第4章 铸造工艺设计,铸造工艺图上的工艺符号见书末插页表4-1,浇注系统 和冒口,5,设,点,要,计,工艺参数 的确定,铸造工艺 图的绘制,铸造工艺设计包括： 选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等； 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。,一、 浇注位置及分形面的选择,浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置； 可采用：立浇、卧浇、斜浇等浇注位置。 分 型 面：是指两半铸型（上、下型）或多个铸型（多箱造型）相互接触、配合的表面。分型面是在造型时上下两箱接触的面。而分模面是模具在此分开的两个面，很多分型面和分模面是一致的，也有些不一致铸件的造型位置由分型面决定，而铸件的浇注位置与造型位置通常是一致的。浇注位置和分型面对铸件质量及铸造工艺都有很大影响。 选择原则：着眼于控制铸件的凝固顺序估计到铸件发生缺陷的可能,1.浇注位置的选择原则,钳工平板,因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下，则应尽力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时，则应将较大的平面朝下。,(1) 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面，避免砂眼、气孔和夹渣,车床床身铸件的浇注位置方案,由于床身导轨面是关键表面，不容许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此通常都将导轨面朝下浇注。,卷扬筒的浇注位置方案,因为卷扬筒的圆周表面质量要求高，不允许存有明显的铸造缺陷。 若采用卧铸，圆周的朝上表面的质量难以保证； 若采用立铸，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其质量均匀一致，较易获得合格铸件。,(2)铸件的大平面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。,铸件的大平面若朝上，容易产生夹砂缺陷。这是由于在浇注过程中金属液对型腔上表面有强烈的热辐射，型砂因急剧热膨胀和强度下降而拱起或开裂，于是铸件表面形成夹砂缺陷。 因此，平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。,图4-2a 大平面朝上引起夹渣缺陷,(3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置，防止产生浇不足冷隔。,为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位置。,图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置,(4)对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固,铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的；反之，若厚端放在下部，则难以补缩。,23,图4-2-1 有热节的浇注位置,(5).芯子数量力求少， 砂垛代芯省又好。,2. 分型面的选择原则,分型面是指两半铸型相互接触的表面。除了消失模铸造外，都要选择分型面。一般说来，分型面在确定浇注位置后再选择。但是，分析各种分型面的利、弊之后，可能再次调整浇注位置。在生产中浇注位置和分型面有时是同时确定的。分型面的选择在很大程度上影响着铸件的质量、成本和生产率。分型面的选择要在保证铸件质量的前提下，尽量简化工艺，节省人力物力。,（1）便于起模，使造型工艺简化。,1）分型面应选在铸件的最大截面处；,2）分型面应尽量平直,平直分型面 可采用简便的分模造型。 大批量生产,单件小批时：耐用,弯曲分型面则需采用挖砂或假箱造型。,起重臂分型面的选择。,28,图2-21_2 尽量使用平直分型面,3) 避免活块和型芯,支架分型方案 按图中方案，凸台必须采用四个活块方可制出，而下部两个活块的部位甚深，取出困难。当改用方案时，可省去活块，仅在A处稍加挖砂即可。,图4-4 角架铸件的分型方案,b) 机器造型,选择分型面时应尽量避免不必要的型芯。,若按图中方案1分开模造型，其上、下内腔均需采用型芯。 图中方案，采用整模造型，则上、下内腔均可由砂垛形成，省掉了型芯。,制造型芯需要专门的芯盒、芯骨，还需烘干及下芯等工序，增加了铸件成本。, 多一个分型面多一份误差，使精度下降； 分型面多，造型工时多，生产率下降； 机器造型只能两箱造型，分型面多，不能进行大批量生产。,24,4）尽量减少分型面，并尽量做到只有一个分型面,双联齿轮毛坯的造型方案,应尽量使铸型只有一个分型面，以便采用工艺简便的两箱造型,四箱,三箱,两箱,图4-3 三通铸件的浇注位置和分型面,床身铸件，其顶部平面为加工基准面。 图中方案a在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯，因采用整模造型使加工面和基准面在同一砂箱内，铸件精度高，是大批量生产时的合理方案。 若采用方案b，铸件若产生错型将影响铸件精度，但在单件、小批生产条件下，铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正，故在相应条件下方案b仍可采用。,（2）尽量使铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在一个砂型内，减少错箱、披缝和毛刺，提高铸件精度。,25,方案1要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造； 方案2则省去了活块造型或加外型芯。,26,使铸件全部或大部分放在同一砂型,不合理,合理,尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内,尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内,27,图2-21_1 尽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，以便于造型、下芯、合型和检查型腔尺寸。,简化工艺 便于合箱,抓住主要矛盾、全面考虑,上述诸原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时甚至互相矛盾。 例如， 质量要求很高的铸件(如机床床身、立柱、钳工平板、造纸烘缸等)，应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的简化。 没有特殊质量要求的一般铸件，则以简化工艺、提高经济效益为主要依据，不必过多地考虑铸件的浇注位置。 机床立柱、曲轴等圆周面质量要求很高、又需沿轴线分型的铸件，在批量生产中有时采用“平作立浇”法，此时，采用专用砂箱，先按轴线分型来造型、下芯，合箱之后，将铸型翻转90度，竖立后进行浇注。,