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1、鑄造工藝工裝設(shè)計 (工藝方案制定)材 料 學(xué) 院 教 學(xué) 實 驗 中 心 田 竟 ， 肖 樹 龍 材 料 成 型 綜 合 實 驗 實 驗 二 砂 型 鑄 造 工 藝 及 工 裝 設(shè) 計 .聯(lián) 合 編 寫 組 .北 京 出版 社 ， 1980年 鑄 造 手 冊 .第 五 卷 鑄 造 工 藝 .中 國 機 械 工 程 學(xué)會 鑄 造 專 業(yè) 學(xué) 會 .機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1994年 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 基 礎(chǔ) .李 魁 盛 編 .河 北 工 業(yè) 出 版 社， 1986年 鑄 造 工 藝 課 程 設(shè) 計 手 冊 .葉 榮 茂 等 編 .哈 工 大 出版 社 ， 1989年 鑄 造 工

2、藝 裝 備 設(shè) 計 手 冊 .編 寫 組主要參考資料 鑄造工藝過程 鑄 造 是 將 金 屬 材 料 由 液 態(tài) 直 接 成 形 的一 種 通 用 方 法 ， 即 將 熔 融 金 屬 澆 注 到 型 腔內(nèi) ， 凝 固 后 得 到 一 定 形 狀 的 鑄 件 。 鑄 造 的 特 點 是 金 屬 一 次 成 形 ， 可 用 于各 種 成 分 、 形 狀 和 重 量 的 構(gòu) 件 （ 如 重 達875公 斤 的 河 南 安 陽 商 代 遺 址 出 土 的 司 母戊 鼎 就 是 銅 鑄 件 ） ， 成 本 低 廉 ， 能 經(jīng) 濟 地制 造 出 內(nèi) 腔 形 狀 復(fù) 雜 的 零 件 。 n將 熔 融 的 金

3、屬 液 澆 注 入 鑄 型 內(nèi) ， 待 冷 卻 凝 固 后 獲 得 所 需 形 狀 和 性 能 的 毛 坯 或 零 件 的 工 藝 過 程 稱 為 鑄 造 。 n與 其 它 金 屬 加 工 方 法 相 比 ， 鑄 造 具 有 如 下 優(yōu) 點 ：（ 1） 原 材 料 來 源 廣 。 （ 2） 生 產(chǎn) 成 本 低 。 （ 3） 鑄 件 形狀 與 零 件 接 近 ， 尺 寸 不 受 限 制 。 因 此 ， 鑄 造 在 機 器 制造 業(yè) 中 應(yīng) 用 極 其 廣 泛 。 但 鑄 造 生 產(chǎn) 目 前 還 存 在 著 若 干 問 題 ， 如 鑄 件 內(nèi) 部組 織 粗 大 ， 常 有 縮 松 、 氣 孔 等

4、鑄 造 缺 陷 ， 導(dǎo) 致 鑄 件 力學(xué) 性 能 不 如 鍛 件 高 。 鑄 造 工 序 多 ， 而 且 一 些 工 藝 過 程還 難 以 精 確 控 制 ， 使 得 鑄 件 質(zhì) 量 不 夠 穩(wěn) 定 ， 廢 品 率 高 。 鑄造工藝過程的特點 鑄造工藝過程中 國 古 代 鑄 造 技 術(shù) 史 是 中 華 五 千 年文 明 史 的 重 要 組 成 部 分 。從 商 周 到 春 秋 ,中 國 古 代 先 民 們 相繼 發(fā) 明 冶 銅 、 冶 鐵 和 獨 特 的 鑄 造 技 術(shù) ,鑄 就 禮 器 、 農(nóng) 具 、 工 具 、 兵 器 等 大 批 器物 ,促 進 生 產(chǎn) 力 的 發(fā) 展 ,為 華 夏 文

5、明 奠 定了 物 質(zhì) 基 礎(chǔ) 。 司 母 戊 鼎 （ 商 代 ） 875公 斤 曾侯乙編鐘，共65枚，總重2500公斤，被譽為世界第八奇跡 鑄造工藝過程 鑄造工藝過程 鑄造工藝過程 鑄造工藝過程 鑄造工藝過程 鑄造工藝方法砂 型 鑄 造 （ 消 失 模 鑄 造 ）熔 模 精 密 鑄 造陶 瓷 型 鑄 造金 屬 型 鑄 造壓 力 鑄 造擠 壓 鑄 造低 （ 差 ） 壓 鑄 造離 心 鑄 造連 續(xù) 鑄 造 真 空 吸 鑄 用 型 砂 緊 實 成 型 的 鑄 造 方 法 稱 為 砂 型 鑄造 。 砂 型 鑄 造 是 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 鑄 造 方 法 ，其 主 要 工 序 包 括 ： 制

6、 造 模 樣 ， 制 備 造 型 材 料 、造 型 、 造 芯 、 合 型 、 熔 煉 、 澆 注 、 落 砂 、 清理 與 檢 驗 等 。砂型鑄造工藝過程 n鑄 型 ： 用 型 砂 、 金 屬 或 其 他 耐 火 材 料 制 成 ；包 括 形 成 鑄 件 形 狀 的 空 腔 、 型 芯 和 澆 冒 系 統(tǒng) 的組 合 整 體 。n型 腔 ： 鑄 型 中 造 型 材 料 所 包 圍 的 空 腔 部 分 。n鑄 件 ： 用 鑄 造 方 法 制 成 的 金 屬 件 ， 一 般 作毛 坯 用 。n分 型 面 ： 鑄 型 組 元 間 的 接 合 面 。n分 模 面 ： 模 樣 組 元 間 的 接 合 面

7、 ?；?本 術(shù) 語 n模 樣 ： 由 木 材 、 金 屬 或 其 他 材 料 制 成 ，用 來 形 成 鑄 型 型 腔 的 工 藝 裝 備 。n零 件 ： 鑄 件 經(jīng) 切 削 加 工 制 成 的 金 屬 件 。n砂 芯 ： 為 獲 得 鑄 件 的 內(nèi) 孔 或 局 部 外 形 ，用 芯 砂 或 其 他 材 料 制 成 的 ， 安 放 在 型 腔 內(nèi)部 的 鑄 型 組 元 。n芯 盒 ： 制 造 砂 芯 或 其 他 耐 火 材 料 所 用的 裝 備 。 基 本 術(shù) 語 砂型鑄造工藝過程 填砂 進 氣升起 排 氣 落下 撞擊 震 擊 氣缸 升 起 壓實 抬 起 6DL缸 體 模 具 上 模 樣 大

8、宇 排 氣 管 造 型 線 模 具 捷 達 缸 體 上 模 樣 捷 達 缸 體 下 模 板 砂 型 鑄 造 工 藝 流 程 圖 砂型鑄造工藝過程 鑄 造 工 藝 過 程 主 要 包 括 ： 模 具 設(shè) 計 制 造 、金 屬 熔 煉 、 鑄 型 制 造 、 澆 注 凝 固 和 落 砂清 理 等 。 砂 型 鑄 造 生 產(chǎn) 過 程 包 括 以 下 步 驟 ：繪 制 零 件 鑄 造 工 藝 圖 制 造 模 樣和 芯 盒 造 型 和 造 芯 下 芯 、 合箱 澆 注 落 砂 清 理 質(zhì) 量檢 驗 獲 得 合 格 鑄 件 。 砂型鑄造工藝過程 砂 型 鑄 造 生 產(chǎn) 線 迪 砂 水 平 造 型 線 1.

9、通 過 設(shè) 計 這 一 實 踐 性 教 學(xué) 環(huán) 節(jié) ， 培 養(yǎng) 獨 立 思 考， 了 解 鑄 造 工 藝 與 工 藝 設(shè) 備 的 設(shè) 計 方 法 及 設(shè) 計 能 力； 2.學(xué) 會 液 態(tài) 成 型 工 藝 設(shè) 計 及 工 裝 模 具 設(shè) 計 的 全 過程 ；3.通 過 所 學(xué) 專 業(yè) 知 識 ， 提 高 運 算 、 設(shè) 計 繪 圖 能 力及 查 閱 技 術(shù) 資 料 的 技 能 ； 培 養(yǎng) 學(xué) 生 分 析 、 初 步 解 決液 態(tài) 成 型 工 藝 問 題 的 能 力 ；4.為 從 事 工 程 工 作 打 下 良 好 的 基 礎(chǔ) 。教學(xué)目的及基本要求 (1)讀 圖 ；(2)完 成 液 態(tài) 成 型 工

10、 藝 分 析 以 及 幾 種 成 型 工藝 方 案 的 比 較 和 論 證 ； 選 取 最 佳 工 藝 方 案 ；(3)設(shè) 計 計 算 澆 注 系 統(tǒng) 、 確 定 工 藝 參 數(shù) 、 繪制 液 態(tài) 成 型 工 藝 圖 （ 包 括 正 視 圖 、 俯 視 圖 、側(cè) 視 圖 、 技 術(shù) 要 求 等 ） ；學(xué)生設(shè)計內(nèi)容 在 生 產(chǎn) 鑄 件 之 前 ， 編 制 出 控 制 該 鑄 件 生 產(chǎn) 工 藝 的 技術(shù) 文 件 。 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 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 ， 它 們 是 生 產(chǎn) 的 指 導(dǎo)性 文 件

11、 ， 也 是 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 、 管 理 和 鑄 件 驗 收 的 依 據(jù) 。 因 此 ，鑄 造 工 藝 設(shè) 計 的 好 壞 ， 對 鑄 件 的 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 率 及 成 本 起著 決 定 性 的 作 用 。 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 訂 得 細 致 ， 內(nèi) 容 涉 及 較 多 。 單 件 、小 批 生 產(chǎn) 的 一 般 性 產(chǎn) 品 ， 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 內(nèi) 容 可 以 簡 化 。在 最 簡 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

12、 內(nèi) 容 和 一 般 程 序 砂型鑄造工藝設(shè)計內(nèi)容 設(shè) 計 依 據(jù)1、 生 產(chǎn) 任 務(wù) （ 1） 鑄 造 零 件 圖 （ 2） 零 件 的 技 術(shù) 要 求 （ 3） 產(chǎn) 品 數(shù) 量 和 生 產(chǎn) 期 限 2、 生 產(chǎn) 條 件 （ 1） 設(shè) 備 條 件 （ 2） 原 材 料 來 源 和 應(yīng) 用 情 況 （ 3） 工 人 的 技 術(shù) 水 平 和 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗 3、 考 慮 經(jīng) 濟 性 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 的 內(nèi) 容 和 一 般 程 序 產(chǎn) 品 零 件 的 技 術(shù) 條 件 和 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 分 析 選 擇 鑄 造 及 造 型 方 法 確 定 澆 注 位 置 和 分 型 面 選 用 工 藝

13、參 數(shù) 設(shè) 計 澆 冒 口 、 冷 鐵 和 鑄 肋 型 芯 設(shè) 計 鑄 造 工 藝 圖 設(shè) 計 程 序 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 的 內(nèi) 容 和 一 般 程 序 鑄 造 工 藝 圖 內(nèi) 容 :在 零 件 圖 上 用 規(guī) 定 的 紅 、 蘭 等 各 色符 號 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 行 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 和 驗 收 的

14、依 據(jù) .適 用 于 各 種批 量 的 生 產(chǎn) 鑄造工藝符號及表示方法 分 型 線 ： 用 細 實 線 表 示 ， 并 寫 出 “ 上 、 中 、 下 ”字 樣 。在 藍 圖 上 用 紅 色 線 繪 制 。 機 械 加 工 余 量 ： 在 藍 圖 上 用 紅 色 線 表 示 ， 在 加 工 符 號附 近 注 明 加 工 余 量 數(shù) 值 。 不 鑄 出 孔 或 槽 ： 不 鑄 出 孔 或 槽 在 鑄 件 圖 上 不 畫 出 ， 在藍 圖 上 用 紅 色 線 打 叉 。 冒 口 :用 細 實 線 表 示 (藍 圖 上 用 紅 色 線 繪 制 )。 出 氣 孔 ： 用 細 實 線 表 示 (藍 圖

15、上 用 紅 色 線 表 示 )， 注 明各 部 尺 寸 。 鑄造工藝符號及表示方法型 芯 ： 芯 頭 邊 界 用 細 實 線 表 示 (藍 圖 上 用 藍 色 線 表示 ) ， 型 芯 編 號 用 “ 1、 2、 3” 等 標(biāo) 注 。 用 藍 色 細實 線 表 示 芯 頭 斜 度 與 芯 頭 間 隙 ， 并 注 明 斜 度 及 間隙 數(shù) 值 。澆 注 系 統(tǒng) ： 用 細 實 線 表 示 （ 在 藍 圖 上 用 紅 色 線 繪制 ） ， 并 注 明 各 部 尺 寸 。 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 的 內(nèi) 容 和 一 般 程 序 鑄 件 圖 內(nèi) 容 :把 經(jīng) 過 鑄 造 工 藝 設(shè) 計 后 ， 改 變

16、 了零 件 形 狀 、 尺 寸 的 地 方 都 反 映 在 鑄 件 圖 上 . 是 鑄 件 驗 收 和 機 加 工 夾 具 設(shè) 計 的 依 據(jù) 。適 用 于 成 批 、 大 量 生 產(chǎn) 或 重 要 鑄 件 的 生 產(chǎn) .設(shè) 計 程 序 在 完 成 鑄 造 工 藝 圖 的 基 礎(chǔ) 上 ， 畫 出 鑄 件 圖 . 鑄 造 工 藝 方 案 的 內(nèi) 容2.工 藝 方 案的 確 定1.鑄 件 結(jié) 構(gòu)工 藝 性 分 析 4 .型 芯 設(shè) 計3.工 藝 參 數(shù)確 定 6.出 氣 冒 口補 縮 冒 口5.澆 注 系 統(tǒng)設(shè) 計 8.繪 制鑄 件 圖7.繪 制 鑄 造工 藝 圖 工 藝 方 案 的 確 定鑄 造

17、方法 的 選擇 造 型 及造 芯 方 法的 選 擇 澆 注 位置的 選 擇 分 型 面 的選 擇 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié) 構(gòu) 除 滿 足 設(shè) 計 要 求 外 ， 同 時 應(yīng) 考 慮 到 加 工 制 造的 方 便 與 可 能 。 若 零 件 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 得 不 合 理 ， 往往 會 使 制 造 工 藝 復(fù) 雜 化 ， 甚 至 造 成 廢 品 。合 理 結(jié) 構(gòu) 鑄 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 ： 使 用 性 能 、 經(jīng) 濟 性 能 ：材 料 費 用 、 工 藝 性 能 。 鑄 件 結(jié) 構(gòu) 工 藝 性 能 好 ： 易 鑄 （ 造 型 簡 單 、 起 模 方 便 ） ； 無 缺 陷 （ 無 縮 孔 、 變

18、形 、 開 裂 ） ； 省 材 （ 無 冒 口 ） ； 生 產(chǎn) 率 高 （ 工 藝 簡 單 、 易 機 械 化 ） 。 外形設(shè)計 1、 盡 量 使 分 型 面 少 且 平2、 外 形 力 求 簡 單 、 平 直3、 避 免 活 塊 4、 結(jié) 構(gòu) 斜 度 外形設(shè)計避 免 外 部 側(cè) 凹 應(yīng) 使 鑄 件 具 有 最 少 的 分 型 面外形設(shè)計 應(yīng) 盡 量 使 分 型 面 平 直 外形設(shè)計 改 進 妨 礙 起 模 的 凸 臺 、 凸 緣 和 肋 條 的 結(jié) 構(gòu) 外形設(shè)計 鑄 件 要 有 結(jié) 構(gòu) 斜 度 外形設(shè)計 內(nèi)腔設(shè)計 制 芯 簡 單 ； 下 芯 容 易 ； 安 裝 穩(wěn) 固 ；排 氣 通 暢 ；

19、清 理 方 便 1、 盡 量 減 少 型 芯2、 型 芯 要 穩(wěn) 固 、 易 于 清 理 應(yīng) 使 鑄 件 盡 可 能 不 用 或 少 用 型 芯 內(nèi)腔設(shè)計 鑄 件 的 內(nèi) 腔 設(shè) 計 應(yīng) 使 型 芯 安 放 穩(wěn) 固 、 排 氣 容 易 、 清 砂 方 便內(nèi)腔設(shè)計 增 設(shè) 工 藝 孔 結(jié) 構(gòu) 內(nèi)腔設(shè)計 鑄 件 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 中 應(yīng) 避 免 封 閉 空 腔 內(nèi)腔設(shè)計 壁厚設(shè)計 1、 合 理 設(shè) 計 鑄 件 壁 厚2、 鑄 件 壁 厚 應(yīng) 盡 可 能 均 勻3、 注 意 鑄 件 壁 的 連 接 設(shè) 防 裂 筋 減 少 收 縮 阻 力 鑄 件 應(yīng) 有 合 理 的 壁 厚 鑄 件 的 壁 厚 應(yīng) 均

20、勻 壁厚設(shè)計 二、造型方法的選用 1、 手 工 造 型 2、 機 器 造 型（ 1） 緊 實 砂 型 的 方 法 （ a） 震 壓 緊 實 （ b） 拋 砂 緊 實 （ c） 高 壓 緊 實（ 2） 起 模 方 法 （ a） 頂 箱 起 模 （ b） 漏 模 起 模 （ c） 反 轉(zhuǎn) 起 模 造型 兩 箱 造 型 是 造 型 的 最 基 本 方 法 ， 鑄 型 由 成 對的 上 型 和 下 型 構(gòu) 成 ， 操 作 簡 單 。 適 用 于 各 種 生 產(chǎn)批 量 和 各 種 大 小 的 鑄 件 。造型 三 箱 造 型 的 鑄 型 由 上 、 中 、 下 三 型 構(gòu) 成 。 中 型 高度 需 與 鑄

21、 件 兩 個 分 型 面 的 間 距 相 適 應(yīng) 。 三 箱 造 型 操 作費 工 。 主 要 適 用 于 具 有 兩 個 分 型 面 的 單 件 、 小 批 生 產(chǎn)的 鑄 件 。造型 三 箱 造 型 整 模 造 型 的 模 樣 是 整 體 的 ， 分 型 面 是 平 面 ， 鑄 型 型 腔 全 部 在 半個 鑄 型 內(nèi) ， 其 造 型 簡 單 ， 鑄 件 不 會 產(chǎn) 生 錯 型 缺 陷 。 適 用 于 鑄 件最 大 截 面 在 一 端 ， 且 為 平 面 的 鑄 件 。造型整 模 造 型 整 模 造 型 分 模 造 型 是 將 模 樣 沿 最 大 截 面 處 分 成 兩 半 ， 型 腔 位

22、于 上 、 下 兩 個砂 箱 內(nèi) ， 造 型 簡 單 省 工 。 常 用 于 最 大 截 面 在 中 部 的 鑄 件 。造型分 模 造 型 分 模 造 型 鑄造工藝圖 1、澆注位置的選定指 澆 注 時 鑄 件 在 鑄 型 中 所 處 的 位 置 。澆 注 位 置 不 同 ， 鑄 件 質(zhì) 量 不 一 樣 ， 下 部質(zhì) 量 比 上 部 好 。 鑄 件 側(cè) 面 周 長 方 向 質(zhì) 量 均 勻 ， 原 因 ： 在 周 長 方 向 上 冷 卻 條 件 相 近 ， 同 時 凝 固 。 澆 注 位 置 以 文 字 標(biāo) 出 ： 上 下 或 上 中下 。 1、澆注位置的選定 根 據(jù) 對 合 金 凝 固 理 論

23、的 研 究 和 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗 ，確 定 澆 注 位 置 時 應(yīng) 考 慮 以 下 原 則 ：1 鑄 件 的 重 要 部 分 應(yīng) 盡 量 置 于 下 部 。2 重 要 加 工 面 應(yīng) 朝 下 或 呈 直 立 狀 態(tài) 。3. 使 鑄 件 的 大 平 面 朝 下 ， 避 免 夾 砂 結(jié) 疤 類缺 陷 。4 應(yīng) 保 證 鑄 件 能 充 滿 。 平 板 澆 注 時 的 位 置具 有 大 平 面 的 鑄 件 ， 應(yīng)將 鑄 件 的 大 平 面 朝 下 。 1、澆注位置的選定 具 有 大 平 面 的 鑄 件 正 確 的 澆 注 位 置 大 平 板 類 鑄 件 的 傾 斜 澆 注 1、澆注位置的選定 5 應(yīng) 有

24、 利 于 鑄 件 的 補 縮 。6. 避 免 用 吊 砂 、 吊 芯 或 懸 臂 式 砂 芯 ，便 于 下 芯 、 合 箱 及 檢 驗 。7. 應(yīng) 使 合 箱 位 置 、 澆 注 位 置 和 鑄 件冷 卻 位 置 相 一 致 這 樣 可 避 免 變 合 箱后 或 于 澆 注 后 再 次 翻 轉(zhuǎn) 鑄 型 。 此 外 ， 應(yīng) 注 意 澆 注 位 置 、 冷 卻位 置 與 生 產(chǎn) 批 量 密 切 相 關(guān) 。 分型面的選擇 分 型 面 是 指 兩 半 鑄 型 相 互 接 觸 的 表 面 。除 了 地 面 軟 床 造 型 、 明 澆 的 小 件 和 實 型 鑄造 法 以 外 ， 都 要 選 擇 分 型

25、面 。 分 型 面 一 般 在 確 定 澆 注 位 置 后 再 選 擇 。但 分 析 各 種 分 型 面 方 案 的 優(yōu) 劣 之 后 ， 可 能需 重 新 調(diào) 整 澆 注 位 置 。 生 產(chǎn) 中 ， 澆 注 位 置和 分 型 面 有 時 是 同 時 確 定 的 。 分 型 面 的 優(yōu)劣 ， 在 很 大 程 度 上 影 響 鑄 件 的 尺 寸 精 度 、成 本 和 生 產(chǎn) 率 。 應(yīng) 仔 細 地 分 析 、 對 比 ， 慎重 選 擇 。 分型面的選擇 分 型 面 的 選 擇 原 則 如 下 ： 1. 應(yīng) 使 鑄 件 全 部 或 大 部 分 置 于 同 一 半型 內(nèi) ； 2. 應(yīng) 盡 量 減 少

26、分 型 面 的 數(shù) 目 ； 分 型 面 數(shù) 目 少 ， 鑄 件 精 度 容 易 保 證 ， 且砂 箱 數(shù) 目 少 。 3. 分 型 面 盡 量 選 用 平 面 ； 平 直 分 型 面 可 簡 化 造 型 過 程 和 模 底 版 制造 ， 易 于 保 證 鑄 件 精 度 。 分型面的選擇4. 便 于 下 芯 、 合 箱 和 檢 查 型 腔 尺 寸 ；5. 不 使 砂 箱 過 高 ； 分 型 面 通 常 選 在 鑄 件 最 大 截 面 上 ， 以 使砂 箱 不 致 過 高 。6. 受 力 件 的 分 型 面 選 擇 不 應(yīng) 削 弱 鑄 件 結(jié) 構(gòu)強 度 ；7. 注 意 減 輕 鑄 件 清 理 和

27、機 械 加 工 量 。 圖 9 4 分 型 面 應(yīng) 選 在 最 大 截 面 處a) 不 正 確 b) 正 確 分型面的選擇 分型面的選擇 a) 不 合 理 b) 合 理 圖 9 5 分 型 面 的 位 置 應(yīng) 能 減 少 錯 型 、 飛 翅 分型面的選擇 a) 不 合 理 b) 合 理 圖 9 6 螺 栓 塞 頭 的 分 型 面應(yīng) 使 鑄 件 的 加 工 面 和 加 工 基 準(zhǔn) 面 處 于 同 一 砂 箱 中 。 a) 不 合 理 b) 合 理圖 9 7 分 型 面 數(shù) 目 的 確 定盡 量 減 少 分 型 面 的 數(shù) 目 ， 最 好 只 有 一 個 分 型 面 。分型面的選擇 a) 不 正

28、確 b) 正 確 圖 9-8 分 型 面 的 位 置 應(yīng) 能 避 免 披 縫分型面的選擇 零 件 圖 -三 通 分 型 面 的 確 定ac b設(shè) 定 坐 標(biāo) a abb c c三 種 方案 分 析 a a bb aa 分型面的選擇 分 型 面如 何 選 例 ： 零 件的 分 型 面方 案 分 析！AA 方 案 AB B方 案 B C C方 案 C 機 床 導(dǎo) 軌重 要 基 準(zhǔn)應(yīng) 朝 下凸 臺妨 礙 起 模增 加 外 芯 方 案 A方 案 B 上下易 產(chǎn) 生 錯 箱 。 可 用 于 單 件生 產(chǎn) 。 座 芯 側(cè) 支 芯 懸 臂 芯 吊 芯 蓋 芯型 芯 設(shè) 計 砂芯的設(shè)計 （ 1） 砂 芯 數(shù)

29、量 、 形 狀 、 模 樣 ；（ 2） 芯 盒 的 斜 度 、 芯 頭 結(jié) 構(gòu) 、 尺 寸及 下 芯 順 序 。 查 表 確 定 芯 頭 尺 寸 加 工 余量的 確 定 起 模斜度的 確定 鑄 造圓 角 分 型負 數(shù) 收 縮率 其 它參 數(shù)工 藝 參 數(shù) 的 確 定 Metal ShrinkagePercentGray Cast Iron 0.83-1.3White Cast Iron 2.1Ductile Cast Iron 0.83-1.0Malleable Cast Iron 0.78-1.0Aluminum Alloys 1.3 Magnesium Alloys 1.3 鑄造工藝參數(shù)(

30、1)鑄 件 的 線 收 縮 灰 鑄 鐵 鑄 鋼 鋁 硅 合 金 錫 青 銅 0.7-1% 1.3-2.0% 0.8-1.2% 1.2-1.4% （ 2） 機 加 工 余 量 與 最 小 鑄 出 孔 ： 造 型 方 式 ； 合 金 種 類 ； 鑄 件 尺 寸 ； 加 工面 與 基 準(zhǔn) 面 距 離 ； 澆 注 位 置 等 。 一 般 查 手 冊 ?；?鑄 鐵 加 工 余 量 表 1-6。 孔 處 理 ： 最 小 孔 直徑 和 經(jīng) 濟 性 原 則 。 在 鑄 件 上 為 切 削 加 工 而 加大 的 尺 寸 稱 為 機 械 加 工 余 量 。 加 工 余 量 必 須認 真 選 取 ， 余 量 過 大

31、 ， 切 削 加 工 費 工 ， 且 浪費 金 屬 材 料 ； 余 量 過 小 ， 制 品 會 因 殘 留 黑 皮而 報 廢 ， 或 者 ， 因 鑄 件 表 層 過 硬 而 加 速 刀具 磨 損 。 鑄造工藝參數(shù) 灰 口 鑄 鐵 的 加 工 余 量加 工 面 與 基 準(zhǔn) 面 的 距 離 （ mm） 鑄 件 最 大 尺寸 （ mm） 澆 注 時 的 位 置 50 50 120 120 260 260 500 500 800 800 1250 120 頂 面 底 面 、 側(cè) 面 3.5 4.52.5 3.5 4.0 4.53.0 3.5120 260 頂 面 底 面 、 側(cè) 面 4.0 5.03.

32、0 4.0 4.5 5.03.5 4.0 5.0 5.54.0 4.5260 500 頂 面 底 面 、 側(cè) 面 4.5 6.03.5 4.5 5.0 6.04.0 4.5 6.0 7.04.5 5.0 6.5 7.05.0 6.0500 800 頂 面 底 面 、 側(cè) 面 5.0 7.04.0 5.0 6.0 7.04.5 5.0 6.5 7.04.5 5.0 7.0 8.05.0 6.0 7.5 9.05.5 7.0800 1250 頂 面 底 面 、 側(cè) 面 6.0 7.04.0 5.5 7.0 7.55.0 5.5 7.0 8.05.0 6.0 7.5 8.05.5 6.0 8.0 9

33、.05.5 7.0 8.5 10.06.5 7.5 鑄造工藝參數(shù) 鑄 孔 及 鑄 槽 鑄 件 上 的 孔 和 槽 類 這 部 分 結(jié) 構(gòu) 是 否 鑄 出 ，取 決 于 工 藝 的 可 行 性 和 必 要 性 。 一 般 來 說 ， 尺 寸 較 小 的 孔 不 鑄 出 反 而 經(jīng)濟 。 設(shè) 計 時 查 手 冊 。鑄造工藝參數(shù)注 -零 件 圖 上 沒 有 要 求 加 工 的 孔 必 須 鑄 出 。 因 此 ， 設(shè) 計 時 必 須 注 意 這 類 孔 的 尺 寸不 可 太 小 ！ 鑄 件 毛 坯 的 最 小 鑄 出 孔 （ mm） 生 產(chǎn) 批 量 最 小 鑄 出 孔 的 直 徑 d 灰 鑄 鐵 件

34、鑄 鋼 件 大 量 生 產(chǎn) 12-15 成 批 生 產(chǎn) 15-30 30-50 單 件 、 小 批 量 生 產(chǎn) 30-50 50 鑄造工藝參數(shù) （ 3） 拔 模 斜 度 拔 模 斜 度 通 常 較 小 ， 木 模 常 為 l 3 ；金 屬 模 為 0.5 2 。 所 以 拔 模 斜 度 一 般 不 畫出 ， 但 標(biāo) 注 。 鑄造工藝參數(shù) （ 4） 型 芯 頭 COREPRINTS： 芯 頭 關(guān) 系 裝 配 工 藝 性和 穩(wěn) 定 性 。 垂 直 芯 頭 斜 度 ， 水 平 芯 頭 長 度 ， 間 隙 。 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆 注 系 統(tǒng) 是 鑄 型 中 液 態(tài) 金 屬 流 入 型腔 的 通 道 之

35、總 稱 。 鑄 鐵 件 澆 注 系 統(tǒng) 的 典型 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 所 示 ， 它 由 澆 口 杯 （ 外 澆口 ） 、 直 澆 道 、 直 澆 道 窩 、 橫 澆 道 和 內(nèi)澆 道 等 部 分 組 成 。 廣 義 地 說 ， 澆 包 和 澆注 設(shè) 備 也 可 認 為 是 澆 注 系 統(tǒng) 的 組 成 部 分 ，澆 注 設(shè) 備 的 結(jié) 構(gòu) 、 尺 寸 、 位 置 高 低 等 ，對 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計 和 計 算 有 一 定 影 響 ；此 外 ， 出 氣 孔 也 可 看 成 是 澆 注 系 統(tǒng) 的 組成 部 分 。 澆注系統(tǒng)設(shè)計 圖 典 型 澆 注 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu)a)封 閉 式 b）

36、 開 放 式1澆 口 環(huán) 2直 澆 道 3直 澆 道 窩 4橫 澆 道 5末 端 延 長 段 6內(nèi) 澆 道澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 上 述 各 參 數(shù) 根 據(jù) 鑄 件 形 狀 、 尺 寸 ， 查 表 確 定 。澆口杯 直澆道 橫澆道 內(nèi)澆道澆注系統(tǒng)設(shè)計確 定 形 狀 、 尺 寸 澆注系統(tǒng)設(shè)計步驟 通 常 在 確 定 鑄 造 方 案 的 基 礎(chǔ) 上 設(shè) 計 澆 注 系統(tǒng) 。 大 致 步 驟 ： 1） 選 擇 澆 注 系 統(tǒng) 類 型 ； 2） 確 定 內(nèi) 澆 道 在 鑄 件 上 的 位 置 、 數(shù) 目 和 金屬 引 入 方 向 ； 3） 決 定 直 澆 道 的

37、位 置 和 高 度 。 一 般 使 直 澆道 高 度 等 于 上 砂 箱 高 度 ， 但 應(yīng) 檢 驗 該 高 度 是 否足 夠 。 近 代 造 型 機 （ 如 多 觸 頭 高 壓 造 型 機 ） 模板 上 的 直 澆 道 位 置 一 般 都 被 確 定 ， 在 這 樣 的 條件 下 應(yīng) 遵 守 規(guī) 定 的 位 置 。 直 澆 道 距 離 第 一 個 內(nèi)澆 道 應(yīng) 有 足 夠 的 距 離 。 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 4） 計 算 澆 注 時 間 并 核 算 金 屬 上 升 速 度 ； 應(yīng) 指 出 ， 重 要 的 是 核 算 鑄 件 最 大 橫 截 面 處 的 型 內(nèi)金 屬 上 升 速 度 。 當(dāng)

38、 不 滿 足 要 求 時 ， 應(yīng) 縮 短 澆 注 時 間 或改 變 澆 注 位 置 。 鑄 型 內(nèi) 金 屬 液 面 上 升 速 度 用 下 式 計 算 ： V型 = C / 式 中 C 鑄 件 （ 或 某 段 ） 的 高 度 ； 澆 注 時 間（ 或 澆 注 某 段 鑄 件 時 間 ） 。 對 鑄 鐵 件 可 依 表 4決 定 型 內(nèi) 鐵 液 液 面 的 最 小 上 升 速 度 。 鑄 鋼 件的 最 小 型 內(nèi) 上 升 速 度 見 表 5。澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 鑄 件 壁 厚 /mm V型 min/(mm.s-1)40,水 平 澆 注 大 平 板40,上 箱 有 大 平 面10-404-10

39、1.5-4 8-1020-3010-2020-3030-100表 4 型 內(nèi) 鐵 液 液 面 的 最 小 上 升 速 度澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 5） 計 算 阻 流 截 面 積 S阻 ； 依 據(jù) 水 利 公 式 計 算 S阻 。 如 果 鑄 件 質(zhì) 量 很 大 ， 則 計 算 鑄 件 質(zhì) 量 M時 ，應(yīng) 包 括 型 腔 擴 大 量 由 于 各 種 原 因 引 起 的 增 重 。增 重 因 鑄 件 大 小 及 鑄 型 等 工 藝 條 件 而 異 ， 一 般增 重 在 3 7%范 圍 內(nèi) 。 考 慮 鑄 件 增 重 ， 不 僅 使?jié)?注 系 統(tǒng) 計 算 精 確 ， 更 重 要 的 是 提 供 了

40、澆 注 時所 需 要 的 金 屬 量 。澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 計 算 阻 流 截 面 積 的 水 利 學(xué) 公 式 為 ：式 中 m流 經(jīng) 阻 流 的 金 屬 總 質(zhì) 量 ； 充 填 型 腔 的 總 時 間 ； 充 填 全 部 型 腔 時 ， 澆 注 系 統(tǒng) 阻 流 截 面 的流 量 系 數(shù) ； Hp充 填 型 腔 時 的 平 均 計 算 壓 力 頭 。澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 6） 確 定 澆 口 比 并 計 算 各 組 元 截 面 積 ；1 封 閉 式 澆 注 系 統(tǒng) ： 封 閉 式 澆 注 系 統(tǒng) 包 括 了 以 內(nèi) 澆 道 為 阻 流 的 各 種 澆 注 系 統(tǒng)和 部 分 擴 張 式 （

41、 S內(nèi) /S阻 1.52.5)的 澆 注 系 統(tǒng) 。 封 閉 式 澆 注 系 統(tǒng) 有 較 好 的 阻 渣 能 力 ， 可 防 止 金 屬 液 卷 入 氣體 ， 消 耗 金 屬 少 ， 清 理 方 便 。 進 入 型 腔 的 金 屬 液 流 速 度 高 ， 易產(chǎn) 生 噴 濺 和 沖 砂 ， 使 金 屬 氧 化 ， 使 型 內(nèi) 金 屬 液 發(fā) 生 擾 動 、 渦 流和 不 平 靜 。 因 此 ， 主 要 應(yīng) 用 于 不 易 氧 化 的 各 種 鑄 鐵 件 。2. 開 放 式 澆 注 系 統(tǒng) ： 開 放 式 澆 注 系 統(tǒng) 的 內(nèi) 澆 道 截 面 積 比 阻 而 面 積 大 得 多 ， 一般 S內(nèi)

42、S阻 3.當(dāng) 直 澆 道 不 充 滿 時 ， 會 使 金 屬 液 高 度 親 流 ， 造成 氧 化 、 卷 氣 等 ， 故 生 產(chǎn) 中 往 往 要 求 應(yīng) 用 充 滿 式 直 澆 道 。7） 繪 出 澆 注 系 統(tǒng) 圖 形 。澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計 根 據(jù) 鑄 造 工 藝 手 冊 或 計 算 確 定冒 口 的 形 狀及 位 置 冒 口 的 尺 寸和 數(shù) 量 冒 口 與 冷 鐵的 配 合冒 口 設(shè) 計 圖 9-6 縮 孔 形 成 過 程 示 意 圖冒 口 設(shè) 計 冒 口 設(shè) 計 圖 9-7 縮 松 形 成 過 程 示 意 圖 冒 口 設(shè) 計 縮 孔 、 縮 松 的 防 止 措 施a） 采 用 定

43、 向 凝 固 的 原 則 所 謂 定 向 凝 固 ， 是 使 鑄 件 按 規(guī) 定 方 向 從 一部 分 到 另 一 部 分 逐 漸 凝 固 的 過 程 。 冒 口 和 冷 鐵 的 合 理 使 用 ， 可 造 成鑄 件 的 定 向 凝 固 ， 有 效 地 消 除 縮 孔 、 縮 松 。 定 向 凝 固 原 則 見 圖 。 冒 口 設(shè) 計 冒 口 設(shè) 計 畫 “ 凝 固 等 溫 線 法 ” 和 “ 內(nèi) 切圓 法 ” ， 近 似 找 出 縮 孔 的 部 位 b） 合 理 確 定 鑄 件 的 澆 注 位 置 、 內(nèi) 澆 道 位 置 及澆 注 工 藝 澆 注 位 置 的 選 擇 應(yīng) 服 從 定 向 凝 固 原 則 ；內(nèi) 澆 道 應(yīng) 開 設(shè) 在 鑄 件 的 厚 壁 處 或 靠 近 冒 口 ； 要 合理 選 擇 澆 注 溫 度 和 澆 注 速 度 ， 在 不 增 加 其 它 缺 陷的 前 提 下 ， 應(yīng) 盡 量 降 低 澆 注 溫 度 和 澆 注 速 度 。冒 口 設(shè) 計 在 確 定 了 上 述 各 項 目 后 ， 編 制 鑄 造 工 藝 卡 。其 格 式 見 JB/Z234.1085 鑄 造 工 藝 卡 。按 JB243578鑄造工藝符號及其表示方法繪制繪制鑄造工藝圖及鑄件圖 上 模 板 下 模 板 計算機技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用 計算機技術(shù)在鑄造中的應(yīng)用