澆注位置的確定（4）分型面的選擇（5）砂芯設(shè)計(jì)（6）鑄造工藝參數(shù)選定（鑄件尺寸公差、重量公差、機(jī)械加工余量、鑄造收縮率、起模斜度、最小鑄出孔槽等）影響鑄造工藝的因素影響鑄造工藝的因素鑄件的批量、大小、用途；鑄造車間起重運(yùn)輸設(shè)備的能力；現(xiàn)有烘房、熔化爐、熱處理爐的能力；車間型砂、芯砂的種類和制備的能力；車間現(xiàn)有砂箱、澆冒口等工藝裝備和要求交貨期內(nèi)生產(chǎn)專用工裝的可能性和經(jīng)

5、濟(jì)性。鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件結(jié)構(gòu)還應(yīng)考慮到模具制造、造型、制芯、清理等操作方便，以簡化工藝、穩(wěn)定質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本。因此要求：1） 簡化或減少分型面；2） 減少型芯數(shù)量（改進(jìn)鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)）；3） 方便起模（合理地設(shè)計(jì)凸臺(tái)、筋、凹槽等）；4 ）有利于型芯的固定和出氣；5 ）設(shè)計(jì)出工藝孔，用以支撐型芯和型芯出氣，方便吊運(yùn)和清砂等；6） 有利于鑄件的清砂和打磨；7） 有利于控制鑄件尺寸鑄造工藝設(shè)計(jì)的原則鑄造工藝設(shè)計(jì)的原則保證鑄件具有所要求的質(zhì)量水平；所設(shè)計(jì)的工藝應(yīng)保證盡可能低的成本；充分利用現(xiàn)有設(shè)備，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，達(dá)到高的生產(chǎn)率；盡量應(yīng)用價(jià)格較便宜，易采

6、購到的原材料，盡量用標(biāo)準(zhǔn)或通用的工具裝備；必須設(shè)計(jì)專用工裝時(shí)，在保質(zhì)和生產(chǎn)率高的前提下，盡可能設(shè)計(jì)簡單，制造方便得成本較低的專用工裝；必須符合技術(shù)安全和環(huán)保的規(guī)定，保證員工在較好的環(huán)境下工作；所設(shè)計(jì)的工藝應(yīng)保證盡可能使大量的鑄件很快離開車間的生產(chǎn)現(xiàn)場，提高生產(chǎn)面積的利用率；使鑄件生產(chǎn)的上、下工序成本最低；同一鑄件可能有多種鑄造成工藝方案，在保質(zhì)和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率下，應(yīng)擇最容易、最方便的方案。使對操作工的技術(shù)要求最低，降低勞動(dòng)成本，且減少因操作復(fù)雜而發(fā)生的鑄造成缺陷。確定分型面的原則確定分型面的原則盡可能將鑄件的全部或主要部分置于同一半型中，以避免因錯(cuò)型而造成尺寸偏差；應(yīng)盡量把鑄件的加工定位面和主

7、要加工面放在同一箱內(nèi)，以使加工定位的尺寸偏差減少；鑄件的重要加工面、主要工作面、受力面應(yīng)盡量放在底部或側(cè)面，以防止這些面產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷；應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，以減少造型引起的偏差；有可能的話，盡量使分型面為平面；機(jī)器造型一般采用一個(gè)分型面，必要時(shí)可加砂芯以方便造型，辟免使用活塊；尺量減少砂芯數(shù)量并便于砂芯排氣；分型面選在鑄件最大截面處可使起模方便；分型面的選擇應(yīng)有利于鑄件的清理；確定分型時(shí)，應(yīng)充分考慮內(nèi)澆道和橫澆道的設(shè)置?？s水的設(shè)置縮水的設(shè)置a.縮水量的計(jì)算公式：（L模具-L鑄件）/L鑄件100就我司而言b.縮水量的選擇：一般選擇1，對于大平板灰鐵類產(chǎn)品以1.15-1.3，對于內(nèi)

8、部空間較大且一邊或一邊以上開口的，通常會(huì)選則0-1 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的原則設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的原則使液態(tài)合金平穩(wěn)充滿鑄型，不沖擊型壁和型芯，不產(chǎn)生渦流和噴濺，不卷入氣體，并利于將型腔內(nèi)的空氣和其他氣體排出型外；阻擋夾雜物進(jìn)入型腔；調(diào)節(jié)鑄型及鑄件各部分溫差，控制鑄件的凝固順序；不阻礙鑄件的收縮，減少鑄件的變形和開襲傾向；起一定的補(bǔ)縮作用，主要是在由澆道凝固前補(bǔ)給部分液態(tài)收縮；控制澆注時(shí)間和澆注速度，得到輪廓清晰、完整的鑄件；合金液流不應(yīng)沖刷冷鐵和芯撐；澆注系統(tǒng)盡可能簡單，占砂箱機(jī)積少，體積小，有利于減少冒口體積，這樣可以節(jié)合金液和型砂，提高砂箱利用率，方便造型、清理和澆注系統(tǒng)模樣的制造。澆注系統(tǒng)引入位置（

9、內(nèi)澆道）的確定澆注系統(tǒng)引入位置（內(nèi)澆道）的確定有利于鑄件凝固補(bǔ)縮；有利于改善鑄件鑄態(tài)組織；有利于提高鑄件外觀質(zhì)量；有利于金屬液平穩(wěn)地充滿鑄型；有利于減少鑄件收縮應(yīng)力和防止裂紋；有利于鑄件的清理；其他要求（盡量設(shè)在分型面、減少金屬消耗、有利于充型過程的可控制、接口處橫截面厚度一般應(yīng)小于鑄件厚度的1/2，至多不超過2/3等）澆注系統(tǒng)按各組元截面的比例分類澆注系統(tǒng)按各組元截面的比例分類澆注系統(tǒng)按各組元截面的比例分類澆注系統(tǒng)按各組元截面的比例分類(續(xù))就我司而言a.橫澆道，內(nèi)較大的設(shè)定：在無過濾網(wǎng)的前提下，采用充滿式，即F內(nèi)F橫F直。當(dāng)有過濾網(wǎng)時(shí)可采用F內(nèi)F橫F直=12323b.直澆道的選擇：澆重50

10、0KG內(nèi)直澆道60。500-1000KG直澆道70， 2000KG1000KG直澆道80， 2000KG5000KG直澆道100。大于5000KG直澆道120。數(shù)量根據(jù)各鑄造廠澆包大小而定。澆溫及冷卻開箱時(shí)間的確定澆溫及冷卻開箱時(shí)間的確定就我司而言a.澆注溫度的確定：通常采用低溫快澆，薄壁鑄件選擇高溫澆注1360-1380?；诣F件一般選擇1330-1360，球鐵件一般選擇1300-1330。厚大件也可低至1280。b.鑄件冷卻時(shí)間：最終以開箱溫度作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)產(chǎn)品的用途，壁厚大小作為選擇，一般要求控制在200-350。開箱時(shí)間作為參考(松箱及開箱時(shí)間詳見我們的開箱作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)書)。 冒口位置的

11、設(shè)置原則冒口位置的設(shè)置原則冒口應(yīng)在鑄件熱節(jié)的上方（頂冒口）或熱節(jié)的側(cè)旁（邊冒口）；冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件的最高、最厚的部位，盡量用一個(gè)冒口補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)；當(dāng)鑄件需要在不同高度上都設(shè)冒口，或部分設(shè)置冒口時(shí)，每個(gè)冒口有特定的補(bǔ)縮區(qū)域，必要時(shí)采用冷鐵將各個(gè)冒口補(bǔ)縮區(qū)隔開；冒口盡可能設(shè)在鑄件的加工面上，而不設(shè)在非加工面上，以減少精磨冒口根部的工作量和節(jié)約能耗；冒口盡量不設(shè)在鑄件應(yīng)力集中的部位和阻礙鑄件收縮部位，以免產(chǎn)生裂紋；為加強(qiáng)冒口補(bǔ)縮效果，冒口設(shè)置應(yīng)與內(nèi)澆道、冷鐵、補(bǔ)貼的設(shè)置以及加保溫劑、點(diǎn)補(bǔ)金屬液工藝操作結(jié)合起來考慮；冒口設(shè)置應(yīng)使切除操作方便。出氣孔的作用及設(shè)置原則出氣孔的作用及設(shè)置原則1.出氣孔的作

12、用出氣孔的作用排出砂型中型腔、砂芯以及同金屬液析出的各種氣體；減小充型時(shí)型腔內(nèi)氣體壓力，改善金屬液充型能力；便于觀察金屬充填型腔的狀態(tài)及充滿程度；排出先行充填型腔的低溫金屬液和浮渣。2.出氣孔設(shè)置的原則出氣孔設(shè)置的原則一般設(shè)置在鑄件澆注位置的最高處，充型金屬液最后到達(dá)的部位，砂芯發(fā)氣和蓄氣較多的部位，型腔內(nèi)氣體難以排出的“死角”處；設(shè)置位置應(yīng)不破壞鑄件的補(bǔ)縮條件，不宜設(shè)在鑄件熱節(jié)和厚壁處，以免因出氣孔冷卻快導(dǎo)致鑄件在該處產(chǎn)生收縮；出氣孔應(yīng)盡量不與型腔直通，以防止因掉砂等原因?qū)е律⑸奥淙胄颓?；直接出氣孔不宜太小，必要時(shí)可在出氣孔上部設(shè)溢流杯，既可排出臟金屬液，又可防根部產(chǎn)生氣孔；出氣孔根部的厚度

13、，一般按所在處鑄件厚壁的0.4-0.7倍計(jì)算，凝固體收縮大的合金取偏小值，防止形成接熱節(jié)導(dǎo)致產(chǎn)生縮孔；一般認(rèn)為，沒有設(shè)置明冒口的鑄件，出氣孔根部總截面積最小應(yīng)等 于內(nèi)澆道總截面積，以保證能順暢地排出型腔中的氣體。砂芯設(shè)置的基本原則砂芯設(shè)置的基本原則盡量減少砂芯數(shù)量；復(fù)雜砂芯可分為多個(gè)制造；選擇合適的砂芯形狀和結(jié)構(gòu)；砂芯烘干支撐面最好是平面；砂芯的分盒面應(yīng)盡量與砂型的分型面一致；便于下芯、合模；沿高度方向的分層砂芯，上面應(yīng)力求為平面，利于測量尺寸；被分開的砂芯每段要有良好的定位條件；砂芯要便于排氣。芯骨設(shè)計(jì)的要求芯骨設(shè)計(jì)的要求要能夠保證砂芯具有足夠的強(qiáng)度和剛度；芯骨不應(yīng)阻礙鑄件的收縮（有一定的吃

14、砂量）芯骨不應(yīng)妨礙在鑄件中安放冷鐵、冒口和必要的出氣通道；大砂芯的芯骨必須便于砂芯的吊運(yùn)、組合及固定，應(yīng)做出吊環(huán)等結(jié)構(gòu)；對組合砂芯，芯骨應(yīng)考慮組合砂芯的連結(jié)和緊固方法；清砂時(shí)，芯骨最好能完整地取出，以便重復(fù)使用，降低成本；在滿足使用要求的前提下，芯骨必須簡單，便于制造；芯骨應(yīng)便于砂芯排氣。芯撐設(shè)計(jì)和使用時(shí)的注意事項(xiàng)芯撐設(shè)計(jì)和使用時(shí)的注意事項(xiàng)芯撐材料的熔點(diǎn)應(yīng)比鑄件材質(zhì)的熔點(diǎn)高，至少相同，鑄鐵件可用低碳鋼或鑄鐵芯撐；金屬液未凝固之前，芯撐應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不能過早熔化而喪失支撐作用；芯撐表面最好鍍錫，使用時(shí)，其表面應(yīng)無銹、無油、無水汽等；應(yīng)盡量將芯撐放在非加工面或不重要的表面上；為了防止芯撐陷入砂型、砂芯而造成鑄件壁厚不均，必要時(shí)在芯撐端面墊面積較大的鐵片、耐火磚或冷鐵；芯撐的形狀尺寸決定于鑄件相應(yīng)部位的形狀、壁厚及芯撐在鑄件中所處的位置。工藝符號(hào)及表示方法工藝符號(hào)及表示方法1）分型線：用紅色線表示，并標(biāo)示出上、中、下上下兩箱分型上中下三箱分型2）分模線: 用紅色線表示Y3 3）分型分模線： 用紅色紅表示上下4） 分型負(fù)數(shù)： 用紅色線表示 a.上減量：上下c.下減量： 上下b.上下減量：上下工藝符號(hào)及表示方法工藝符號(hào)及表示方法（續(xù)1）5) 不鑄出孔和槽用紅色 表示6)工藝補(bǔ)正量： 正補(bǔ)正量 如a 負(fù)補(bǔ)正量 如b7)冒口、出氣孔：紅色線表示8)冷鐵：藍(lán)色線表示 9