砂型鑄造工藝設(shè)計概述(共46頁).ppt

1、第四章第四章 砂型鑄造工藝砂型鑄造工藝教學(xué)目的教學(xué)目的 1. 1.了解砂型鑄造工藝設(shè)計有關(guān)知識。了解砂型鑄造工藝設(shè)計有關(guān)知識。 2. 2.掌握澆注位置、分型面選擇；鑄造工藝掌握澆注位置、分型面選擇；鑄造工藝參數(shù)確定；型參數(shù)確定；型 芯設(shè)計；澆冒系統(tǒng)等有關(guān)知識。芯設(shè)計；澆冒系統(tǒng)等有關(guān)知識。 3. 3.學(xué)會繪制簡單鑄件的鑄造工藝圖。學(xué)會繪制簡單鑄件的鑄造工藝圖。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 1. 1.澆注位置、分型面選擇。澆注位置、分型面選擇。 2. 2.鑄造工藝參數(shù)確定。鑄造工藝參數(shù)確定。教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn): : 型芯及澆冒系統(tǒng)設(shè)計型芯及澆冒系統(tǒng)設(shè)計方案學(xué)時：方案學(xué)時：1 1學(xué)時學(xué)時概述概述一、鑄造工藝設(shè)計的

2、概念一、鑄造工藝設(shè)計的概念 根據(jù)零件圖及其相關(guān)要求，編制出一個根據(jù)零件圖及其相關(guān)要求，編制出一個鑄件生產(chǎn)工藝過程的技術(shù)文件就是鑄造工鑄件生產(chǎn)工藝過程的技術(shù)文件就是鑄造工藝設(shè)計。藝設(shè)計。 這些技術(shù)文件必須結(jié)合工廠的具體條這些技術(shù)文件必須結(jié)合工廠的具體條件，是在總結(jié)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的根底上，以圖形、件，是在總結(jié)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的根底上，以圖形、文字和表格的形式對鑄件的生產(chǎn)工藝過程文字和表格的形式對鑄件的生產(chǎn)工藝過程加以科學(xué)地規(guī)定。它是生產(chǎn)的直接指導(dǎo)性加以科學(xué)地規(guī)定。它是生產(chǎn)的直接指導(dǎo)性文件，也是技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理、制定進(jìn)文件，也是技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理、制定進(jìn)度方案的依據(jù)。度方案的依據(jù)。二、鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容二、鑄造

3、工藝設(shè)計的內(nèi)容鑄造工藝設(shè)計包括以下幾種主要技術(shù)文件：鑄造工藝設(shè)計包括以下幾種主要技術(shù)文件： 1. 1.鑄造工藝圖鑄造工藝圖 5. 5.模樣圖模樣圖 2. 2.鑄造工藝卡鑄造工藝卡 6. 6.芯合圖芯合圖 3. 3.鑄型裝配圖鑄型裝配圖 7. 7.砂箱圖砂箱圖 4. 4.鑄件圖鑄件圖 8. 8.模板圖模板圖 由于每個鑄件的生產(chǎn)任務(wù)和要求不同，生產(chǎn)由于每個鑄件的生產(chǎn)任務(wù)和要求不同，生產(chǎn)條件不同，因此，鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容也不同。條件不同，因此，鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容也不同。 對于不太重要的單件小批量生產(chǎn)的鑄件，鑄對于不太重要的單件小批量生產(chǎn)的鑄件，鑄造工藝設(shè)計比較簡單。一般選用手工造型，只限造工藝設(shè)計比

4、較簡單。一般選用手工造型，只限于繪制鑄造工藝圖和填寫有關(guān)工藝卡，即可投入于繪制鑄造工藝圖和填寫有關(guān)工藝卡，即可投入生產(chǎn)生產(chǎn) 對于要求比較高的單件生產(chǎn)的重要鑄件和大對于要求比較高的單件生產(chǎn)的重要鑄件和大量生產(chǎn)的鑄件，除要詳細(xì)繪制鑄造工藝圖，填寫量生產(chǎn)的鑄件，除要詳細(xì)繪制鑄造工藝圖，填寫工藝卡以外，還應(yīng)繪制鑄件圖、鑄型裝配圖以及工藝卡以外，還應(yīng)繪制鑄件圖、鑄型裝配圖以及大量的工裝圖，如模樣圖、模板圖、砂箱圖、芯大量的工裝圖，如模樣圖、模板圖、砂箱圖、芯合圖、下芯夾具圖，檢驗(yàn)樣板及量具圖等。合圖、下芯夾具圖，檢驗(yàn)樣板及量具圖等。三、鑄造工藝設(shè)計的一般步驟三、鑄造工藝設(shè)計的一般步驟1.1.對零件圖紙進(jìn)

5、行審核和進(jìn)行鑄造工藝性分析對零件圖紙進(jìn)行審核和進(jìn)行鑄造工藝性分析2.2.選擇鑄造方法選擇鑄造方法3.3.確定鑄造工藝方案確定鑄造工藝方案4.4.繪制鑄造工藝圖繪制鑄造工藝圖5.5.繪制鑄件圖繪制鑄件圖6.6.填寫鑄造工藝卡和繪制鑄型裝配圖填寫鑄造工藝卡和繪制鑄型裝配圖7.7.繪制各種鑄造工藝裝備圖紙繪制各種鑄造工藝裝備圖紙四、鑄造工藝方案四、鑄造工藝方案 概括說明鑄造生產(chǎn)的根本過程和方法的概括說明鑄造生產(chǎn)的根本過程和方法的工藝文獻(xiàn)，包括造型和造芯方法、鑄型種工藝文獻(xiàn)，包括造型和造芯方法、鑄型種類、澆注位置和分型面確實(shí)定等。類、澆注位置和分型面確實(shí)定等。澆注位置：澆注時鑄件在砂型中所處的空間位置

6、。澆注位置：澆注時鑄件在砂型中所處的空間位置。分型面：鑄型組元間的結(jié)合面分型面：鑄型組元間的結(jié)合面一、澆注位置的選擇原那么一、澆注位置的選擇原那么 原那么：主要考慮鑄件質(zhì)量原那么：主要考慮鑄件質(zhì)量1.1.鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或位于側(cè)面鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或位于側(cè)面 原因：鑄件的上外表容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等原因：鑄件的上外表容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組織也不如下外表致密。缺陷，組織也不如下外表致密。第一節(jié)第一節(jié) 澆注位置與分型面的選擇澆注位置與分型面的選擇 2.鑄件的大平面盡可能朝下或采用傾斜澆注 原因：鑄型的上外表除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面還極

7、易產(chǎn)生夾砂缺陷。這是由于在澆注過程中，高溫的液態(tài)金屬對型腔上外表有強(qiáng)烈的熱輻射，型砂因急劇膨脹和強(qiáng)度下降而拱起或開裂。拱起處或裂口浸入金屬液中，形成夾砂缺陷。同時鑄件的大平面朝下，也有利于排氣，減小金屬液對鑄型的沖刷力。3. 3. 鑄件大面積的薄壁局部放在鑄型的下部或垂直、傾斜。鑄件大面積的薄壁局部放在鑄型的下部或垂直、傾斜。 原因：這樣能增加薄壁處金屬液的壓強(qiáng)，提高金屬液原因：這樣能增加薄壁處金屬液的壓強(qiáng)，提高金屬液的流動性，防止薄壁局部產(chǎn)生澆缺乏或冷隔缺陷。的流動性，防止薄壁局部產(chǎn)生澆缺乏或冷隔缺陷。4.4.易產(chǎn)生縮孔的構(gòu)件，應(yīng)使厚截面位于分型面附近的上部或側(cè)面易產(chǎn)生縮孔的構(gòu)件，應(yīng)使厚截面

8、位于分型面附近的上部或側(cè)面 原因：便于安放冒口，實(shí)現(xiàn)定向凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮。原因：便于安放冒口，實(shí)現(xiàn)定向凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮。 二、鑄型分型面的選擇二、鑄型分型面的選擇原那么：在保證質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝原那么：在保證質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝1.1.分型面應(yīng)設(shè)在鑄件最大截面處，以保證模樣從型腔中分型面應(yīng)設(shè)在鑄件最大截面處，以保證模樣從型腔中順利取出順利取出2.2.應(yīng)使造型工藝簡化應(yīng)使造型工藝簡化應(yīng)盡量使分型面平直，以簡化模具制造及造型工應(yīng)盡量使分型面平直，以簡化模具制造及造型工藝，防止挖砂造型藝，防止挖砂造型盡可能減少鑄件的分型面，盡量做到只有一個分型面盡可能減少鑄件的分型面，盡量做到只有一個分型

9、面應(yīng)使型芯和活塊數(shù)量盡量減少。3.3.應(yīng)使鑄件全部或大部放在同一砂箱。應(yīng)使鑄件全部或大部放在同一砂箱。4.應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下型，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、以便于造型、下芯、 合型及檢驗(yàn)。合型及檢驗(yàn)。下上上下 第二節(jié)第二節(jié) 鑄造工藝參數(shù)確實(shí)定鑄造工藝參數(shù)確實(shí)定一、機(jī)械加工余量和最小鑄孔一、機(jī)械加工余量和最小鑄孔 灰鑄鐵的機(jī)械灰鑄鐵的機(jī)械加工余量加工余量 注：加工余量數(shù)值中下限用于大批大量生產(chǎn)，上限注：加工余量數(shù)值中下限用于大批大量生產(chǎn)，上限用于單件小批生產(chǎn)用于單件小批生產(chǎn)鑄件最大鑄件最大尺寸尺寸( () )澆注時澆注時位置位置加工面與基準(zhǔn)面的距離加工面與基準(zhǔn)面的

10、距離(mm)(mm)5050505012012012012026026026026050050050050080080080080012501250120120頂面頂面底、側(cè)面底、側(cè)面3.53.54.54.52.52.53.53.54.04.04.54.53.03.03.53.5120120260260頂面頂面底、側(cè)面底、側(cè)面4.04.05.05.03.03.04.04.04.54.55.05.03.53.54.04.05.05.05.55.54.04.04.54.5260260500500頂面頂面底、側(cè)面底、側(cè)面4.54.56.06.03.53.54.54.55.05.06.06.04.04

11、.04.54.56.06.07.07.04.54.55.05.06.56.57.07.05.05.06.06.0500500800800頂面頂面底、側(cè)面底、側(cè)面5.05.07.07.04.04.05.05.06.06.07.07.04.54.55.05.06.56.57.07.04.54.55.55.57.07.08.08.05.05.06.06.07.57.59.09.06.56.57.07.080080012501250頂面頂面底、側(cè)面底、側(cè)面6.06.07.07.04.04.05.55.56.56.57.57.55.05.05.55.57.07.08.08.05.05.06.06.07.

12、57.58.08.05.55.56.06.08.08.09.09.05.55.57.07.08.58.510106.56.57.57.5生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑最小鑄出孔直徑灰口鑄鐵件灰口鑄鐵件鑄鋼件鑄鋼件大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)121215151515303030305050303050505050 最小鑄孔最小鑄孔注：對于零件上不要求加工的孔槽，無論大小均應(yīng)鑄出注：對于零件上不要求加工的孔槽，無論大小均應(yīng)鑄出二、起模斜度二、起模斜度 為了起模方便又不損壞砂型，凡垂直于分型面的壁上須為了起模方便又不損壞砂型，凡垂直于分型面的壁上須 留有斜度。留有斜度

13、。起模斜度的形式起模斜度的形式三、鑄造圓角三、鑄造圓角 鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應(yīng)做出鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應(yīng)做出鑄造圓角，防止在尖角處產(chǎn)生沖砂及裂紋鑄造圓角，防止在尖角處產(chǎn)生沖砂及裂紋等缺陷。圓角半徑一般為相交兩壁平均厚等缺陷。圓角半徑一般為相交兩壁平均厚度的度的1/31/31/21/2 四、收縮率四、收縮率 鑄件由于凝固、冷卻后的體積收縮，其各局部尺寸均小鑄件由于凝固、冷卻后的體積收縮，其各局部尺寸均小于模樣尺寸。為保證鑄件尺寸要求，需在模樣于模樣尺寸。為保證鑄件尺寸要求，需在模樣( (芯盒芯盒) )上加大上加大一個收縮的尺寸。加大的這局部尺寸稱收縮量，一般根據(jù)鑄一個收縮的尺寸。加大

14、的這局部尺寸稱收縮量，一般根據(jù)鑄造收縮率來定。鑄造收縮率定義如下：造收縮率來定。鑄造收縮率定義如下： K K(L(L模模L L件件)/L)/L件件 100% 100% 式中：式中： K K為鑄造收縮率；為鑄造收縮率；L L模為模樣尺寸；模為模樣尺寸；L L件為鑄件尺寸。件為鑄件尺寸。 鑄造收縮率主要取決于合金的種類，同時與鑄件的結(jié)構(gòu)、鑄造收縮率主要取決于合金的種類，同時與鑄件的結(jié)構(gòu)、大小、壁厚及收縮時受阻礙情況有關(guān)。對于一些要求較高的大小、壁厚及收縮時受阻礙情況有關(guān)。對于一些要求較高的鑄件，如果收縮率選擇不當(dāng)，將影響鑄件尺寸精度，使某些鑄件，如果收縮率選擇不當(dāng)，將影響鑄件尺寸精度，使某些部位偏

15、移，影響切削加工和裝配。部位偏移，影響切削加工和裝配。 通?；诣T鐵為通?；诣T鐵為0.70.71.0%1.0%，鑄造碳鋼為，鑄造碳鋼為1.31.32.0%2.0%，鋁硅，鋁硅合金為合金為0.80.81.2%1.2%，錫青銅為，錫青銅為1.21.21.4%1.4%。 第三節(jié) 砂芯設(shè)計一、型芯的作用 形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模局部的外形。二二. .型芯的數(shù)量及分塊型芯的數(shù)量及分塊 型芯的數(shù)量取決于鑄件的形狀型芯的數(shù)量取決于鑄件的形狀 大型復(fù)雜型芯根據(jù)需要分塊制作大型復(fù)雜型芯根據(jù)需要分塊制作三三. .型芯的形式型芯的形式 常用的型芯有水平型芯、垂直型芯、常用的型芯有水平型芯、垂直型芯、懸臂

16、型芯、懸吊型芯、引申型芯便于起懸臂型芯、懸吊型芯、引申型芯便于起模、外型芯使三箱造型變?yōu)閮上湓煨湍?、外型芯使三箱造型變?yōu)閮上湓煨偷攘N。等六種。四、型芯頭及芯座四、型芯頭及芯座 型芯頭的作用：對型芯起固定、定位、排氣作用。型芯頭的作用：對型芯起固定、定位、排氣作用。 第四節(jié)第四節(jié) 澆注系統(tǒng)和冒口澆注系統(tǒng)和冒口一、澆注系統(tǒng)一、澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指液態(tài)金屬流入鑄型型腔的通道。澆注系統(tǒng)是指液態(tài)金屬流入鑄型型腔的通道。 1. 1. 澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成及作用 澆注系統(tǒng)一般包括外澆口、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等。澆注系統(tǒng)一般包括外澆口、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等。5858 澆注系統(tǒng)的作用應(yīng)能

17、平穩(wěn)地將金屬液引入鑄型，要有澆注系統(tǒng)的作用應(yīng)能平穩(wěn)地將金屬液引入鑄型，要有利于檔渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順序。利于檔渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順序。 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的組成(1)(1)外澆口外澆口 其作用是容納注入的金屬液并緩解液態(tài)金屬對砂型的沖擊。其作用是容納注入的金屬液并緩解液態(tài)金屬對砂型的沖擊。小型鑄件通常為漏斗狀小型鑄件通常為漏斗狀( (稱澆口杯稱澆口杯) )，較大型鑄件為盆狀，較大型鑄件為盆狀( (稱稱澆口盆澆口盆) )。(2)(2)直澆道直澆道 是連接外澆口與橫澆道的垂直通道，改變直澆道的高度可以是連接外澆口與橫澆道的垂直通道，改變直澆道的高度可以改變型腔內(nèi)金屬液的靜壓

18、力從而改善液態(tài)金屬的充型能力。改變型腔內(nèi)金屬液的靜壓力從而改善液態(tài)金屬的充型能力。(3)(3)橫澆道橫澆道 橫澆道是將直澆道的金屬液引入內(nèi)澆道的水平通道，一般開橫澆道是將直澆道的金屬液引入內(nèi)澆道的水平通道，一般開在砂型的分型面上。橫澆道的主要作用是分配金屬液入內(nèi)澆在砂型的分型面上。橫澆道的主要作用是分配金屬液入內(nèi)澆道和隔渣。道和隔渣。(4)(4)內(nèi)澆道內(nèi)澆道 內(nèi)澆道直接與型腔相連，其作用是調(diào)節(jié)金屬液流入型腔的方內(nèi)澆道直接與型腔相連，其作用是調(diào)節(jié)金屬液流入型腔的方向和速度，以及調(diào)節(jié)鑄件各局部的冷卻速度。向和速度，以及調(diào)節(jié)鑄件各局部的冷卻速度。 澆注系統(tǒng)的類型很多，根據(jù)金屬的種類和鑄件的形狀澆注系

19、統(tǒng)的類型很多，根據(jù)金屬的種類和鑄件的形狀及內(nèi)澆道在鑄件上開設(shè)的位置，可分為頂注式、底注式、及內(nèi)澆道在鑄件上開設(shè)的位置，可分為頂注式、底注式、中間注入式和分段注入式等幾種類型。中間注入式和分段注入式等幾種類型。 1 1頂注式澆注系統(tǒng)頂注式澆注系統(tǒng)2.2.澆注系統(tǒng)的類型澆注系統(tǒng)的類型 優(yōu)點(diǎn)是易于充滿型腔，型腔中金屬的溫度自下而上遞優(yōu)點(diǎn)是易于充滿型腔，型腔中金屬的溫度自下而上遞增，因而補(bǔ)縮作用好、簡單易做、節(jié)省金屬材料。缺點(diǎn)是增，因而補(bǔ)縮作用好、簡單易做、節(jié)省金屬材料。缺點(diǎn)是對鑄型沖擊較大，有可能造成沖砂和飛濺，而且會加劇金對鑄型沖擊較大，有可能造成沖砂和飛濺，而且會加劇金屬的氧化。所以這類澆注系統(tǒng)

20、多用于重量輕，高度低和形屬的氧化。所以這類澆注系統(tǒng)多用于重量輕，高度低和形狀簡單的鑄件。狀簡單的鑄件。6060 頂注式澆注系統(tǒng)頂注式澆注系統(tǒng)2 2底注式澆注系統(tǒng)底注式澆注系統(tǒng) 與頂注式澆注系統(tǒng)相反，底注式澆注系統(tǒng)是從鑄件與頂注式澆注系統(tǒng)相反，底注式澆注系統(tǒng)是從鑄件底部底部( (下端面下端面) )注入型腔的。注入型腔的。 底注式澆注系統(tǒng)底注式澆注系統(tǒng)61 這類澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充型平穩(wěn)，排這類澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是充型平穩(wěn)，排氣方便，不易沖壞型腔和引起飛濺，適宜氣方便，不易沖壞型腔和引起飛濺，適宜于大、中型的鑄件。對易于氧化的合金，于大、中型的鑄件。對易于氧化的合金，如鋁、鎂合金和某些銅合金也較適宜。如鋁、鎂合金和某些銅合金也較適宜。 這類澆注系統(tǒng)的缺點(diǎn)是不利于定向凝這類澆注系統(tǒng)的缺點(diǎn)是不利于定向凝固，補(bǔ)縮效果差，充型速度慢，不適合復(fù)固，補(bǔ)縮效果差，充型速度慢，不適合復(fù)雜薄壁鑄件的充型。雜薄壁鑄件的充型。3 3中間注入式澆注系統(tǒng)中間注入式澆注系統(tǒng) 中注式澆注系統(tǒng)中注式澆注系統(tǒng)62 這是一種介于頂注和底注之間的注這是一種介于頂注和底注之間的注入方法，既降低了液流落下的高度，又入方法，既降低了液流落下的高度，又使溫度的分布較為均勻，內(nèi)澆道處在分使溫度的