材料成型與工藝課后答案

1、材料成形技術基礎材料成形技術基礎三峽大學機械與材料學院主講教師：葉喜蔥二零一二年九月 辦公：機械樓辦公：機械樓M1510 郵箱：郵箱：第一章：金屬的液態(tài)成形第一章：金屬的液態(tài)成形1.1 1.1 金屬液態(tài)成形的鑄造基礎金屬液態(tài)成形的鑄造基礎液態(tài)合金的工藝性能液態(tài)合金的工藝性能：充型能力、金屬的凝固與收縮、液態(tài)成：充型能力、金屬的凝固與收縮、液態(tài)成型的內(nèi)應力、變形與裂紋型的內(nèi)應力、變形與裂紋1.2 1.2 金屬的液態(tài)成形工藝金屬的液態(tài)成形工藝砂型鑄造砂型鑄造特種鑄造：特種鑄造：金屬型、熔模鑄造、壓鑄、低壓鑄造、離心鑄造金屬型、熔模鑄造、壓鑄、低壓鑄造、離心鑄造第一章：金屬的液態(tài)成形第一章：金屬的液

2、態(tài)成形1.1 1.1 金屬液態(tài)成形的鑄造基礎金屬液態(tài)成形的鑄造基礎1.2 1.2 金屬的液態(tài)成形工藝金屬的液態(tài)成形工藝1.3 1.3 液態(tài)成形金屬件的液態(tài)成形金屬件的工藝設計工藝設計1.4 1.4 液態(tài)成形金屬件的液態(tài)成形金屬件的結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)設計1.3 1.3 液態(tài)成形金屬件的工藝設計液態(tài)成形金屬件的工藝設計 鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術要求、鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案和工藝參確定鑄造方案和工藝參數(shù)數(shù)，繪制鑄造工藝圖繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡和工藝規(guī)范等。，編制工藝卡和工藝規(guī)范等。第第4 4節(jié)節(jié) 鑄造工藝設計鑄造工

3、藝設計 鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術要求、鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點、技術要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制工藝圖，編制工藝卡和工藝規(guī)范。制工藝圖，編制工藝卡和工藝規(guī)范。鑄造工藝包括鑄造工藝包括：鑄件的澆注位置和分型面位置，加工余量、收縮率和鑄件的澆注位置和分型面位置，加工余量、收縮率和拔模斜度等工藝參數(shù)，型芯和芯頭結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)、拔模斜度等工藝參數(shù)，型芯和芯頭結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵的布置等冒口和冷鐵的布置等 。鑄造工藝設計的內(nèi)容鑄造工藝設計的內(nèi)容 鑄造工藝圖：鑄造工藝圖：鑄造工藝圖是利用各種工鑄造工藝圖是利用各

4、種工藝符號，把制造模樣和鑄型所需的資料，藝符號，把制造模樣和鑄型所需的資料，直接繪在零件圖上直接繪在零件圖上的圖樣。的圖樣。它是制造模樣和鑄型，進行生產(chǎn)準備和鑄件檢驗的依它是制造模樣和鑄型，進行生產(chǎn)準備和鑄件檢驗的依據(jù)據(jù)基本工藝文件基本工藝文件工工藝藝方方案案澆注位置澆注位置分型面的選擇分型面的選擇工工藝藝參參數(shù)數(shù)收縮余量收縮余量加工余量加工余量起模斜度起模斜度鑄造圓角鑄造圓角型芯及芯頭型芯及芯頭澆澆注注系系統(tǒng)統(tǒng)組成及作用組成及作用常見類型常見類型冒口冒口一、澆注系統(tǒng)（重點）一、澆注系統(tǒng)（重點）澆注系統(tǒng)是引導金屬液流入型腔的一系列通道的總稱。澆注系統(tǒng)是引導金屬液流入型腔的一系列通道的總稱。 澆

5、口杯澆口杯直澆道直澆道 橫澆道橫澆道內(nèi)澆道內(nèi)澆道組組成成接納、引入金屬，減輕金屬液接納、引入金屬，減輕金屬液對鑄型的沖擊。對鑄型的沖擊。引入金屬，提供壓力頭以克引入金屬，提供壓力頭以克服流動阻力充滿型腔服流動阻力充滿型腔引入金屬、阻撇熔渣引入金屬、阻撇熔渣引入金屬、控制金屬液的充型引入金屬、控制金屬液的充型速度和流動方向速度和流動方向調(diào)控溫度場調(diào)控溫度場和凝和凝 固順序，在某種情況下還固順序，在某種情況下還有一定的補縮作用。有一定的補縮作用。作用：作用：確保液態(tài)金屬能夠平穩(wěn)而合理地充滿型腔。確保液態(tài)金屬能夠平穩(wěn)而合理地充滿型腔。l內(nèi)澆道的位置、數(shù)目應服從所選定的凝固順序和補縮方法。內(nèi)澆道的位置

6、、數(shù)目應服從所選定的凝固順序和補縮方法。內(nèi)澆道在鑄件上開設位置的選擇可遵循如下原則：內(nèi)澆道在鑄件上開設位置的選擇可遵循如下原則： 1 1為使鑄件實現(xiàn)為使鑄件實現(xiàn)同時凝固同時凝固，對，對壁厚均勻壁厚均勻的鑄件，可選用多個內(nèi)的鑄件，可選用多個內(nèi)澆道分散引入金屬液。對澆道分散引入金屬液。對壁厚不太均勻壁厚不太均勻的鑄件，內(nèi)澆道應開設的鑄件，內(nèi)澆道應開設在薄壁處。在薄壁處。 2為使鑄件實現(xiàn)為使鑄件實現(xiàn)順序凝固順序凝固，內(nèi)澆道應設在有冒口的，內(nèi)澆道應設在有冒口的厚壁處厚壁處，從厚壁處引入金屬液，形成鑄件從薄壁至厚壁，最后到冒口的從厚壁處引入金屬液，形成鑄件從薄壁至厚壁，最后到冒口的先后凝固順序。先后凝固

7、順序。澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)：澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)： 內(nèi)澆口的總截面積內(nèi)澆口的總截面積 橫澆口的總截面積橫澆口的總截面積 直澆口的總截面積。直澆口的總截面積。 1、澆注系統(tǒng)尺寸的確定、澆注系統(tǒng)尺寸的確定 S內(nèi)內(nèi)可可根據(jù)鑄件的合金種類、質(zhì)量、尺寸、壁厚根據(jù)鑄件的合金種類、質(zhì)量、尺寸、壁厚 及及澆注時間澆注時間，并考慮金屬液的沿程摩擦損失和渦流損失，并考慮金屬液的沿程摩擦損失和渦流損失，用水力公式計算。也可在生產(chǎn)中查用水力公式計算。也可在生產(chǎn)中查經(jīng)驗圖表經(jīng)驗圖表。1） 內(nèi)澆道總橫截面積內(nèi)澆道總橫截面積S內(nèi)內(nèi)nSK G式中：式中：G 為鑄件毛重，單位為鑄件毛重，單位Kg；Sn單位單位CM2 K 為經(jīng)驗數(shù)據(jù)

8、：鑄件壁厚小于為經(jīng)驗數(shù)據(jù)：鑄件壁厚小于15，K=0.7； 鑄件壁厚鑄件壁厚=1630，K=0.6； 鑄件壁厚鑄件壁厚=3160， K=0.5； 封閉式澆注系統(tǒng)封閉式澆注系統(tǒng) S直直S橫橫S內(nèi)內(nèi) S直直 S橫橫 S內(nèi)內(nèi)=1.15 1.1 1 2）澆注系統(tǒng)其他組元橫截面積尺寸的確定）澆注系統(tǒng)其他組元橫截面積尺寸的確定l 優(yōu)點：優(yōu)點：這種澆注系統(tǒng)容易為金屬液所充滿，撇渣能這種澆注系統(tǒng)容易為金屬液所充滿，撇渣能力較好，可防止氣體卷入金屬液，力較好，可防止氣體卷入金屬液，通常用于中小型通常用于中小型鑄鐵件。鑄鐵件。 l 缺點：缺點：這種澆注系統(tǒng)中金屬液流速較大，有時甚至這種澆注系統(tǒng)中金屬液流速較大，有時

9、甚至發(fā)生噴射現(xiàn)象，發(fā)生噴射現(xiàn)象，不適于易氧化的非金屬鑄件或壓頭不適于易氧化的非金屬鑄件或壓頭大的鑄件，也不適于用柱塞包澆注的鑄鋼件。大的鑄件，也不適于用柱塞包澆注的鑄鋼件。當內(nèi)澆口的總截面積最小時，澆注開始后整個當內(nèi)澆口的總截面積最小時，澆注開始后整個澆注系統(tǒng)很快就充滿了金屬液，有利于阻止熔澆注系統(tǒng)很快就充滿了金屬液，有利于阻止熔渣及夾雜物進入型腔，這種澆注系統(tǒng)通常稱為渣及夾雜物進入型腔，這種澆注系統(tǒng)通常稱為封閉式澆注系統(tǒng)，一般都優(yōu)先采用。封閉式澆注系統(tǒng)，一般都優(yōu)先采用。 開放式澆注系統(tǒng)開放式澆注系統(tǒng) S直直 S橫橫 S內(nèi)內(nèi) S直直 S橫橫 S內(nèi)內(nèi)=1 2 4 l 優(yōu)點：優(yōu)點：這種澆注系統(tǒng)中內(nèi)

10、澆道處金屬液流速不高，這種澆注系統(tǒng)中內(nèi)澆道處金屬液流速不高，流動平穩(wěn)，沖刷力小，金屬液受氧化的程度輕，主流動平穩(wěn)，沖刷力小，金屬液受氧化的程度輕，主要適于易氧化的非金屬鑄件、球鐵鑄件和用柱塞包要適于易氧化的非金屬鑄件、球鐵鑄件和用柱塞包澆注的鑄鋼件。澆注的鑄鋼件。l 缺點：缺點：金屬液難以充滿這種澆注系統(tǒng)中的所有單元，金屬液難以充滿這種澆注系統(tǒng)中的所有單元，撇渣能力較差，渣和氣體容易隨液進入型腔，造成撇渣能力較差，渣和氣體容易隨液進入型腔，造成廢品。廢品。當橫澆口或直澆口的總截面積小于內(nèi)澆當橫澆口或直澆口的總截面積小于內(nèi)澆口的總截面積時，澆注過程中金屬液不口的總截面積時，澆注過程中金屬液不會完

11、全充滿澆注系統(tǒng)，這種澆注系統(tǒng)通會完全充滿澆注系統(tǒng)，這種澆注系統(tǒng)通常稱為開放式澆注系統(tǒng)，僅在特殊工藝常稱為開放式澆注系統(tǒng)，僅在特殊工藝采用。采用。頂注式頂注式 底注式底注式 中間注入式中間注入式 階梯注入式階梯注入式 2. 常見澆注系統(tǒng)的類型常見澆注系統(tǒng)的類型 2. 常見澆注系統(tǒng)的類型常見澆注系統(tǒng)的類型 （1 1）頂注式澆注系統(tǒng)）頂注式澆注系統(tǒng) 內(nèi)澆道開設內(nèi)澆道開設在鑄件的頂部。在鑄件的頂部。優(yōu)點：優(yōu)點：金屬液自由落下，自下而上金屬液自由落下，自下而上地逐漸充滿型腔，利于定向凝固和地逐漸充滿型腔，利于定向凝固和補縮；補縮；缺點：缺點：沖擊力大，充型不平穩(wěn)，易沖擊力大，充型不平穩(wěn)，易發(fā)生飛濺、氧化

12、和卷入氣體現(xiàn)象，發(fā)生飛濺、氧化和卷入氣體現(xiàn)象，產(chǎn)生沙眼、氣孔和夾渣等缺陷。產(chǎn)生沙眼、氣孔和夾渣等缺陷。多用于多用于質(zhì)量不大，高度不高和形狀質(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。氧化金屬鑄件則不宜采用。（2 2）分型面注入式澆注系統(tǒng)）分型面注入式澆注系統(tǒng) 內(nèi)澆道內(nèi)澆道開設在分型面上。開設在分型面上。優(yōu)點：優(yōu)點：能方便地按需要進行補置，有能方便地按需要進行補置，有利于控制金屬液的流量分布和鑄型熱利于控制金屬液的流量分布和鑄型熱量的分布。量的分布。適用于適用于中等質(zhì)量、高度和壁厚的鑄件中等質(zhì)量、高度和壁厚的鑄件。應用普遍。應用普遍

13、。（3 3）底注式澆注系統(tǒng)）底注式澆注系統(tǒng) 內(nèi)澆道開內(nèi)澆道開設在型腔底部。設在型腔底部。優(yōu)點：優(yōu)點：金屬液充型平穩(wěn)，避免了金屬液充型平穩(wěn)，避免了金屬液沖擊型芯、飛濺和氧化及金屬液沖擊型芯、飛濺和氧化及由此引起的鑄件缺陷；型內(nèi)氣體由此引起的鑄件缺陷；型內(nèi)氣體易于逐漸排出，整個系統(tǒng)充滿較易于逐漸排出，整個系統(tǒng)充滿較快，利于橫澆道撇渣。快，利于橫澆道撇渣。缺點：缺點：型腔底部金屬液溫度較高型腔底部金屬液溫度較高，而上部液面溫度較低，不利于，而上部液面溫度較低，不利于冒口補縮。故應盡快澆注。冒口補縮。故應盡快澆注。多用于多用于易氧化的合金鑄件。易氧化的合金鑄件。（4）階梯式澆注系統(tǒng)）階梯式澆注系統(tǒng) 是

14、具有多層內(nèi)澆道。是具有多層內(nèi)澆道。優(yōu)點：優(yōu)點：兼有底注式和頂兼有底注式和頂注式的優(yōu)點，又克服了注式的優(yōu)點，又克服了兩者的缺點，即澆注平兩者的缺點，即澆注平穩(wěn)，減少了飛濺，又有穩(wěn)，減少了飛濺，又有利于補縮。利于補縮。缺點：缺點：澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，加大了造型和鑄件雜，加大了造型和鑄件清理工作量。清理工作量。多用于多用于高度較高、型腔高度較高、型腔較復雜、收縮率較大或較復雜、收縮率較大或品質(zhì)要求較高的鑄件。品質(zhì)要求較高的鑄件。l內(nèi)澆道的位置、數(shù)目應服從所選定的凝固順序和補縮方法。內(nèi)澆道的位置、數(shù)目應服從所選定的凝固順序和補縮方法。內(nèi)澆道在鑄件上開設位置的選擇可遵循如下原則：內(nèi)澆道在鑄件

15、上開設位置的選擇可遵循如下原則： 1 1為使鑄件實現(xiàn)為使鑄件實現(xiàn)同時凝固同時凝固，對，對壁厚均勻壁厚均勻的鑄件，可選用多個內(nèi)的鑄件，可選用多個內(nèi)澆道分散引入金屬液。對澆道分散引入金屬液。對壁厚不太均勻壁厚不太均勻的鑄件，內(nèi)澆道應開設的鑄件，內(nèi)澆道應開設在薄壁處。在薄壁處。 2為使鑄件實現(xiàn)為使鑄件實現(xiàn)順序凝固順序凝固，內(nèi)澆道應設在有冒口的，內(nèi)澆道應設在有冒口的厚壁處厚壁處，從厚壁處引入金屬液，形成鑄件從薄壁至厚壁，最后到冒口的從厚壁處引入金屬液，形成鑄件從薄壁至厚壁，最后到冒口的凝固順序。凝固順序。3. 內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇原則內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇原則. . 應使內(nèi)澆道中的金

16、屬液應使內(nèi)澆道中的金屬液暢通無阻地進入型腔，不暢通無阻地進入型腔，不正面沖擊鑄型壁、砂芯或正面沖擊鑄型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。型腔中薄弱的突出部分。. . 內(nèi)澆道不應妨礙收縮。內(nèi)澆道不應妨礙收縮。. .內(nèi)澆道不應開設在重要內(nèi)澆道不應開設在重要部位。部位。內(nèi)澆道應開設在容易清理內(nèi)澆道應開設在容易清理和打磨得地方。和打磨得地方。3. 內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇原則內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇原則. 當合金收縮較大且壁當合金收縮較大且壁厚有一定差別時，厚有一定差別時，宜將內(nèi)宜將內(nèi)澆道從鑄件澆道從鑄件厚壁厚壁處引入，處引入，以利鑄件以利鑄件順序凝固順序凝固； 而對壁薄而輪廓尺寸又而對壁薄

17、而輪廓尺寸又較大的鑄件，較大的鑄件，宜將內(nèi)澆道宜將內(nèi)澆道從鑄件從鑄件薄壁薄壁處引入，以利處引入，以利鑄件鑄件同時凝固同時凝固，減少鑄件，減少鑄件的內(nèi)應力、變形，防止裂的內(nèi)應力、變形，防止裂紋產(chǎn)生。紋產(chǎn)生。二、澆注位置的選擇二、澆注位置的選擇- -六點注意六點注意選擇原則：選擇原則：1)1)鑄件的鑄件的重要加工面和受力面應朝下或位于側(cè)面重要加工面和受力面應朝下或位于側(cè)面，避免砂眼氣孔和夾渣。避免砂眼氣孔和夾渣。 澆注位置：澆注位置：澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置；澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置；澆澆注位置注位置對對鑄件質(zhì)量及鑄造工藝鑄件質(zhì)量及鑄造工藝都都有很大影響有很大影響。選擇時應考。選擇

18、時應考慮如下原則：慮如下原則： 2)2)鑄件的鑄件的大平面應朝下大平面應朝下，減少輻射，防開裂夾渣。，減少輻射，防開裂夾渣。3 3）面積較大的薄壁部分應置于鑄型下部或垂直、）面積較大的薄壁部分應置于鑄型下部或垂直、傾斜位置。防止產(chǎn)生澆不足、冷隔。傾斜位置。防止產(chǎn)生澆不足、冷隔。4 4）易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于上部或）易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于上部或側(cè)面。考慮安放冒口利于補縮。側(cè)面?？紤]安放冒口利于補縮。5) 5) 應盡量減少型芯的數(shù)量。應盡量減少型芯的數(shù)量。 6)6)要便于安放型芯、固定和排氣。要便于安放型芯、固定和排氣。 澆注位置Back to page-4三、分型面的選擇三、分型

19、面的選擇- -五點注意五點注意鑄型分型面：鑄型分型面：指鑄型間相互接合的表面。指鑄型間相互接合的表面。 選擇原則：簡化工藝求經(jīng)濟。選擇原則：簡化工藝求經(jīng)濟。 1 1）分型面應選擇最大截面處）分型面應選擇最大截面處- -保證模型取出保證模型取出2 2）盡量使鑄件的全部或大部在同一沙箱）盡量使鑄件的全部或大部在同一沙箱 3) 3)分型面應盡量平直分型面應盡量平直 4) 4)盡量減少分型面數(shù)量盡量減少分型面數(shù)量 5 5）分型面選擇分型面選擇應使型腔及主要型芯位于下箱：應使型腔及主要型芯位于下箱：方便造型、下芯、合箱及保證鑄件壁厚方便造型、下芯、合箱及保證鑄件壁厚 分型面澆注位置和分型面選擇總原則：澆

20、注位置和分型面選擇總原則： 優(yōu)先保證鑄件質(zhì)量為主優(yōu)先保證鑄件質(zhì)量為主操作便捷為輔：造型、操作便捷為輔：造型、起模、起模、下芯、合箱下芯、合箱不可犧牲鑄件質(zhì)量來滿足操作便利不可犧牲鑄件質(zhì)量來滿足操作便利 四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定 鑄造工藝參數(shù)包括鑄造工藝參數(shù)包括收縮余量收縮余量、加工余量加工余量、起模斜度起模斜度、鑄造圓角鑄造圓角、型芯和芯頭型芯和芯頭等。等。1 1）收縮余量）收縮余量 模樣比鑄件圖紙尺寸增大的模樣比鑄件圖紙尺寸增大的數(shù)值數(shù)值稱收縮余量。稱收縮余量。 在制作模樣和芯盒時，在制作模樣和芯盒時，模樣和芯盒的制造尺寸應比鑄件模樣和芯盒的制造尺寸應比鑄件放大一個該合金

21、的線收縮率放大一個該合金的線收縮率。這個線收縮率稱為鑄造收縮。這個線收縮率稱為鑄造收縮率：率： =(L=(L模模-L-L鑄件鑄件)/ L)/ L模模* *100%100% 通常，灰鑄鐵的鑄造收縮率為通常，灰鑄鐵的鑄造收縮率為0.71.0，鑄造碳鋼的，鑄造碳鋼的鑄造收縮率為鑄造收縮率為1.32.0，鋁硅合金的鑄造收縮率為，鋁硅合金的鑄造收縮率為0.81.2，錫青銅的鑄造收縮率為，錫青銅的鑄造收縮率為1.21.4。2 2）機械加工余量）機械加工余量 在鑄件加工表面上在鑄件加工表面上留出的以準備切削去的留出的以準備切削去的金屬層厚度，金屬層厚度，稱為機械加工余量。稱為機械加工余量。 加工余量的大小，

22、要根據(jù)鑄件的大小、生產(chǎn)批量、合金加工余量的大小，要根據(jù)鑄件的大小、生產(chǎn)批量、合金種類、鑄件復雜程度及加工面在鑄型中的位置來確定。種類、鑄件復雜程度及加工面在鑄型中的位置來確定。 灰鑄鐵件加工余量??；鑄鋼件加工余量比鑄鐵件要大些；灰鑄鐵件加工余量??；鑄鋼件加工余量比鑄鐵件要大些；有色金屬件加工余量小。機器造型比手造型加工余量小。有色金屬件加工余量小。機器造型比手造型加工余量小。 3 3）起模斜度）起模斜度 為使模樣容易地從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，為使模樣容易地從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度，稱為起模斜度。，稱為起模斜

23、度。 起模斜度的大小根據(jù)立壁的高度、造型方法和模樣材料來起模斜度的大小根據(jù)立壁的高度、造型方法和模樣材料來確定：立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比內(nèi)壁小；機器造型確定：立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比內(nèi)壁?。粰C器造型的一般比手工造型的?。唤饘倌Ｐ倍缺饶灸Ｐ?。具體數(shù)據(jù)可的一般比手工造型的小；金屬模斜度比木模小。具體數(shù)據(jù)可查有關手冊。一般外壁為查有關手冊。一般外壁為3 15，內(nèi)壁為，內(nèi)壁為310。4 4）鑄造圓角）鑄造圓角 在設計和制造模樣時，相交壁的交角要做在設計和制造模樣時，相交壁的交角要做成圓角，以防止鑄件交角處產(chǎn)生粘砂、縮孔，成圓角，以防止鑄件交角處產(chǎn)生粘砂、縮孔，裂紋等缺陷。這種四圓角稱為鑄造

24、圓角。圓裂紋等缺陷。這種四圓角稱為鑄造圓角。圓角半徑一般為相交兩壁平均厚度的角半徑一般為相交兩壁平均厚度的l/31/2。r5 5）型）型芯芯 型芯是鑄型的一個重要組成部型芯是鑄型的一個重要組成部分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復雜阻礙起模部腔、孔洞和形狀復雜阻礙起模部分的外形。分的外形。 6 6）芯頭芯頭 芯頭是型芯的定位、支撐和排氣的部分，設計時需考芯頭是型芯的定位、支撐和排氣的部分，設計時需考慮：保證慮：保證定位定位準確，能承準確，能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊沖擊、浮力等外力的作用，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的、浮力等外力的作用

25、，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體氣體順暢引出鑄型等。順暢引出鑄型等。垂直芯頭垂直芯頭水平芯頭水平芯頭工藝參數(shù)Back to page-4冒口是在鑄型中設置的一個儲存金屬液的空腔。冒口是在鑄型中設置的一個儲存金屬液的空腔。 主要作用：主要作用：在鑄件凝固收縮過程中，提供由于收縮所需要補在鑄件凝固收縮過程中，提供由于收縮所需要補給的金屬液，對鑄件進行補縮，防止產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。給的金屬液，對鑄件進行補縮，防止產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。冒口冒口普通冒口普通冒口特種冒口特種冒口明冒口明冒口暗冒口暗冒口保溫冒口保溫冒口發(fā)熱冒口發(fā)熱冒口大氣壓力冒口大氣壓力冒口易割冒口易割冒口五、五、 澆鑄冒口澆鑄冒口1、冒口的

26、凝固時間必須大于或等于鑄件被補縮部分冒口的凝固時間必須大于或等于鑄件被補縮部分的凝固時間。的凝固時間。2、冒口應具有足夠大的體積，以保證有足夠的金屬冒口應具有足夠大的體積，以保證有足夠的金屬液補充鑄件內(nèi)部的體收縮。液補充鑄件內(nèi)部的體收縮。3、在鑄件凝固時，冒口與被補縮部位之間應有通暢在鑄件凝固時，冒口與被補縮部位之間應有通暢的補縮通道。的補縮通道。4、為增加鑄件局部冷卻速度，在鑄型局部區(qū)域設置為增加鑄件局部冷卻速度，在鑄型局部區(qū)域設置激冷能力強的材料（如鑄鐵、石墨或鑄鋼等）作為激冷能力強的材料（如鑄鐵、石墨或鑄鋼等）作為冷鐵。冷鐵。l冒口設計原則：冒口設計原則：確定冒口的位置應遵守下列原則：確

27、定冒口的位置應遵守下列原則：1）冒口就近設在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁；）冒口就近設在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁； 2） 冒口盡量設在鑄件最高、最厚的部位，對低處的熱節(jié)增設補冒口盡量設在鑄件最高、最厚的部位，對低處的熱節(jié)增設補貼或使用冷鐵。貼或使用冷鐵。 3）冒口不應設冒口不應設在鑄件在鑄件重要的、受力大的部位重要的、受力大的部位，以防晶粒粗大降，以防晶粒粗大降低力學性能。低力學性能。 4）冒口位置不要選冒口位置不要選在在鑄造應力集中處鑄造應力集中處，應注意減輕對鑄件的收，應注意減輕對鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋?？s阻礙，以免引起裂紋。 5）盡量用）盡量用一個冒口同時補縮一個冒口同時補縮幾個熱節(jié)或鑄件幾個

28、熱節(jié)或鑄件6）冒口布置在加工面上，可借加工精整鑄件表面，零件外觀質(zhì)）冒口布置在加工面上，可借加工精整鑄件表面，零件外觀質(zhì)量好。量好。 7）對不同高度上的多個冒口，應用）對不同高度上的多個冒口，應用冷鐵使各個冒口冷鐵使各個冒口的補縮范圍的補縮范圍相隔開相隔開 冒口尺寸計算的基本原理冒口尺寸計算的基本原理l 冒口根部的直徑冒口根部的直徑d大于鑄件被補縮處的熱節(jié)圓直徑大于鑄件被補縮處的熱節(jié)圓直徑dyl 冒口高度冒口高度H由所選定的系數(shù)乘以由所選定的系數(shù)乘以d得出。得出。 見圖，表。見圖，表。六、鑄造工藝方案及工藝圖示例六、鑄造工藝方案及工藝圖示例3232 鑄造工藝圖是鑄造過程最基本和最重要的工藝文件

29、鑄造工藝圖是鑄造過程最基本和最重要的工藝文件之一，之一，它對它對模樣的制造模樣的制造、工藝裝備的準備工藝裝備的準備、造型造芯造型造芯、型砂烘干、合型澆注、落砂清理及技術檢驗等，都起著型砂烘干、合型澆注、落砂清理及技術檢驗等，都起著指導和依據(jù)的指導和依據(jù)的作用。作用。 鑄造工藝圖是利用鑄造工藝圖是利用紅、紅、藍藍兩色鉛筆，將各種簡明的工兩色鉛筆，將各種簡明的工藝符號，標注在產(chǎn)品零件圖上的圖樣。藝符號，標注在產(chǎn)品零件圖上的圖樣。 可從以下幾方面進行分析：可從以下幾方面進行分析： 分型面和分模面；分型面和分模面； 澆注位置、澆冒口的位置、形狀、尺寸澆注位置、澆冒口的位置、形狀、尺寸和數(shù)量；和數(shù)量；

30、工藝參數(shù)；工藝參數(shù)； 型芯的形狀、位置和數(shù)目，型芯頭的定型芯的形狀、位置和數(shù)目，型芯頭的定位方式和安裝方式；位方式和安裝方式； 冷鐵的形狀、位置、尺寸和數(shù)量；冷鐵的形狀、位置、尺寸和數(shù)量； 其他。其他。鑄造工藝方案示例鑄造工藝方案示例車床進給箱車床進給箱a) 分型面的選擇分型面的選擇 c)鑄造工藝圖鑄造工藝圖 方案方案I分型面在軸孔分型面在軸孔軸線上，凸臺軸線上，凸臺A和槽和槽C采采用型芯，便于鑄出軸孔，用型芯，便于鑄出軸孔，飛邊少，易清理，下芯飛邊少，易清理，下芯頭尺寸大，穩(wěn)定性好；頭尺寸大，穩(wěn)定性好；但基準面但基準面D朝上，易產(chǎn)朝上，易產(chǎn)生缺陷；型芯數(shù)量較多。生缺陷；型芯數(shù)量較多。適于大批

31、量生產(chǎn)適于大批量生產(chǎn)方案方案II分型面在分型面在基準面基準面D處；凸臺處；凸臺E和和槽槽C分別采用活塊和分別采用活塊和型芯，基準面朝上，型芯，基準面朝上，易產(chǎn)生缺陷，軸孔如易產(chǎn)生缺陷，軸孔如鑄出因無芯頭而易產(chǎn)鑄出因無芯頭而易產(chǎn)生飛邊，難清理。適生飛邊，難清理。適于單件小批量不鑄出于單件小批量不鑄出孔時采用?？讜r采用。方案方案III分型面分型面在在B處；鑄件全部處；鑄件全部位于下箱；凸臺位于下箱；凸臺A、E和槽和槽C分別采用活分別采用活塊和型芯，基準面塊和型芯，基準面朝下；易于保證鑄朝下；易于保證鑄件質(zhì)量；但內(nèi)腔型件質(zhì)量；但內(nèi)腔型芯穩(wěn)定性差；軸孔芯穩(wěn)定性差；軸孔如鑄出因無芯頭而如鑄出因無芯頭而易

32、產(chǎn)生飛邊，難清易產(chǎn)生飛邊，難清理；適于單件小批理；適于單件小批量不鑄出孔時采用。量不鑄出孔時采用。IIIIIIIV分型面選擇練習分型面選擇練習方案方案I:125I:125兩圓兩圓臺凸起妨礙拔模；臺凸起妨礙拔模；方案方案II:II:底部底部A A處妨處妨礙拔模，有錯箱可礙拔模，有錯箱可能；能；方案方案III:III:僅有錯箱僅有錯箱可能，方案可行；可能，方案可行；方案方案IV:IV:分型面處分型面處有圓弧，需要挖砂，有圓弧，需要挖砂，頂部圓臺妨礙拔模。頂部圓臺妨礙拔模。AIII兩方案均可行，兩方案均可行，但但I I方案存在錯方案存在錯箱可能。該零件箱可能。該零件不算太高，故方不算太高，故方案案I

33、III稍好。稍好。III應采用方應采用方案案I I，方，方案案II40II40凸臺妨礙凸臺妨礙拔模。拔模。 1.4 1.4 液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計液態(tài)金屬成形件的結(jié)構(gòu)設計 鑄件結(jié)構(gòu)是指鑄件結(jié)構(gòu)是指鑄件的鑄件的外形外形、內(nèi)腔內(nèi)腔、壁厚及壁之間的壁厚及壁之間的連接形式連接形式、加強肋板加強肋板及及凸臺凸臺等。等。 進行鑄件設計不僅要保證其進行鑄件設計不僅要保證其工作要求和力學性能工作要求和力學性能，還必須考慮還必須考慮鑄造工藝和合金鑄造性能鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。求。 鑄件結(jié)構(gòu)合理與否，對提高鑄件質(zhì)量，降低成本，鑄件結(jié)構(gòu)合理與否，對提高鑄件質(zhì)量，降低成本，增強產(chǎn)品的

34、競爭力有直接關系。增強產(chǎn)品的競爭力有直接關系。 還有缸體的設計。原設計a）的結(jié)構(gòu)有內(nèi)凹，造型時起模困難，也只能采用外型芯。而將其改為圖b）的結(jié)構(gòu)，則可省去外型芯，簡化造型工序。 （2）平直分型防挖砂）平直分型防挖砂-2看動畫1、2改進前改進前改進后改進后(a) 不合理 (b) 合理 連桿鑄件結(jié)構(gòu) 圖(a)所示連桿鑄件的分型面是不直的，改為圖(b)結(jié)構(gòu)，分型面變成平面，方便了制模和造型，分型面設計是合理的。（2）平直分型防挖砂）平直分型防挖砂 還有如下圖a）、c）所示的鑄件凸臺的設計，只能采用活塊或外型芯才能起模。將其改為圖b）、d）的結(jié)構(gòu)，可避免活塊。 看動畫3、4（4）、鑄件的外形應盡可能使

35、鑄件的分型面數(shù)目最少。 鑄件的分型面數(shù)目減少，不僅減少砂箱數(shù)目、降低造型工時，還可以減少錯箱、偏芯等的機會，提高鑄件的尺寸精度。 下圖為端蓋結(jié)構(gòu)的兩種設計。圖下圖為端蓋結(jié)構(gòu)的兩種設計。圖a）的結(jié)構(gòu)有兩個）的結(jié)構(gòu)有兩個分型面，需采用三箱造型，使選型工序復雜。若是大批分型面，需采用三箱造型，使選型工序復雜。若是大批量地生產(chǎn)，只有增設環(huán)狀型芯才可采用機器造型。將端量地生產(chǎn)，只有增設環(huán)狀型芯才可采用機器造型。將端蓋的結(jié)構(gòu)設為圖蓋的結(jié)構(gòu)設為圖b）的設計，就只有一個分型面，使造）的設計，就只有一個分型面，使造型工序簡化。型工序簡化。 （5）、在鑄件上設計結(jié)構(gòu)斜度 鑄件垂直于分型面的不加工表面，應設計出結(jié)構(gòu)

36、斜鑄件垂直于分型面的不加工表面，應設計出結(jié)構(gòu)斜度，如圖度，如圖(b)所示，在造型時容易起模，不易損壞型腔，所示，在造型時容易起模，不易損壞型腔，有結(jié)構(gòu)斜度是合理的。圖有結(jié)構(gòu)斜度是合理的。圖(a)所示為無結(jié)構(gòu)斜度的不合所示為無結(jié)構(gòu)斜度的不合理結(jié)構(gòu)。理結(jié)構(gòu)?？磩赢媋、b 圖為縫紉機邊腳的結(jié)構(gòu)，其各部分非加工面設有30左右的結(jié)構(gòu)斜度，方便了起模。 總之，鑄件的結(jié)構(gòu)斜度與拔模斜度不同，結(jié)構(gòu)斜度由設計零件的人確定，且斜度值較大；拔模斜度由鑄造工藝人員在繪制鑄造工藝圖時設計，且只對沒有結(jié)構(gòu)斜度的立壁給予較小的角度（0.53.0）。 結(jié)構(gòu)斜度的大小，隨垂直壁的高度而異。高度愈小，斜度愈大；內(nèi)側(cè)面的斜度應大于外側(cè)面的。 懸臂支架a) 不合理 b)合理 還有如下圖所示的圓蓋鑄件內(nèi)腔的設計方案。方案b）的內(nèi)腔設計可以省去型芯，采用自帶型芯形成，減少了制芯工序，降低了鑄件成本。 2、應考慮好型芯的穩(wěn)固、排氣順暢和清理方便。 如下圖所示，為軸承架內(nèi)腔的兩種設計。方案a）需要兩個型芯，其中較大的型芯呈懸臂狀態(tài)，需用型芯撐A支承其無芯頭的一端；若將軸承架內(nèi)腔改成方案b），則型芯的穩(wěn)定性大大提高，而且型芯的排氣順暢、也易于清理。 軸承架的結(jié)構(gòu)軸承架的結(jié)構(gòu)a) 改進前改進前 b) 改進后改進后a) 改進前改進前 b) 改進后改進后 如