砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)

砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三概述一、鑄造工藝設(shè)計(jì)的概念

根據(jù)零件圖及其相關(guān)要求，編制出一個(gè)鑄件生產(chǎn)工藝過(guò)程的技術(shù)文件就是鑄造工藝設(shè)計(jì)。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)的基礎(chǔ)上，以圖形、文字和表格的形式對(duì)鑄件的生產(chǎn)工藝過(guò)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(jì)劃的依據(jù)。第二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容鑄造工藝設(shè)計(jì)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(gè)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(jì)的內(nèi)容也不同。對(duì)于不太重要的單件小批量生產(chǎn)的鑄件，鑄造工藝設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。一般選用手工造型，只限于繪制鑄造工藝圖和填寫(xiě)有關(guān)工藝卡，即可投入生產(chǎn)對(duì)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(xiě)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(yàn)樣板及量具圖等。第三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般步驟1.對(duì)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(xiě)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第四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、鑄造工藝方案

概括說(shuō)明鑄造生產(chǎn)的基本過(guò)程和方法的工藝文獻(xiàn)，包括造型和造芯方法、鑄型種類(lèi)、澆注位置和分型面的確定等。第五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三澆注位置：澆注時(shí)鑄件在砂型中所處的空間位置。分型面：鑄型組員間的結(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第六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

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(guò)程中，高溫的液態(tài)金屬對(duì)型腔上表面有強(qiáng)烈的熱輻射，型砂因急劇膨脹和強(qiáng)度下降而拱起或開(kāi)裂。拱起處或裂口浸入金屬液中，形成夾砂缺陷。同時(shí)鑄件的大平面朝下，也有利于排氣，減小金屬液對(duì)鑄型的沖刷力。第八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.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(qiáng)，提高金屬液的流動(dòng)性，防止薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷。第十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.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)面原因：便于安放冒口，實(shí)現(xiàn)定向凝固，進(jìn)行補(bǔ)縮。第十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、鑄型分型面的選擇原則：在保證質(zhì)量的前提下，盡量簡(jiǎn)化工藝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順利取出第十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.應(yīng)使造型工藝簡(jiǎn)化★應(yīng)盡量使分型面平直，以簡(jiǎn)化模具制造及造型工藝，避免挖砂造型

第十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三★盡可能減少鑄件的分型面，盡量做到只有一個(gè)分型面第十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三★應(yīng)使型芯和活塊數(shù)量盡量減少。第十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三3.應(yīng)使鑄件全部或大部放在同一砂箱。第十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三4.應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、合型及檢驗(yàn)。第十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三下上上下②①第十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第二節(jié)鑄造工藝參數(shù)的確定一、機(jī)械加工余量和最小鑄孔

灰鑄鐵的機(jī)械加工余量注：加工余量數(shù)值中下限用于大批大量生產(chǎn)，上限用于單件小批生產(chǎn)鑄件最大尺寸(㎜)澆注時(shí)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第十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三生產(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最小鑄孔注：對(duì)于零件上不要求加工的孔槽，無(wú)論大小均應(yīng)鑄出第二十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、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留有斜度。 第二十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三起模斜度的形式第二十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、鑄造圓角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)生沖砂及裂紋等缺陷。圓角半徑一般為相交兩壁平均厚度的1/3～1/2第二十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、收縮率鑄件由于凝固、冷卻后的體積收縮，其各部分尺寸均小于模樣尺寸。為保證鑄件尺寸要求，需在模樣(芯盒)上加大一個(gè)收縮的尺寸。加大的這部分尺寸稱收縮量，一般根據(jù)鑄造收縮率來(lái)定。鑄造收縮率定義如下：

K＝[(L模－L件)/L件]×100%式中：K為鑄造收縮率；L模為模樣尺寸；L件為鑄件尺寸。鑄造收縮率主要取決于合金的種類(lèi)，同時(shí)與鑄件的結(jié)構(gòu)、大小、壁厚及收縮時(shí)受阻礙情況有關(guān)。對(duì)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，使某些部位偏移，影響切削加工和裝配。通常灰鑄鐵為0.7～1.0%，鑄造碳鋼為1.3～2.0%，鋁硅合金為0.8～1.2%，錫青銅為1.2～1.4%。第二十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

第三節(jié)砂芯設(shè)計(jì)一、型芯的作用形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。第二十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三二.型芯的數(shù)量及分塊★型芯的數(shù)量取決于鑄件的形狀★大型復(fù)雜型芯根據(jù)需要分塊制作三.型芯的形式常用的型芯有水平型芯、垂直型芯、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)閮上湓煨停┑攘N。第二十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第二十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三四、型芯的技術(shù)要求第二十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三五、型芯的制作第三十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第三十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三六、型芯頭及芯座型芯頭的作用：對(duì)型芯起固定、定位、排氣作用。

第三十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第四節(jié)澆注系統(tǒng)和冒口一、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。

1.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。58目錄澆注系統(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。

第三十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三澆注系統(tǒng)的組成第三十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三(1)外澆口其作用是容納注入的金屬液并緩解液態(tài)金屬對(duì)砂型的沖擊。小型鑄件通常為漏斗狀(稱澆口杯)，較大型鑄件為盆狀(稱澆口盆)。(2)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)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(kāi)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。(4)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向和速度，以及調(diào)節(jié)鑄件各部分的冷卻速度。

第三十五頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三澆注系統(tǒng)的類(lèi)型很多，根據(jù)金屬的種類(lèi)和鑄件的形狀及內(nèi)澆道在鑄件上開(kāi)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(lèi)型。（1）頂注式澆注系統(tǒng)2.澆注系統(tǒng)的類(lèi)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增，因而補(bǔ)縮作用好、簡(jiǎn)單易做、節(jié)省金屬材料。缺點(diǎn)是對(duì)鑄型沖擊較大，有可能造成沖砂和飛濺，而且會(huì)加劇金屬的氧化。所以這類(lèi)澆注系統(tǒng)多用于重量輕，高度低和形狀簡(jiǎn)單的鑄件。60目錄第三十六頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

頂注式澆注系統(tǒng)第三十七頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）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)是從鑄件底部(下端面)注入型腔的。

底注式澆注系統(tǒng)61目錄第三十八頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

這類(lèi)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，適宜于大、中型的鑄件。對(duì)易于氧化的合金，如鋁、鎂合金和某些銅合金也較適宜。這類(lèi)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)雜薄壁鑄件的充型。第三十九頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三（3）中間注入式澆注系統(tǒng)

中注式澆注系統(tǒng)62目錄第四十頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三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，又使溫度的分布較為均勻，內(nèi)澆道處在分型面上，便于開(kāi)設(shè)和選擇部位。因此，這種澆注系統(tǒng)的應(yīng)用很廣。第四十一頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三（4）階梯注入式澆注系統(tǒng)

階梯注入式澆注系統(tǒng)63第四十二頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三

階梯注入式澆注系統(tǒng)亦稱階梯式澆注系統(tǒng)，是在鑄件高度上設(shè)二層或二層以上的內(nèi)澆道，它兼?zhèn)淞隧斪⑹?、底注式和中間注入式澆注系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。第四十三頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三冒口是在鑄型中設(shè)置的一個(gè)儲(chǔ)存金屬液的空腔。

冒口普通冒口特種冒口明冒口暗冒口保溫冒口發(fā)熱冒口大氣壓力冒口易割冒口二、冒口第四十四頁(yè)，共五十頁(yè)，編輯于2023年，星期三第五節(jié)鑄造工藝圖實(shí)例鑄造工藝圖是鑄造過(guò)程最基本和最重要的工藝文件之一，它對(duì)模樣的制造、工藝裝備的準(zhǔn)備、造型造芯、型砂烘干、合型澆注、落砂清理及技術(shù)檢驗(yàn)等都起著指導(dǎo)和依據(jù)的作用?！镨T造工藝圖有彩色圖和墨線圖兩種★彩色圖是利用紅、藍(lán)兩色鉛筆，將各種簡(jiǎn)明的工藝符號(hào)標(biāo)注在產(chǎn)品零件圖上。鑄造工藝圖包括的內(nèi)容：(1)分型面和分模面。(2)澆注位置、澆冒口的位置、形狀、尺寸和數(shù)量。(3)工藝參數(shù)。(4)型芯的形狀、位置和數(shù)目，型芯頭的定位和安裝方法。(5)冷鐵的形狀、位置、尺