鑄造成形技術鑄造工藝設計

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1、鑄造工藝設計 澆注位置的選擇原則 分型面的選擇原則 鑄造工藝參數(shù)的確定 鑄件三維造型工藝分析 鑄造工藝方案 選擇鑄件的 澆注位置 及 分型面 型芯 的數(shù)量、形狀及其固定方法 確定 工藝參數(shù) （加工余量、起模 斜度、圓角、 收縮率） 澆冒口、冷鐵形狀、尺寸 及其布 置 鑄造工藝圖 在零件圖上用各種工藝 符號表示出鑄造工藝方案的圖形 它是制造模樣和鑄型，進行生產(chǎn)準備 和鑄件檢驗的依據(jù) 基本工藝文件 。 鑄造工藝設計是根據(jù)鑄件 結構特 點、技術要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條 件 等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)， 繪制圖樣和標注符號，編制工藝卡 和工藝規(guī)范等。 1.澆注位置的選擇原則 澆注位置是指澆注時 鑄件在鑄

2、型中 所處的空間位置 。 選擇正確與否，對鑄件質量影響很大。 選擇時應考慮以下原則： 鑄件的 重要加工面 應朝下或位于側面 鑄件 寬大平面 應朝下 面積 較大的薄壁部分 應置于鑄型下部 或垂直 易形成縮孔 的鑄件，較厚部分置于上 部或側面 應盡量減少型芯的數(shù)量 要便于安放 型芯、固定和排氣 鑄件的 重要加工面 應朝下 或 位于側面 因為鑄件上部凝固速度慢，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 細小，組織致密，缺陷少，質量優(yōu)于上部。 機床 床身導軌 和鑄造 錐齒輪 的錐面都是主要的工作 面，澆注時應朝下。 實際澆鑄機床床身落砂后的照片 鑄件寬大平面應朝下 因為在澆

3、注過程中，熔融金屬對型腔上表面 的 強烈輻射 ，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 夾砂結疤 缺陷 面積較大的薄壁部分應置于鑄型下部或 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。 易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于 上部或側面 應盡量減少型芯的數(shù)量 要便于安放型芯、固定和排氣 合理的方案 ： 不合理 ： 2.分型面的選擇原則 分型面為鑄型之間的結合面，對鑄件 的質量影響很大。選擇不當還將使 制模、 造型、合型、甚至切削加工 等工序復雜化， 分型面的選擇應在保證鑄件質量的前提下， 使造型工藝盡量簡化，節(jié)省人力、物力。 分型

4、面選擇應考慮以下原則： 分型面應選擇 最大截面 處 分型面的選擇應 盡量簡化工序 分型面應 盡量平直 基準面放在 同一個砂箱 中 盡量 減少分型面 使型腔和主要芯 位于下箱 分型面應選擇最大截面處 分型面的選擇應盡量簡化工序 活塊造型三維動畫分析 pro/E活塊造型三維動畫分析 砂芯代替活塊三維動畫分析 pro/E砂芯代替活塊三維動畫分析 分型面應盡量平直 右圖為采用 平直 分型面的造型圖 基準面放在同一個砂箱中 加工基準面放在同一個砂箱中，以避免產(chǎn)生 錯箱、 披縫 和 毛剌 ，降低鑄件精度 和增加清理工作量。 盡量減少分型面 三箱造型動畫的動圖演示： 觀看影像 二箱造型動畫的動圖演示： 觀看

5、影像 零件、砂芯、木模圖 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。 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。 收縮余量 ： 為了補償收縮，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、結構的復雜程度和鑄造 合金的線收縮率有關，常常以鑄件線收縮 率表示： =(L模 -L鑄件 )/ L模 X100% 通常 灰鑄鐵 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 加工余量 鑄件為進行機械加工而加大的尺寸稱為

6、機械加工余量。 由鑄件的大小、生產(chǎn)批量、合金種類、 鑄件復雜程度及加工面在鑄型中的位置來 確定。 灰鑄鐵 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。 機器造型 比手造型精度高，故加工余量小一些。 零件上的 孔與糟 是否鑄出，應考慮 工藝上的可行性和使用上的必要性。 一般說來，較大的孔與槽應鑄出， 以節(jié)約金屬、減少切削加工工時，同 時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，留待機加工反而更經(jīng)濟 。 （表 1-3） 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

7、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??；外壁斜度比內壁 ?。粰C器造型的一般比手工造型的??；金 屬模斜度比木模小。 一般外壁為 15 3，內壁為 3 10 。 典型零件造型工藝分析 三通的分型方案（ d是合理的分型方案 ） 鑄造工藝設計 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。 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 藝設計訂得 細致，內容涉及較多 。 單件、小批 生產(chǎn)的 一般性產(chǎn)品 ，鑄造 工藝設計內容可以 簡化 。 在最簡單

8、的情況下，只須繪制一張 鑄 造工藝圖 即可。 鑄造工藝設計的內容和一般程序 見下表 項 目 內容 用途及應用范圍 設計程序 鑄 造 工 藝 圖 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)準備和驗收的依據(jù) 適用于各種批量的生 產(chǎn) 產(chǎn)品零件的技術條件 和結構工藝性分析 選擇鑄造及造型方法 確定澆注位置和分型 面 選用工藝參數(shù) 設計澆冒口、冷鐵和 鑄肋 型芯設計 鑄 件 圖 把經(jīng)過鑄造工藝設計后， 改變了零件形狀、尺寸 的地方

9、都反映在鑄件圖 上 是鑄件驗收和機加工夾具設 計的依據(jù)。適用于成批、大 量生產(chǎn)或重要鑄件的生產(chǎn) 在完成鑄造工藝圖的基 礎上，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，砂箱結構和尺 寸大小等 是生產(chǎn)準備、合箱、檢驗、 工藝調整的依據(jù) 適用于成批、大量生產(chǎn)的 重要件，單件的重型鑄件 通常在完成砂箱設計后 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 綜合整個設計內容 實例分析： 以 C6140車 床進給箱體 為例分析毛 坯的鑄造工 藝方案如下： 質量約 35

10、Kg。 車床進給箱體零件圖 該零件 沒有特殊質量要求 的表面， 僅要求盡量保證 基準面 D不得有明顯 鑄造缺陷 ，以便進行定位。 材料：灰鑄鐵 HT150，勿需考慮補縮。 在制訂鑄造工藝方案時，主要應著 眼于 工藝上的簡化 。 1.分型面 三個方案供選擇： 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。 方案 I： 凸臺 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 ：適于鑄出軸孔，鑄后軸孔的飛 邊少，便于清理。同時，下

11、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： 基準面 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。 方案 II： 凸臺 A不妨礙起模，但 凸臺 E和 槽 C妨礙起模，也需采用 活塊或型芯 來克 服。 它的 缺點 除基準面朝上外，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。 方案 III： 優(yōu)點 是鑄件不會產(chǎn)生錯型缺 陷；基準面朝下，其質量容易保證； 同時，鑄件最薄處在鑄型下部，金屬 液易于充滿鑄型。 缺點 是 凸臺 E、 A和 槽 C都需采用活塊或 型芯，而內腔型芯 上大下小 穩(wěn)定性差； 若擬鑄出軸孔，其缺

12、點與 方案 II相同。 大批量生產(chǎn)，為減少切削加 工工作量， 九個軸孔 需要鑄出。 此時，為了使 下芯、合箱及 鑄件的清理簡便 ，只能 按照方 案 I從軸孔中心線處分型。 為了便于采用 機器造型、盡量 避免活塊 ，故凸臺和凹槽均應 用 型芯 來形成。 為了 克服基準面朝上的缺點 ， 必須 加大 D面 的加工余量。 單件、小批量生產(chǎn)，采用 手 工造型 ，使用 活塊造型 較型芯 更為方便。同時，因鑄件的尺 寸允許偏差較大， 九個軸孔不 必鑄出 。 此外，應盡量降低 上型高度 ， 以便利用現(xiàn)有砂箱。 顯然，在單件生產(chǎn)條件下，宜 采用 方案 II或方案 III。 2. 鑄造工藝圖 采用分型 方案 I時的鑄造工藝圖 3. 工藝參數(shù)的確定 機械加工余量 起模斜度 鑄造圖角 鑄造收縮率