鑄造工藝圖[1]1

-第三節(jié) 鑄造工藝圖鑄造生產(chǎn)時(shí)，首先要根據(jù)鑄件的構(gòu)造特征、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等因素，確定鑄造工藝方案。其主要內(nèi)容包括澆注位置、分型面、鑄造工藝參數(shù)機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄造圓角、收縮率、芯頭等確實(shí)定，然后用規(guī)定的工藝符號(hào)或文字繪制成鑄造工藝圖。鑄造工藝圖是指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)的技術(shù)文件，也是驗(yàn)收鑄件的主要依據(jù)。一、澆注位置確實(shí)定 【澆注位置】澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置稱(chēng)為澆注位置。鑄件的澆注位置對(duì)鑄件的質(zhì)量、尺寸精度、造型工藝的難易程度都有很大的影響。通常按以下根本原則確定澆注位置。1鑄件的重要工作面或主要加工面朝下或位于側(cè)面。澆注時(shí)金屬液中的氣體、熔渣及鑄型中的砂粒會(huì)上浮，有可能使鑄件的上部出現(xiàn)氣孔、夾渣、砂眼等缺陷，而鑄件下部出現(xiàn)缺陷的可能性小，組織較致密。如下圖機(jī)床床身的澆注位置，應(yīng)將導(dǎo)軌面朝下，以保證該重要工作面的質(zhì)量。如下圖的卷?yè)P(yáng)筒，其圓周面的質(zhì)量要求較高，采用立澆方案，可使圓周面處于側(cè)面，保證質(zhì)量均勻一致。 如圖機(jī)床床身的澆注位置，應(yīng)將導(dǎo)軌面朝下，以保證該重要工作面的質(zhì)量。床身的主要工作面朝下卷?yè)P(yáng)筒的工作面置于側(cè)壁2鑄件的大平面朝下或傾斜澆注。由于澆注時(shí)熾熱的金屬液對(duì)鑄型的上部有強(qiáng)烈的熱輻射，引起頂面型砂膨脹拱起甚至開(kāi)裂，使大平面出現(xiàn)夾砂、砂眼等缺陷。大平面朝下或采用傾斜澆注的方法可防止大平面產(chǎn)生鑄造缺陷。以下圖為平板鑄件的澆注位置。大平面朝下3鑄件的薄壁朝下、側(cè)立或傾斜。 為防止鑄件的薄壁部位產(chǎn)生冷隔、澆不到缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁置于鑄件的下部，或使其處于側(cè)壁或傾斜位置，如下圖。薄壁鑄件的澆注位置4鑄件的厚大局部應(yīng)放在頂部或在分型面的側(cè)面。主要目的是便于在厚處安放冒口進(jìn)展補(bǔ)縮,如圖閥體的冒口補(bǔ)縮和圖卷?yè)P(yáng)筒的重要面位于側(cè)面所示。二、分型面的選擇【分型面】是鑄型組元間的接合面。為便于起模，一般分型面選擇在鑄件的最大截面處。分型面的選定應(yīng)保證起模方便、簡(jiǎn)化鑄造工藝、保證鑄件的質(zhì)量。確定分型面應(yīng)遵循如下原則。1分型面應(yīng)選擇在模樣最大截面處，以便于起模。如下圖。分型面選在最大直徑處2盡量減少分型面。分型面少則容易保證鑄件的精度，并可簡(jiǎn)化造型工藝。對(duì)機(jī)器造型來(lái)說(shuō)，一般只能有一個(gè)分型面，以下圖所示的繩輪鑄件，大批量生產(chǎn)時(shí)，為便于機(jī)器造型，可按a分型方案，采用環(huán)狀型芯，將二個(gè)分型面減少為一個(gè)分型面。當(dāng)然在單件生產(chǎn)時(shí)，采用手工造型時(shí)，為減少工裝的制造，采用b方案，三箱造型，二個(gè)分型面也是合理的。                                   繩輪鑄件的分型面3盡量使分型面平直。為了使模樣制造和造型工藝簡(jiǎn)便，如下圖彎曲連桿的分型面，不應(yīng)采用彎曲的分型面方案，而應(yīng)采用平直的分型面方案。彎曲連桿的分型面4盡量使鑄件的全部或大局部位于同一砂箱中。鑄件處于同一砂箱中，既便于合型，又可防止錯(cuò)型，以保證鑄件的精度。以下圖水管堵頭的二種分型方案，圖中a分型方案較合理，使基準(zhǔn)面與加工面位于同一砂箱中，鑄件的精度易保證。水管堵頭的分型面5盡量使型芯位于下箱，并注意減低砂箱的高度。這樣可簡(jiǎn)化造型工藝、方便下芯和合型、便于起模和修型。如圖縮示機(jī)床立柱的分型方案，采用方案比擬合理，可使型腔和型芯大局部處于下箱中，便于起模、下芯、合型。機(jī)床立柱的分型面三、工藝參數(shù)的選定1機(jī)械加工余量和公差【機(jī)械加工余量】是指鑄件加工面上預(yù)留的、準(zhǔn)備切除的金屬層厚度。加工余量取決于鑄件的精度等級(jí)，與鑄件材料、鑄造方法、生產(chǎn)批量、鑄件尺寸、澆注位置等因素有關(guān)。鑄件的尺寸公差 CT，其精度等級(jí)從高到低有1、2、3.16共16個(gè)等級(jí)；加工余量等級(jí)MA，從精到粗可分為A、B、C、D、E、F、G、H、J共9個(gè)級(jí)別。下表為砂型鑄造常用鑄造合金單件和小批生產(chǎn)時(shí)公差等級(jí)及與之配套的加工余量等級(jí)。造型材料 CT/MA 鑄鋼 灰鑄鐵 球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金 輕金屬合金干、濕砂型13-15/J13-15/H13-15/H13-15/H13-15/H12-14/H自硬砂 12-14/J11-13/H11-13/H11-13/H10-12/H9-11/H單件和小批生產(chǎn)時(shí)鑄件公差等級(jí)及與之配套的加工余量等級(jí)摘自GB/T1350-89鑄件的公差等級(jí)和加工余量等級(jí)確定后，加工余量數(shù)值可根據(jù) GB/T11350-1989選取；公差的數(shù)值可按 GB641486 選取。為簡(jiǎn)化鑄造工藝，鑄件上的小孔和槽可以不鑄出，而采用機(jī)械加工。一般鑄鐵件上直徑 <30mm、鑄鋼件上直徑<40mm的孔可以不鑄出。2起模斜度【起模斜度】為使模樣或型芯易從鑄型或芯盒中取出，在模樣或芯盒上與起模方向平行的壁的斜度稱(chēng)為起模斜度，可用角度 或?qū)挾?a表示，提倡使用寬度a。模樣的起模斜度可采用增加壁厚、加減壁厚、減小壁厚三種取法，如下圖。 對(duì)于需要機(jī)械加工的壁必須采用增加壁厚法。起模斜度需要增減的數(shù)值可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取，采用粘土砂造型時(shí)的起模斜度可按 /T51051991確定。一般木模的斜度 =0.3°3°，a=0.63.0mm；金屬模的斜度=0.2°2°，a=0.42.4mm。模樣越高，斜度越小。當(dāng)鑄件上的孔高度與直徑之比小于1H/D<1時(shí)，可用自帶芯子的方法鑄孔，用自帶芯子的起模斜度一般應(yīng)大于外壁斜度。(a) 增加鑄件厚度 b加減鑄件厚度 (c)減小鑄件厚度壁厚<8mm 壁厚：8mm12mm 壁厚>12mm起模斜度的取法3收縮率為補(bǔ)償鑄件在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的收縮，使冷卻后的鑄件符合圖樣的要求，需要放大模樣的尺寸，放大量取決于鑄件的尺寸和該合金的線(xiàn)收縮率。一般中小型灰鑄鐵件的線(xiàn)收縮率約取 1%；非鐵金屬的鑄造收縮率約取1.5%；鑄鋼件的鑄造收縮率約取2%。 4鑄造圓角【鑄造圓角】模樣壁與壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過(guò)渡，稱(chēng)為鑄造圓角。鑄造圓角可減少或防止砂型尖角損壞，防止產(chǎn)生粘砂、縮孔、裂紋。但鑄件分型面的轉(zhuǎn)角處不能有圓角。鑄造內(nèi)圓角的大小可按相鄰兩壁平均壁厚的 1/31/5選取，外圓角的半徑取內(nèi)圓角的一半。5芯頭【芯頭】是指砂芯的外伸局部，用來(lái)定位和支承砂芯。如下圖。芯頭有垂直和水平芯頭兩種。芯座是指鑄型中專(zhuān)為放置芯頭的空腔。芯頭和芯座尺寸主要有芯頭長(zhǎng)度 L高度H、芯頭斜度 、芯頭與芯座裝配隙s等，其數(shù)值與型芯的長(zhǎng)度高度和直徑有關(guān)，應(yīng)查閱相關(guān)資料后確定本書(shū)略。a垂直芯頭 b)水平芯頭芯頭的構(gòu)造四、澆注系統(tǒng)【澆注系統(tǒng)】是為填充型腔和冒口而開(kāi)設(shè)于鑄型中的一系列通道。1澆注系統(tǒng)的組成與作用 通常有澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和冒口等組成。合理地設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，可使金屬液平穩(wěn)地充滿(mǎn)鑄型型腔；控制金屬液的流動(dòng)方向和速度；調(diào)節(jié)鑄件上各局部的溫度，控制冷卻凝固順序；阻擋夾雜物進(jìn)入鑄型型腔。冒口起補(bǔ)縮、排氣和集渣作用。2澆注系統(tǒng)的類(lèi)型 按金屬液導(dǎo)入型腔的位置，澆注系統(tǒng)可分為底注式、頂注式、中注式、階梯式等，見(jiàn)以下圖。 澆注系統(tǒng)的類(lèi)型五、鑄造工藝圖繪制舉例【鑄造工藝圖】是表示分型面、澆注位置、型芯構(gòu)造和尺寸、澆注系統(tǒng)、工藝參數(shù)等的圖樣，可按規(guī)定工藝符號(hào)或文字標(biāo)注在鑄件圖上或另繪工藝圖。例：以下圖為襯套零件圖，材料為HT200，采用砂型鑄造，年生產(chǎn)量200件，試?yán)L出鑄造工藝圖。(1)構(gòu)造分析、確定造型方法、澆注位置和分型面。零件上 48mm的孔要鑄出，但內(nèi)孔的小臺(tái)階不鑄出，故采用簡(jiǎn)單的圓棒型芯；為簡(jiǎn)化鑄造工藝，8mm的小孔和鑄件側(cè)壁的小臺(tái)階和小凹槽均不鑄出。鑄件高度不大，可采用兩箱整體模造型、垂直澆注。分型面選在160mm的端面處，采用二箱整體模造型。(2)工藝參數(shù)確定。加工余量 鑄件各個(gè)面都要加工，故都應(yīng)有余量。砂型鑄造灰鑄鐵件的公差及配套的加工余量等級(jí)為14/H。頂面和孔的加工余量等級(jí)降一級(jí)取J級(jí)，加工余量數(shù)值可查GB/T11350-1989選取，160mm和104mm圓周面雙側(cè)加工，每側(cè)余量為6.0mm，底面的加工余量為6.0mm，頂面的加工余量為7.0mm，內(nèi)孔的每側(cè)的加工余量為6.0mm。起模斜度 在垂直于分型面處平行于起模方面，按增厚法確定起模斜度。取寬度a=1.0mm。圖9-21b中"7/6表示考慮了加工余量和起模斜度后，上端與下端的余量。線(xiàn)收縮率 由于是小批生產(chǎn)，鑄件各尺寸方向的鑄造收縮率可取一樣的數(shù)值，取鑄造收縮率為1%。芯頭該芯頭為垂直芯頭。查有關(guān)手冊(cè)本書(shū)略得芯頭尺寸，如鑄造工藝圖所示。鑄造圓角 鑄造圓角按1/31/5壁厚的方法，取R內(nèi)為8mm；R外為4mm。(3)繪出鑄造工藝圖。如以下圖所示不含澆注系統(tǒng)。六、鑄件圖【鑄件圖】是反映鑄件實(shí)際尺寸、形狀和技術(shù)要求的圖形，是鑄造生產(chǎn)驗(yàn)收和檢驗(yàn)的主要依據(jù)。鑄件圖應(yīng)在完成鑄造工藝圖的根底上繪制，以下圖為襯套的鑄件圖。 零件圖 鑄造工藝圖 鑄件圖襯套零件圖、鑄造工藝圖、鑄件圖. z.