砂型鑄造工藝設(shè)計

第四章砂型鑄造工藝教學(xué)目的

1.了解砂型鑄造工藝設(shè)計有關(guān)知識。

2.掌握澆注位置、分型面選擇；鑄造工藝參數(shù)確定；型芯設(shè)計；澆冒系統(tǒng)等有關(guān)知識。

3.學(xué)會繪制簡單鑄件的鑄造工藝圖。教學(xué)重點

1.澆注位置、分型面選擇。

2.鑄造工藝參數(shù)確定。教學(xué)難點:

型芯及澆冒系統(tǒng)設(shè)計計劃學(xué)時：1學(xué)時概述一、鑄造工藝設(shè)計的概念

根據(jù)零件圖及其相關(guān)要求，編制出一個鑄件生產(chǎn)工藝過程的技術(shù)文件就是鑄造工藝設(shè)計。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)驗的基礎(chǔ)上，以圖形、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)性文件，也是技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理、制定進(jìn)度計劃的依據(jù)。二、鑄造工藝設(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：

1.鑄造工藝圖5.模樣圖

2.鑄造工藝卡6.芯合圖

3.鑄型裝配圖7.砂箱圖

4.鑄件圖8.模板圖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。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，只限于繪制鑄造工藝圖和填寫有關(guān)工藝卡，即可投入生產(chǎn)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、芯合圖、下芯夾具圖，檢驗樣板及量具圖等。三、鑄造工藝設(shè)計的一般步驟1.對零件圖紙進(jìn)行審核和進(jìn)行鑄造工藝性分析2.選擇鑄造方法3.確定鑄造工藝方案4.繪制鑄造工藝圖5.繪制鑄件圖6.填寫鑄造工藝卡和繪制鑄型裝配圖7.繪制各種鑄造工藝裝備圖紙四、鑄造工藝方案

概括說明鑄造生產(chǎn)的基本過程和方法的工藝文獻(xiàn)，包括造型和造芯方法、鑄型種類、澆注位置和分型面的確定等。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)合面一、澆注位置的選擇原則原則：主要考慮鑄件質(zhì)量1.鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或位于側(cè)面原因：鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組織也不如下表面致密。第一節(jié)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：鑄型的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面還極易產(chǎn)生夾砂缺陷。這是由于在澆注過程中，高溫的液態(tài)金屬對型腔上表面有強烈的熱輻射，型砂因急劇膨脹和強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.鑄件大面積的薄壁部分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，提高金屬液的流動性，防止薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。4.易產(chǎn)產(chǎn)生生縮縮孔孔的的構(gòu)構(gòu)件件，，應(yīng)應(yīng)使使厚厚截截面面位位于于分分型型面面附附近近的的上上部部或或側(cè)側(cè)面面原因因：：便便于于安安放放冒冒口口，，實實現(xiàn)現(xiàn)定定向向凝凝固固，，進(jìn)進(jìn)行行補補縮縮。。二、、鑄鑄型型分分型型面面的的選選擇擇原則則：：在保保證證質(zhì)質(zhì)量量的的前前提提下下，，盡盡量量簡簡化化工工藝藝1.分型型面面應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)在在鑄鑄件件最最大大截截面面處處，，以以保保證證模模樣樣從從型型腔腔中中順順利利取取出出2.應(yīng)使使造造型型工工藝藝簡簡化化★應(yīng)盡盡量量使使分分型型面面平平直直，，以以簡簡化化模模具具制制造造及及造造型型工工藝藝，，避避免免挖挖砂砂造造型型★盡可可能能減減少少鑄鑄件件的的分分型型面面，，盡盡量量做做到到只只有有一一個個分分型型面面★應(yīng)使使型型芯芯和和活活塊塊數(shù)數(shù)量量盡盡量量減減少少。。3.應(yīng)使使鑄鑄件件全全部部或或大大部部放放在在同同一一砂砂箱箱。。4.應(yīng)盡盡量量使使型型腔腔及及主主要要型型芯芯位位于于下下型型，，以便于造造型、下下芯、合型及檢檢驗。下上上下②①第二節(jié)鑄鑄造工工藝參數(shù)數(shù)的確定定一、機(jī)械械加工余余量和最最小鑄孔孔灰鑄鐵的的機(jī)械加加工余量量注：加工工余量數(shù)數(shù)值中下下限用于于大批大大量生產(chǎn)產(chǎn)，上限限用于單單件小批批生產(chǎn)鑄件最大尺寸(㎜)澆注時位置加工面與基準(zhǔn)面的距離(mm)<5050～120120～260260～500500～800800～1250<120頂面底、側(cè)面3.5～4.52.5～3.54.0～4.53.0～3.5120～260頂面底、側(cè)面4.0～5.03.0～4.04.5～5.03.5～4.05.0～5.54.0～4.5260～500頂面底、側(cè)面4.5～6.03.5～4.55.0～6.04.0～4.56.0～7.04.5～5.06.5～7.05.0～6.0500～800頂面底、側(cè)面5.0～7.04.0～5.06.0～7.04.5～5.06.5～7.04.5～5.57.0～8.05.0～6.07.5～9.06.5～7.0800～1250頂面底、側(cè)面6.0～7.04.0～5.56.5～7.55.0～5.57.0～8.05.0～6.07.5～8.05.5～6.08.0～9.05.5～7.08.5～106.5～7.5生產(chǎn)批量最小鑄出孔直徑灰口鑄鐵件鑄鋼件大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)12～1515～3030～50－30～5050最小鑄孔孔注：對于于零件上上不要求求加工的的孔槽，，無論大大小均應(yīng)應(yīng)鑄出二、起模模斜度為了起模模方便又又不損壞壞砂型，，凡垂直直于分型型面的壁壁上須留有斜度度。起模斜度度的形式式三、鑄造造圓角鑄件上相相鄰兩壁壁之間的的交角，，應(yīng)做出出鑄造圓圓角，防防止在尖尖角處產(chǎn)產(chǎn)生沖砂砂及裂紋紋等缺陷陷。圓角角半徑一一般為相相交兩壁壁平均厚厚度的1/3～1/2四、收縮縮率鑄件由于于凝固、、冷卻后后的體積積收縮，，其各部部分尺寸寸均小于于模樣尺尺寸。為為保證鑄鑄件尺寸寸要求，，需在模模樣(芯盒)上加大一一個收縮縮的尺寸寸。加大大的這部部分尺寸寸稱收縮縮量，一一般根據(jù)據(jù)鑄造收收縮率來來定。鑄鑄造收縮縮率定義義如下：：K＝[(L模－L件)/L件]×100%式中：K為鑄造收收縮率；；L模為模樣尺尺寸；L件為鑄件尺尺寸。鑄造收縮率率主要取決決于合金的的種類，同同時與鑄件件的結(jié)構(gòu)、、大小、壁壁厚及收縮縮時受阻礙礙情況有關(guān)關(guān)。對于一一些要求較較高的鑄件件，如果收收縮率選擇擇不當(dāng)，將將影響鑄件件尺寸精度度，使某些些部位偏移移，影響切切削加工和和裝配。通常灰鑄鐵鐵為0.7～1.0%，鑄造碳鋼鋼為1.3～2.0%，鋁硅合金金為0.8～1.2%，錫青銅為為1.2～1.4%。第三節(jié)砂砂芯設(shè)計計一、型芯的的作用形成鑄件的的內(nèi)腔、孔孔洞和形狀狀復(fù)雜阻礙礙起模部分分的外形。。二.型芯的數(shù)量量及分塊★型芯的數(shù)數(shù)量取決于于鑄件的形形狀★大型復(fù)雜雜型芯根據(jù)據(jù)需要分塊塊制作三.型芯的形式式常用的型芯芯有水平型型芯、垂直直型芯、懸懸臂型芯、、懸吊型芯芯、引申型型芯（便于于起模）、、外型芯（（使三箱造造型變?yōu)閮蓛上湓煨停┑攘N。。四、型芯頭頭及芯座型芯頭的作作用：對型型芯起固定定、定位、、排氣作用用。第四節(jié)澆澆注系統(tǒng)和和冒口一、澆注系系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是是指液態(tài)金金屬流入鑄鑄型型腔的的通道。1.澆注系統(tǒng)的的組成及作作用澆注系統(tǒng)一一般包括外外澆口、直直澆道、橫橫澆道、內(nèi)內(nèi)澆道等。。58澆注系統(tǒng)的的作用應(yīng)能能平穩(wěn)地將將金屬液引引入鑄型，，要有利于于檔渣和排排氣，并能能控制鑄件件的凝固順順序。澆注系統(tǒng)的的組成(1)外澆口其作用是容容納注入的的金屬液并并緩解液態(tài)態(tài)金屬對砂砂型的沖擊擊。小型鑄鑄件通常為為漏斗狀(稱澆口杯)，較大型鑄鑄件為盆狀狀(稱澆口盆)。(2)直澆道是連接外澆澆口與橫澆澆道的垂直直通道，改改變直澆道道的高度可可以改變型型腔內(nèi)金屬屬液的靜壓壓力從而改改善液態(tài)金金屬的充型型能力。(3)橫澆道橫澆道是將將直澆道的的金屬液引引入內(nèi)澆道道的水平通通道，一般般開在砂型型的分型面面上。橫澆澆道的主要要作用是分分配金屬液液入內(nèi)澆道道和隔渣。。(4)內(nèi)澆道內(nèi)澆道直接接與型腔相相連，其作作用是調(diào)節(jié)節(jié)金屬液流流入型腔的的方向和速速度，以及及調(diào)節(jié)鑄件件各部分的的冷卻速度度。澆注系統(tǒng)的的類型很多多，根據(jù)金金屬的種類類和鑄件的的形狀及內(nèi)內(nèi)澆道在鑄鑄件上開設(shè)設(shè)的位置，，可分為頂頂注式、底底注式、中中間注入式式和分段注注入式等幾幾種類型。。（1）頂注式澆澆注系統(tǒng)2.澆注系統(tǒng)的的類型優(yōu)點是易于于充滿型腔腔，型腔中中金屬的溫溫度自下而而上遞增，，因而補縮縮作用好、、簡單易做做、節(jié)省金金屬材料。。缺點是對對鑄型沖擊擊較大，有有可能造成成沖砂和飛飛濺，而且且會加劇金金屬的氧化化。所以這這類澆注系系統(tǒng)多用于于重量輕，，高度低和和形狀簡單單的鑄件。。60頂注式澆注注系統(tǒng)（2）底注式澆澆注系統(tǒng)與頂注式澆澆注系統(tǒng)相相反，底注注式澆注系系統(tǒng)是從鑄鑄件底部(下端面)注入型腔的的。底注式澆注注系統(tǒng)61這類澆注系系統(tǒng)的優(yōu)點點是充型平平穩(wěn)，排氣氣方便，不不易沖壞型型腔和引起起飛濺，適適宜于大、、中型的鑄鑄件。對易易于氧化的的合金，如如鋁、鎂合合金和某些些銅合金也也較適宜。。這類澆注系系統(tǒng)的缺點點是不利于于定向凝固固，補縮效效果差，充充型速度慢慢，不適合合復(fù)雜薄壁壁鑄件的充充型。（3）中間注入入式澆注系系統(tǒng)中注式澆注注系統(tǒng)62這是一種介介于頂注和和底注之間間的注入方方法，既降降低了液流流落下的高高度，又使使溫度的分分布較為均均勻，內(nèi)澆澆道處在分分型面上，，便于開設(shè)設(shè)和選擇部部位。因此此，這種澆澆注系統(tǒng)的的應(yīng)用很廣廣。（4）階梯注入入式澆注系系統(tǒng)階梯注入式式澆注系統(tǒng)統(tǒng)63階梯注入式式澆注系統(tǒng)統(tǒng)亦稱階梯梯式澆注系系統(tǒng)，是在在鑄件高度度上設(shè)二層層或二層以以上的內(nèi)澆澆道，它兼兼?zhèn)淞隧斪⒆⑹健⒌鬃⒆⑹胶椭虚g間注入式澆澆注系統(tǒng)的的優(yōu)點。冒口是在鑄鑄型中設(shè)置置的一個