材料成型第4章_鑄造工藝設(shè)計(jì)1

1、第4章 鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝圖上的工藝符號(hào)見書末插頁表鑄造工藝圖上的工藝符號(hào)見書末插頁表4-14-1 澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)和冒口和冒口5 設(shè)設(shè)點(diǎn)點(diǎn)要要計(jì)計(jì)工藝參數(shù)工藝參數(shù)的確定的確定鑄造工藝鑄造工藝圖的繪制圖的繪制鑄造工藝鑄造工藝 方案的確定方案的確定 鑄造工藝設(shè)計(jì)包括：鑄造工藝設(shè)計(jì)包括：選擇鑄造方法或造型方法選擇鑄造方法或造型方法鑄件的澆注位置和分型面位置，型芯和芯頭結(jié)構(gòu)；鑄件的澆注位置和分型面位置，型芯和芯頭結(jié)構(gòu)；加工余量、收縮率和拔模斜度等工藝參數(shù)；加工余量、收縮率和拔模斜度等工藝參數(shù)；澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵的布置等；澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵的布置等；將所確定的工藝方案用文字和鑄造工藝符號(hào)在零件將

2、所確定的工藝方案用文字和鑄造工藝符號(hào)在零件圖上表示出來，繪制鑄造工藝圖。圖上表示出來，繪制鑄造工藝圖。一、 澆注位置及分形面的選擇l 澆注位置澆注位置：澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置；澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的空間位置；可采用：可采用：立澆、臥澆、斜澆等澆注位置。立澆、臥澆、斜澆等澆注位置。l 分分 型型 面：面：是指兩半鑄型（上、下型）或多個(gè)鑄型是指兩半鑄型（上、下型）或多個(gè)鑄型（多箱造型）相互接觸、配合的表面。（多箱造型）相互接觸、配合的表面。分型面是在造型時(shí)分型面是在造型時(shí)上下兩箱接觸的面。而分模面是模具在此分開的兩個(gè)面，很多分型面和分模面上下兩箱接觸的面。而分模面是模具在此分開的兩個(gè)面

3、，很多分型面和分模面是一致的，也有些不一致是一致的，也有些不一致 鑄件的造型位置由分型面決定，而鑄件的澆注位鑄件的造型位置由分型面決定，而鑄件的澆注位置與造型位置通常是一致的。置與造型位置通常是一致的。 澆注位置澆注位置和和分型面分型面對(duì)對(duì)鑄件質(zhì)量鑄件質(zhì)量及及鑄造工藝鑄造工藝都有很都有很大影響。大影響。選擇原則：選擇原則：著眼于控制鑄件的凝固順序著眼于控制鑄件的凝固順序 估計(jì)到鑄件發(fā)生缺陷的可能估計(jì)到鑄件發(fā)生缺陷的可能1.澆注位置的選擇原則鉗工平板鉗工平板因?yàn)殍T件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組因?yàn)殍T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。如果這些加工面難以朝

4、下，則應(yīng)盡織也不如下表面致密。如果這些加工面難以朝下，則應(yīng)盡力使其位于側(cè)面。當(dāng)鑄件的重要加工面有數(shù)個(gè)時(shí)，則應(yīng)將力使其位于側(cè)面。當(dāng)鑄件的重要加工面有數(shù)個(gè)時(shí)，則應(yīng)將較大的平面朝下。較大的平面朝下。 (1) (1) 鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或位于鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或位于側(cè)面，避免砂眼、氣孔和夾渣側(cè)面，避免砂眼、氣孔和夾渣 上上下下車床床身鑄件的澆注位置方案由于床身導(dǎo)軌面是關(guān)鍵表面，不容許有明顯的表面缺陷，而由于床身導(dǎo)軌面是關(guān)鍵表面，不容許有明顯的表面缺陷，而且要求組織致密，因此通常都將導(dǎo)軌面朝下澆注。且要求組織致密，因此通常都將導(dǎo)軌面朝下澆注。卷揚(yáng)筒的澆注位置方案 因?yàn)橐驗(yàn)?/p>

5、卷揚(yáng)筒的圓周表面質(zhì)量要求高，不允許存有卷揚(yáng)筒的圓周表面質(zhì)量要求高，不允許存有明顯的鑄造缺陷明顯的鑄造缺陷。若采用若采用臥鑄臥鑄，圓周的，圓周的朝上表面朝上表面的質(zhì)量難以保證；的質(zhì)量難以保證；若采用若采用立鑄立鑄，由于全部，由于全部圓周表面圓周表面均處于側(cè)立位置，其均處于側(cè)立位置，其質(zhì)量均勻一致，較易獲得合格鑄件。質(zhì)量均勻一致，較易獲得合格鑄件。(2)鑄件的大平面應(yīng)朝下，減少輻射防開裂夾渣。 鑄件的大平面若朝上，容易產(chǎn)生夾砂缺陷。鑄件的大平面若朝上，容易產(chǎn)生夾砂缺陷。 這是由于在澆注過程中這是由于在澆注過程中金屬液對(duì)型腔上表面有強(qiáng)金屬液對(duì)型腔上表面有強(qiáng)烈的熱輻射烈的熱輻射，型砂因急劇熱膨脹和強(qiáng)度

6、下降而，型砂因急劇熱膨脹和強(qiáng)度下降而拱起或開裂拱起或開裂，于是鑄件表面形成夾砂缺陷。，于是鑄件表面形成夾砂缺陷。因此，平板、圓盤類鑄件的大平面應(yīng)朝下。因此，平板、圓盤類鑄件的大平面應(yīng)朝下。圖圖4-2a 大平面朝上引起夾渣缺陷大平面朝上引起夾渣缺陷 (3)面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置，防止產(chǎn)生澆不足冷隔。 為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置。圖為油盤鑄件的合理澆注位于垂直或傾斜位置。圖為油盤鑄件的合理澆注位置。置。圖圖4-2b

7、 大面積薄壁鑄件澆注位置大面積薄壁鑄件澆注位置(4)對(duì)于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使厚的部分放在鑄型的上部或側(cè)面，以便在鑄件厚壁處直接安置冒口，使之實(shí)現(xiàn)自下而上的定向凝固 鑄鋼卷揚(yáng)筒，澆注時(shí)厚端放在上部是合理的；鑄鋼卷揚(yáng)筒，澆注時(shí)厚端放在上部是合理的； 反之，若厚端放在下部，則難以補(bǔ)縮。反之，若厚端放在下部，則難以補(bǔ)縮。2323圖4-2-1 有熱節(jié)的澆注位置 (5).芯子數(shù)量力求少， 砂垛代芯省又好。2. 分型面的選擇原則 分型面分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。是指兩半鑄型相互接觸的表面。 除了消失模鑄造外，都要選擇分型面。除了消失模鑄造外，都要選擇分型面。 一般說來，分型面在確定澆注位置后再選

8、擇。一般說來，分型面在確定澆注位置后再選擇。但是，分析各種分型面的利、弊之后，可能再次調(diào)但是，分析各種分型面的利、弊之后，可能再次調(diào)整澆注位置。整澆注位置。 在生產(chǎn)中在生產(chǎn)中澆注位置澆注位置和和分型面有時(shí)是同時(shí)確定的。分型面有時(shí)是同時(shí)確定的。 分型面的選擇分型面的選擇在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量、在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率。成本和生產(chǎn)率。 分型面的選擇分型面的選擇要在保證要在保證鑄件質(zhì)量的前提下鑄件質(zhì)量的前提下，盡量，盡量簡化工藝，節(jié)省人力物力簡化工藝，節(jié)省人力物力。（1 1）便于起模，使造型工藝簡化。）便于起模，使造型工藝簡化。1 1）分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處；）分型面應(yīng)

9、選在鑄件的最大截面處；2）分型面應(yīng)盡量平直）分型面應(yīng)盡量平直平直分型面平直分型面可采用簡便的分可采用簡便的分模造型。模造型。大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)單件小批時(shí)：耐用單件小批時(shí)：耐用彎曲分型面彎曲分型面 則需采用挖砂或則需采用挖砂或假箱造型。假箱造型。起重臂分型面的選擇。起重臂分型面的選擇。2828圖2-21_2 盡量使用平直分型面3) 避免活塊和型芯支架分型方案支架分型方案l 按圖中按圖中方案方案，凸臺(tái)必，凸臺(tái)必須須采用四個(gè)活塊采用四個(gè)活塊方可制方可制出，而下部兩個(gè)活塊的出，而下部兩個(gè)活塊的部位甚深，部位甚深，取出困難取出困難。l 當(dāng)當(dāng)改用方案改用方案時(shí)時(shí)，可省，可省去活塊，僅在去活塊，僅在A處稍

10、加處稍加挖砂挖砂即可。即可。 圖4-4 角架鑄件的分型方案b) 機(jī)器造型機(jī)器造型選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量避免不必要的型芯。p 若按圖中方案若按圖中方案1分開模造型，其上、下內(nèi)腔均需采用型芯。分開模造型，其上、下內(nèi)腔均需采用型芯。p 圖中方案圖中方案，采用整模造型，則上、下內(nèi)腔均可由砂垛形成，采用整模造型，則上、下內(nèi)腔均可由砂垛形成，省掉了型芯。省掉了型芯。l制造型芯需要專門的芯盒、芯骨，還需烘干及下芯制造型芯需要專門的芯盒、芯骨，還需烘干及下芯等工序，等工序，增加了鑄件成本增加了鑄件成本。 多一個(gè)分型面多一份誤差，使精度下降；多一個(gè)分型面多一份誤差，使精度下降； 分型面多，造型工時(shí)多，生產(chǎn)率下降；分

11、型面多，造型工時(shí)多，生產(chǎn)率下降； 機(jī)器造型只能兩箱造型，機(jī)器造型只能兩箱造型，分型面多，不能進(jìn)行大分型面多，不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。24244）盡量減少分型面，并盡量做到只有一個(gè)分型面）盡量減少分型面，并盡量做到只有一個(gè)分型面 雙聯(lián)齒輪毛坯的造型方案應(yīng)盡量使鑄型只有一個(gè)分型面，以便采用工藝簡便的兩箱造型四箱三箱兩箱圖4-3 三通鑄件的澆注位置和分型面床身鑄件，其床身鑄件，其頂部平面為加工基準(zhǔn)面頂部平面為加工基準(zhǔn)面。l圖中方案圖中方案a在妨礙起模的凸臺(tái)處增加了外部型芯，因采用整模造型使加工在妨礙起模的凸臺(tái)處增加了外部型芯，因采用整模造型使加工面和基準(zhǔn)面在同一砂箱內(nèi)，鑄件精度高，是大批量生產(chǎn)

12、時(shí)的合理方案。面和基準(zhǔn)面在同一砂箱內(nèi)，鑄件精度高，是大批量生產(chǎn)時(shí)的合理方案。l若采用方案若采用方案b，鑄件若產(chǎn)生錯(cuò)型將影響鑄件精度，但在單件、小批生產(chǎn)條，鑄件若產(chǎn)生錯(cuò)型將影響鑄件精度，但在單件、小批生產(chǎn)條件下，鑄件的尺寸偏差在一定范圍內(nèi)可用劃線來矯正，故在相應(yīng)條件下方件下，鑄件的尺寸偏差在一定范圍內(nèi)可用劃線來矯正，故在相應(yīng)條件下方案案b仍可采用。仍可采用。（2）盡量使鑄件重要加工面或大部分加工面、加工基準(zhǔn)面放在一個(gè)砂型內(nèi)，減少錯(cuò)箱、披縫和毛刺，提高鑄件精度。2525方案方案1 1要考慮采用活塊造型或加外型芯才能鑄造；要考慮采用活塊造型或加外型芯才能鑄造；方案方案2 2則省去了活塊造型或加外型芯

13、。則省去了活塊造型或加外型芯。2626使鑄件全部或大部分放在同一砂型使鑄件全部或大部分放在同一砂型不合理不合理合理合理盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分 加工面在同一砂型內(nèi)加工面在同一砂型內(nèi) 盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分 加工面在同一砂型內(nèi)加工面在同一砂型內(nèi) 2727圖2-21_1 盡量使型腔及主要型芯位于下型（3）使型腔和主要型芯位于下箱）使型腔和主要型芯位于下箱，以，以便于造型便于造型、下下芯、合型和檢查型腔尺寸芯、合型和檢查型腔尺寸。 簡簡化工化工藝藝 便于合箱便于合箱抓住主要矛盾、全面考慮 上述諸原則，對(duì)于具體鑄件來說多難以全面滿足，有時(shí)上述諸原則，對(duì)于具體鑄件來說多難以全面滿足，有時(shí)甚至互相矛盾。甚至互相矛盾。例如，例如，l 質(zhì)量要求很高的鑄件質(zhì)量要求很高的鑄件(如機(jī)床床身、立柱、鉗工平板、造紙如機(jī)床床身、立柱、鉗工平板、造紙烘缸等烘缸等)，應(yīng)在滿足澆注位置要求的前提下考慮造型工藝的應(yīng)在滿足澆注位置要求的前提下考慮造型工藝的簡化。簡化。l 沒有特殊質(zhì)量要求的一般鑄件，則以簡化工藝、提高經(jīng)濟(jì)沒有特殊質(zhì)量要求的一般鑄件，則以簡化工藝、提高經(jīng)濟(jì)效益為主要依據(jù)，不必過多