金屬型主體設(shè)計(jì)

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫鋁合金鑄件鑄造技術(shù)課程教案 金屬型主體設(shè)計(jì)制作人：賈娟娟陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院金屬型主體設(shè)計(jì)金屬型主體系指構(gòu)成型腔的部分，型腔是用于成形鑄件外形的部分。金屬型主體結(jié)構(gòu)與鑄件大小，分型面以及合金的種類及其在型中的澆注位置等有關(guān)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求使型腔的尺寸準(zhǔn)確，便于開設(shè)澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，鑄件出型方便，有足夠的強(qiáng)度和剛度等。1.分型面的尺寸 金屬型分型面的形狀跟分型有關(guān)，當(dāng)采用垂直分型時(shí)，可設(shè)計(jì)成矩形，當(dāng)采用水平分型時(shí)，形狀可隨型，這樣對(duì)金屬型的定位和制造都較簡便。金屬型分型面上的尺寸與鑄件大小有關(guān)。如對(duì)中小件的金屬型，分型面上的尺寸，可參閱表1。 表1 金屬

2、型分型面尺寸 （單位：mm）尺寸名稱尺寸值（mm）附圖：行腔邊緣至金屬型邊緣的距離（a）2530行腔邊緣間的距離（b）30小件 1020直澆道邊緣至型腔邊緣間的距離（c）1025型腔下緣至金屬型底邊間的距離(d)3050型腔上緣至金屬型上邊間的距離（e）4060 型腔尺寸的計(jì)算，除了鑄件公稱尺寸及偏差外，還應(yīng)考慮合金從固相線冷卻到室溫的收縮，涂料厚度和金屬型材料從室溫升至預(yù)熱澆注溫度的膨脹率。計(jì)算公式 式中 型腔尺寸，mm； 鑄件平均的尺寸，mm； K綜合線收縮率，%； 涂料厚度，mm； 型腔尺寸制造公差，mm。鑄件的平均尺寸按式 (3-8)計(jì)算 式中 鑄件的最小極限尺寸，mm； 鑄件尺寸公差

3、，mm。綜合線收縮率K包括金屬型材質(zhì)的線膨脹和鑄件材質(zhì)的線收縮。理論上K的數(shù)值可用公式 (3-9)計(jì)算 式中 k阻礙收縮系數(shù)； 鑄件材質(zhì)線收縮率； 金屬型材質(zhì)線膨脹率； 金屬型預(yù)熱溫度。實(shí)際上確定阻礙收縮系數(shù)k是較困難的，只有參考已做過的類似鑄件，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。對(duì)于鋁、鎂合金鑄件，一般情況下K值可參考表2選取，不必進(jìn)行繁瑣的計(jì)算。小型鑄件金屬型設(shè)計(jì)時(shí)，為了計(jì)算方便，K值常取1%。表2 不同情況下的K值受 阻 情 況K/%有型芯、無阻礙有型芯、有阻礙鄰近兩凸臺(tái)的中心距一般情況下涂料厚度mm，型腔凹處取上限值，凸處值取下限值，中心距L處等于零，見圖1所示。圖1 型腔涂料厚度的確定 金屬型的壁過薄

4、，剛度差，容易變形。壁厚過大，金屬型笨重，手工操作時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度也大，因此要求確定一個(gè)最佳厚度。在確定金屬型壁厚時(shí)，一般多考慮金屬型的受力和工作條件。金屬型壁厚與鑄件壁厚、材質(zhì)、鑄件外輪廓尺寸及金屬型的材料性能有關(guān)。當(dāng)金屬型材料為鑄鐵時(shí)，其壁厚可參考圖2確定。生產(chǎn)鋁合金鑄件時(shí)，壁厚一般不小于12mm，而銅及黑色金屬鑄件的金屬型壁厚不小于15mm。 圖2 鑄鐵金屬型壁厚與鑄件壁厚的關(guān)系 圖2所示壁厚為經(jīng)驗(yàn)值，因此在確定金屬型壁厚度時(shí)，應(yīng)留有修正余地，如鑄件可能產(chǎn)生縮孔或縮松的部位，應(yīng)留有可開設(shè)冒口或安放冷鐵(比鑄鐵導(dǎo)熱性更好的材料)的位置，這樣才不致在投產(chǎn)試制時(shí)，因鑄件出現(xiàn)缺陷而使金屬型報(bào)廢。金屬

5、型在熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力（如抽芯、頂出鑄件、開合型力等）的作用下將變形或斷裂，因此它必須有較好的強(qiáng)度和剛度。為此常將金屬型設(shè)計(jì)成箱形結(jié)構(gòu)，并增設(shè)加強(qiáng)筋（見圖3）。箱的高度H約為鑄型分型面長度L的1/51/3，加強(qiáng)筋的厚度t與鑄型壁厚相等。圖3 金屬型的加強(qiáng)肋箱型結(jié)構(gòu) 型腔公差，圖樣上一律不標(biāo)注。型腔和型芯工作表面的尺寸制造公差，一般取±0.1mm，若放寬精度可按表3查出，也可以取鑄件公差的1/41/6.。但必須注意，提高加工精度往往要花費(fèi)過大代價(jià)，只有在十分必要的情況下才提高型腔的尺寸精度。表3 型腔加工精度 （單位：mm）型腔輪廓尺寸100100200200500500公差范圍±±±±(0.30.5)金屬型各部分表面，由其性質(zhì)和用途不同，要求有不同等級(jí)的表面粗糙度。提高表面粗糙度雖有很多益處，但加工制造成本高，所以只要選用能滿足要求的表面粗糙度即可。金屬型各部分表面粗糙度的一般要求如下：分型面上為Ra3.21.6µm，型腔和型芯工作表面為Ra3.2µm，相互滑動(dòng)和相互接觸表面為Ra3.2µm