鑄造成形技術(shù)鑄造工藝設(shè)計(jì)

鑄造成形技術(shù)鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝方案——①選擇鑄件的澆注位置及分型面②型芯的數(shù)量、形狀及其固定方法③確定工藝參數(shù)（加工余量、起模斜度、圓角、收縮率）④澆冒口、冷鐵形狀、尺寸及其布置第2頁,共42頁，2024年2月25日，星期天鑄造工藝圖——在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出鑄造工藝方案的圖形它是制造模樣和鑄型，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和鑄件檢驗(yàn)的依據(jù)——基本工藝文件。第3頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

鑄造工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制圖樣和標(biāo)注符號(hào)，編制工藝卡和工藝規(guī)范等。

第4頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1.澆注位置的選擇原則

澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置。

選擇正確與否，對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大。選擇時(shí)應(yīng)考慮以下原則：

第5頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面②鑄件寬大平面應(yīng)朝下③面積較大的薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或垂直④易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于上部或側(cè)面⑤應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量⑥要便于安放型芯、固定和排氣第6頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面

因?yàn)殍T件上部凝固速度慢，晶粒較粗大，易在鑄件上部形成砂眼、氣孔、渣孔等缺陷。鑄件下部的晶粒細(xì)小，組織致密，缺陷少，質(zhì)量?jī)?yōu)于上部。機(jī)床床身導(dǎo)軌和鑄造錐齒輪的錐面都是主要的工作面，澆注時(shí)應(yīng)朝下?！飳?shí)際澆鑄機(jī)床床身落砂后的照片★第7頁,共42頁，2024年2月25日，星期天②鑄件寬大平面應(yīng)朝下

因?yàn)樵跐沧⑦^程中，熔融金屬對(duì)型腔上表面的強(qiáng)烈輻射，容易使上表面型砂急劇地膨脹而拱起或開裂，在鑄件表面造成夾砂結(jié)疤缺陷第8頁,共42頁，2024年2月25日，星期天③面積較大的薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或

垂直

將薄壁部分置于鑄型上部，易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。改置于鑄型于下部后，可避免出現(xiàn)缺陷。第9頁,共42頁，2024年2月25日，星期天④易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于上部或側(cè)面

第10頁,共42頁，2024年2月25日，星期天⑤應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量

第11頁,共42頁，2024年2月25日，星期天⑥要便于安放型芯、固定和排氣合理的方案：不合理：第12頁,共42頁，2024年2月25日，星期天2.分型面的選擇原則

分型面為鑄型之間的結(jié)合面，對(duì)鑄件的質(zhì)量影響很大。選擇不當(dāng)還將使制模、造型、合型、甚至切削加工等工序復(fù)雜化，分型面的選擇應(yīng)在保證鑄件質(zhì)量的前提下，使造型工藝盡量簡(jiǎn)化，節(jié)省人力、物力。分型面選擇應(yīng)考慮以下原則：

第13頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①分型面應(yīng)選擇最大截面處②分型面的選擇應(yīng)盡量簡(jiǎn)化工序③分型面應(yīng)盡量平直④基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中⑤盡量減少分型面⑥使型腔和主要芯位于下箱第14頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①分型面應(yīng)選擇最大截面處第15頁,共42頁，2024年2月25日，星期天②分型面的選擇應(yīng)盡量簡(jiǎn)化工序

[活塊造型三維動(dòng)畫分析]

[pro/E活塊造型三維動(dòng)畫分析]

[砂芯代替活塊三維動(dòng)畫分析]

[pro/E砂芯代替活塊三維動(dòng)畫分析]第16頁,共42頁，2024年2月25日，星期天③分型面應(yīng)盡量平直右圖為采用平直分型面的造型圖第17頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

④基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中

加工基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中，以避免產(chǎn)生錯(cuò)箱、披縫和毛剌，降低鑄件精度和增加清理工作量。第18頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

⑤盡量減少分型面三箱造型動(dòng)畫的動(dòng)圖演示：觀看影像

二箱造型動(dòng)畫的動(dòng)圖演示：觀看影像第19頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

零件、砂芯、木模圖第20頁,共42頁，2024年2月25日，星期天⑥使型腔和主要型芯位于下箱

使型腔和主要芯位于下箱，便于下芯、合型和檢查型腔尺寸。第21頁,共42頁，2024年2月25日，星期天3.鑄造工藝參數(shù)的確定

鑄造工藝參數(shù)包括收縮余量、加工余量、起模斜度、鑄造圓角、芯頭、芯座等。

第22頁,共42頁，2024年2月25日，星期天①收縮余量：

為了補(bǔ)償收縮，模樣比鑄件圖紙尺寸增大的數(shù)值稱收縮余量。收縮余量的大小與鑄件尺寸大小、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和鑄造合金的線收縮率有關(guān)，常常以鑄件線收縮率表示：∑=(L模-L鑄件)/L模X100%★通?；诣T鐵的線收縮率為0.7％一1.0％★鑄鋼為1.6％－2.0％★非鐵合金為1．0％一1.5％

第23頁,共42頁，2024年2月25日，星期天②加工余量

鑄件為進(jìn)行機(jī)械加工而加大的尺寸稱為機(jī)械加工余量。

由鑄件的大小、生產(chǎn)批量、合金種類、鑄件復(fù)雜程度及加工面在鑄型中的位置來確定?；诣T鐵表面光滑平整，精度較高，加工余量小；鑄鋼的表面粗糙，變形較大，比鑄鐵件要大些；非鐵金屬由于表面光潔、其加工余量可以小。機(jī)器造型比手造型精度高，故加工余量小一些。第24頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

零件上的孔與糟是否鑄出，應(yīng)考慮工藝上的可行性和使用上的必要性。一般說來，較大的孔與槽應(yīng)鑄出，以節(jié)約金屬、減少切削加工工時(shí)，同時(shí)可以減小鑄件的熱節(jié)；較小的孔，尤其是位置精度要求高的孔、槽則不必鑄出，留待機(jī)加工反而更經(jīng)濟(jì)。（表1-3）第25頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共42頁，2024年2月25日，星期天③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，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度，稱為起模斜度。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確定。立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比內(nèi)壁??；機(jī)器造型的一般比手工造型的?。唤饘倌Ｐ倍缺饶灸Ｐ?。一般外壁為15’－3o，內(nèi)壁為3－10°。第27頁,共42頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共42頁，2024年2月25日，星期天典型零件造型工藝分析第29頁,共42頁，2024年2月25日，星期天三通的分型方案（d是合理的分型方案）第30頁,共42頁，2024年2月25日，星期天鑄造工藝設(shè)計(jì)

主要是畫鑄造工藝圖、鑄件毛坯圖、鑄型裝配圖和編寫工藝卡片等。

一般大量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品、特殊重要的單件生產(chǎn)的鑄件，鑄造工藝設(shè)計(jì)訂得細(xì)致，內(nèi)容涉及較多。第31頁,共42頁，2024年2月25日，星期天單件、小批生產(chǎn)的一般性產(chǎn)品，鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容可以簡(jiǎn)化。在最簡(jiǎn)單的情況下，只須繪制一張鑄造工藝圖即可。鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序見下表第32頁,共42頁，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目?jī)?nèi)容用途及應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)程序鑄造工藝圖

在零件圖上用規(guī)定的紅、蘭等各色符號(hào)表示出：澆注位置和分型面，加工余量，收縮率，起模斜度，反變形量，澆、冒口系統(tǒng)，內(nèi)外冷鐵，鑄肋，砂芯形狀、數(shù)量及芯頭大小等

是制造模樣、模底板、芯盒等工裝以及進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù)適用于各種批量的生產(chǎn)①產(chǎn)品零件的技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性分析②選擇鑄造及造型方法③確定澆注位置和分型面④選用工藝參數(shù)⑤設(shè)計(jì)澆冒口、冷鐵和鑄肋⑥型芯設(shè)計(jì)鑄件圖

把經(jīng)過鑄造工藝設(shè)計(jì)后，改變了零件形狀、尺寸的地方都反映在鑄件圖上是鑄件驗(yàn)收和機(jī)加工夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。適用于成批、大量生產(chǎn)或重要鑄件的生產(chǎn)⑦在完成鑄造工藝圖的基礎(chǔ)上，畫出鑄件圖

鑄型裝配圖

表示出澆注位置，型芯數(shù)量、固定和下芯順序，澆冒口和冷鐵布置，砂箱結(jié)構(gòu)和尺寸大小等是生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、檢驗(yàn)、工藝調(diào)整的依據(jù)適用于成批、大量生產(chǎn)的重要件，單件的重型鑄件⑧通常在完成砂箱設(shè)計(jì)后畫出

鑄造工藝卡片

說明造型、造芯、澆注、打箱、清理等工藝操作過程及要求

是生產(chǎn)管理的重要依據(jù)根據(jù)批量大小填寫必要條件⑨綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容第33頁,共42頁，2024年2月25日，星期天

實(shí)例分析：

以C6140車床進(jìn)給箱體為例分析毛坯的鑄造工藝方案如下：質(zhì)量約35Kg。車床進(jìn)給箱體零件圖

第34頁,共42頁，2024年2月25日，星期天該零件沒有特殊質(zhì)量要求的表面，僅要求盡量保證基準(zhǔn)面D不得有明顯鑄造缺陷，以便進(jìn)行定位。材料：灰鑄鐵HT150，勿需考慮補(bǔ)縮。在制訂鑄造工藝方案時(shí)，主要應(yīng)著眼于工藝上的簡(jiǎn)化。第35頁,共42頁，2024年2月25日，星期天1.分型面三個(gè)方案供選擇：方案I：分型面在軸孔的中心線上。方案II：從基準(zhǔn)面D分型，鑄件絕大部分位于下型。方案III：從B面分型，鑄件全部置于下型。第36頁,共42頁，2024年2月25日，星期天方案I：凸臺(tái)A因距分型面較近，又處于上型，若采用活塊，型砂易脫落，故只能用型芯來形成，槽C可用型芯或活塊制出。主要優(yōu)點(diǎn)：適于鑄出軸孔，鑄后軸孔的飛邊少，便于清理。同時(shí)，下芯頭尺寸較大，型芯穩(wěn)定性好，不容易產(chǎn)生偏芯。主要缺點(diǎn)：基準(zhǔn)面D朝上，使該面較易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷，且型芯的數(shù)量較多。

第37頁,共42頁，2024年2月25日，星期天方案II：凸臺(tái)A不妨礙起模，但凸臺(tái)E和槽C妨礙起模，也需采用活塊或型芯來克服。它的缺點(diǎn)除基準(zhǔn)面朝上外，其軸孔難以直接鑄出。軸孔若擬鑄出，因無法制出型芯頭，必須加大型芯與型壁的間隙，致使飛邊清理困難。第38頁,共42頁，2024年2月25日，星期天方案III：優(yōu)點(diǎn)是鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷；基準(zhǔn)面朝下，其質(zhì)量容易保證；同時(shí)，鑄件最薄處在鑄型下部，金屬液易于充滿鑄型。缺點(diǎn)是凸臺(tái)E、A和槽C都需采用活塊或型芯，而內(nèi)腔型芯上大下小穩(wěn)定性差；若擬鑄出軸孔，其缺點(diǎn)與方案II相同。第39頁,共42頁，2024年2月25日，星期天大批量生產(chǎn)，為減少切削加工工作量，九個(gè)軸孔需要鑄出。此時(shí)，為了使下芯、合箱及鑄件的清理簡(jiǎn)便