砂型鑄造生產(chǎn)工藝參數(shù)選擇

鑄件是怎樣制造出來的？目前一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)第二節(jié)澆注位置與分型面的選擇澆注位置的選擇原則分型面的選擇原則目前二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注系統(tǒng)設(shè)計

澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道內(nèi)澆道四部分組成圖6.19澆注系統(tǒng)1—澆口杯2—直澆道3—橫澆道4—內(nèi)澆道

目前三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置－澆注時，鑄件在鑄型中所處的位置/鑄件的某個表面位于鑄型的上、下還是側(cè)面。

澆口位置－內(nèi)澆口與鑄型型腔連接處的位置/液態(tài)金屬流入鑄型型腔的位置。上下澆注位置的選擇目前四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)1、鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下。2、鑄件的大平面應(yīng)朝下，以免夾砂。3、為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔現(xiàn)象，應(yīng)將面積大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直、傾斜位置。4、容易形成縮孔縮松的鑄件，厚大部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便于安放冒口、冷鐵。5、應(yīng)減少型芯的數(shù)量，便于型芯固定和排氣。6、盡可能避免使用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯。7、應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位置一致，避免多次翻動砂箱。一、澆注位置的選擇原則目前五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則車床床身上中下中鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下因為在液體金屬的澆注過程中，其中的氣體和熔渣往上浮；而且由于靜壓力較小的原因也使鑄件上部組織不如下部的致密。如圖所示為車床床身的澆注位置：床身的導(dǎo)軌面是關(guān)鍵部分，要求組織致密且不允許有任何鑄造缺陷，因此通常采用導(dǎo)軌面朝下的澆注位置。目前六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下卷揚(yáng)機(jī)筒目前七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則鑄件的大平面應(yīng)朝下，以免在此面上出現(xiàn)氣孔和夾砂等缺陷。

因為在金屬液的充型過程中，灼熱的金屬液會對砂型上表面有強(qiáng)烈的熱輻射作用，使該表面的型砂拱起或開裂，導(dǎo)致金屬液鉆進(jìn)裂縫處，這將使鑄件的該表面產(chǎn)生夾砂缺陷。目前八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔現(xiàn)象，應(yīng)將面積大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直、傾斜位置。目前九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔現(xiàn)象，應(yīng)將面積大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直、傾斜位置。目前十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則容易形成縮孔縮松的鑄件，厚大部位放在分型面附近的上部或側(cè)面，便于安置冒口。目前十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則應(yīng)減少型芯的數(shù)量，便于型芯固定和排氣。目前十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則應(yīng)減少型芯的數(shù)量，便于型芯固定和排氣。目前十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)澆注位置的選擇原則盡可能避免使用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯。目前十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面－－砂箱間的接觸面1、盡可能使用最少的分型面。2、應(yīng)盡量使型芯、活塊數(shù)量少。3、盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。4、應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時，則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。

5、盡量選用平面避免曲面分型，并應(yīng)盡量選在最大截面上，以簡化模具制造和造型工藝。

6、為便于造型、下芯、合箱、檢驗及檢查，盡量將型腔置于下箱二、分型面的選擇原則目前十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡可能使用最少的分型面。目前十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡可能使用最少的分型面。目前十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則應(yīng)盡量使型芯、活塊數(shù)量少。目前十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。目前十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。目前二十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。目前二十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。螺栓塞頭方頭目前二十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則

鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時，則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。輪轂的分型面加工基準(zhǔn)目前二十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡量選用平面，避免曲面分型，并應(yīng)盡量選在最大截面上，以簡化模具制造和造型工藝。目前二十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則盡量選用平面。目前二十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)分型面的選擇原則為便于造型、下芯、合箱、檢驗及檢查，盡量將型腔置于下箱目前二十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)第三節(jié)鑄造工藝參數(shù)的選擇機(jī)械加工余量最小鑄出孔、槽拔模斜度鑄造圓角收縮率型芯頭其它如分型負(fù)數(shù)、工藝補(bǔ)正量等目前二十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)1、機(jī)械加工余量

鑄件上為切削加工而加大的尺寸叫機(jī)械加工余量

鑄造工藝參數(shù)的確定δ1δ2

目前二十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)1、機(jī)械加工余量

零件上需要加工的表面，如零件圖上標(biāo)有表面粗糙度符號的部位、注有尺寸公差的部位、有螺紋符號的部位、注有表面形位尺寸公差代號的部位等應(yīng)需有適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊＜庸び嗔窟^大，不僅浪費(fèi)金屬、增加機(jī)加工工時，而且還會因截面增加、使鑄件晶粒粗大，力學(xué)性能降低；加工余量過小，可能會因錯型等原因造成切削余量不夠、表面硬度偏高、甚至留有黑皮達(dá)不到尺寸精度而報廢。

鑄造工藝參數(shù)的確定目前二十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)1、機(jī)械加工余量鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等?；诣T鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點(diǎn)低，鑄件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件加工余量應(yīng)比鑄鐵件大：非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應(yīng)比鑄鐵件?。昏T件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面的距離愈大，鑄件的尺寸誤差也愈大，故余量也應(yīng)隨之加大；大量生產(chǎn)時，因采用機(jī)器造型，鑄件精度高，故余量可減小，反之，手工造型余量應(yīng)加大，此外，澆注時朝上的表面，因產(chǎn)生缺陷的機(jī)率大，其加工余量應(yīng)比底面和側(cè)面大。

鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)加工余量

目前三十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)2、最小鑄出孔、槽零件上的孔、槽、臺階等應(yīng)從鑄件質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面考慮。較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來，以便節(jié)約金屬和機(jī)械加工工時，同時還避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質(zhì)量；較小的孔槽，則不宜鑄出，直接加工反而方便；有特殊要求，且無法實行機(jī)加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。

鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)3、拔模斜度為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為拔模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。起模斜度的大小，應(yīng)根據(jù)模壁測量面高度、模樣材料及造型方法確定。鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)3、拔模斜度

外壁－0.25o～3o，內(nèi)壁－3o～10o

鑄造工藝參數(shù)的確定

上

下目前三十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)4、鑄造圓角R=(1/3～1/5)(a+b)/2鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)5、收縮率

指為了補(bǔ)償鑄件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。而用來度量模樣尺寸的刻尺稱為縮尺(模樣工縮尺)，其分度以普通尺的單位長度乘以(1十鑄件線收縮率)。灰口鑄鐵：0.7%～1.0%

鑄造碳鋼：1.3%～2.0%

鋁硅合金：0.8%～1.2%

有色合金：1.0%～1.5%鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)6、型芯頭

指模樣上的突出部分，在型內(nèi)形成芯座并放置芯頭。或指型芯的外伸部分，不形成鑄件輪廓，只是落入芯座內(nèi)，用以定位和支承型芯。芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭。單支點(diǎn)的水平芯頭又稱為懸臂芯頭。鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)

垂直芯頭一般都有上下芯頭，芯頭高度H主要取決于芯頭直徑d。為了提高芯頭的穩(wěn)定性和可靠性，下芯頭斜度應(yīng)小些(5～10°)，高度H應(yīng)大些；為便于合型、上芯頭的斜度應(yīng)大些(6～15°)，高度H

應(yīng)小些。短而粗的芯頭也可不留上芯頭。鑄造工藝參數(shù)的確定目前三十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)

水平芯頭其長度上主要取決于芯頭直徑d和芯的長度。為便于下芯及合型，鑄型上的芯座端部也應(yīng)留有一定的斜度、懸臂芯頭必須做得比較長而大，并使用芯撐以防止芯下垂或被液體抬起。芯頭和芯座之間應(yīng)有1－4mm的間隙S。鑄造工藝參數(shù)的確定目前四十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)7、分型負(fù)數(shù)

指為抵消鑄件在分型部位的增厚，在模樣上相應(yīng)減去的尺寸。砂型的分型面一般不可能很平整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合，金屬液就有可能從分型面處溢出，即“跑火”。為了防止跑火，就要在下型的分型面上鋪設(shè)泥條、油泥條或石棉繩等，使上、下型接觸面密封，這樣就使上箱抬高，增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。制做模樣時，為了使模樣符合零件圖上尺寸的要求，在模樣上相應(yīng)減去這個抬高的尺寸，即為分型負(fù)數(shù)。

鑄造工藝參數(shù)的確定目前四十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)7、工藝補(bǔ)正量由于工藝上的原因，在鑄件相應(yīng)部位非加工面上增加的金屬層厚度稱為工藝補(bǔ)正量。在單件、小批量手工砂型鑄造時，由于偏心，錯型等原因可能造成鑄造缺陷，采用工藝補(bǔ)正量以減少廢品率；對于成批大量生產(chǎn)的鑄件，不使用工藝補(bǔ)正量，而采用修改模具的方法。

鑄造工藝參數(shù)的確定目前四十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)1、分型面/澆注位置：用藍(lán)線（或紅線）和箭頭表示，加以漢字表示方向2、機(jī)械加工余量：用紅線畫出輪廓，剖面處用紅剖面線或全涂以紅色表示。數(shù)值用紅字標(biāo)在加工符號上。若加工余量帶有斜度，可用分?jǐn)?shù)表示。3、非鑄出孔/槽：用紅“×”表示。剖面處用紅剖面線或全涂紅色。4、芯頭和型芯：用藍(lán)線畫出芯頭，并注明尺寸。5、澆注系統(tǒng)：用紅線畫出，并標(biāo)注尺寸。6、活塊：用紅筆注明“活塊”及其形式和編號。鑄造工藝圖的繪制目前四十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)7、冷鐵：用綠線或藍(lán)線畫出，并表明“冷鐵”及其主要尺寸和編號8、拔模斜度：用紅線或文字表示。9、鑄造圓角：用文字表示。10、冒口/出氣口：用紅線表示并表明主要尺寸及編號。11、其它參閱《鑄造手冊》鑄造工藝圖的繪制目前四十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)應(yīng)用綜合舉例目前四十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)目前四十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)鑄造工藝圖目前四十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)鑄造工藝圖目前四十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)【例2】要鑄造圖示支承臺零件40個，此件用于中等靜載荷，試選擇鑄造合金和繪出鑄造工藝圖。10

目前四十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)選材：HT150鑄型、造型方法：砂型，手工造型澆注位置/分型面：因支承臺Φ50mm的內(nèi)孔及外壁均無需加工，只有兩端面有機(jī)械加工要求。為使支承臺兩端面組織致密、滿足加工要求，所以將鑄件水平放置、使兩加工面在側(cè)壁位置作為該件的澆注位置，這樣還有利于型芯的固定、排氣和檢驗。為便于起模、下芯和檢驗，選中間對稱的最大截面為分型面。此時分型面與分模面一致。方案1目前五十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)4.加工余量：最大尺寸200－查表得4mm，考慮拔模斜度，下端取3mm5.最小鑄出孔：φ18、φ21不予鑄出6.拔模斜度：垂直拔模斜度取1o7.鑄造圓角：R3～58.型芯設(shè)計：9.澆注系統(tǒng)10.鑄造工藝圖目前五十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)目前五十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)選材：HT150鑄型、造型方法：砂型，手工造型澆注位置/分型面：采用三箱造型方案2目前五十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)目前五十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)6.6鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計從合金的鑄造性能考慮設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)從鑄造工藝考慮設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)目前五十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)

缺陷分析：結(jié)論：鑄件壁厚介于臨界壁厚和最小壁厚之間1.鑄件壁厚的設(shè)計原則1：合理設(shè)計鑄件壁厚概念：最小壁厚：在各種工藝條下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。主要取決于合金的種類、鑄件的大小及形狀等因素。臨界壁厚：各種鑄造合金都存在一個臨界壁厚，在砂型鑄造條件下，各種鑄造合金臨界壁厚約等于其最小壁厚的3倍。

如果所設(shè)計鑄件的壁厚小于允許的“最小壁厚”，鑄件就易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。在鑄造厚壁鑄件時，容易產(chǎn)生縮孔、縮松、結(jié)晶組織粗大等缺陷，從而使鑄件的力學(xué)性能下降。從合金的鑄造性能考慮設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)目前五十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚值目前五十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)原則2鑄件壁后應(yīng)均勻，避免厚大截面缺陷分析：鑄鑄件如果壁厚過大會出現(xiàn)集中的縮孔目前五十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)原則3原則3：避免銳角連接缺陷分析：銳角連接處易出現(xiàn)熱結(jié)合應(yīng)力，并會導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生裂紋、縮孔等缺陷。目前五十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)原則4原則4：減緩肋、輻收縮的阻礙缺陷分析：鑄件各部分冷卻速度不同而收縮不一致，形成較大的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)此應(yīng)力超過合金的強(qiáng)度極限時，鑄件會產(chǎn)生裂紋。實例分析1：a輪輻對稱，收縮力相互抗衡，易出現(xiàn)裂紋，b、c較好目前六十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)原則5原則5：避免出現(xiàn)過大的水平面缺陷分析：薄壁罩殼鑄件，當(dāng)其殼頂呈水平面時，因薄壁件金屬液散熱冷卻快，渣、氣易滯留在頂面，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔和夾渣缺陷。實例：目前六十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)從鑄造工藝考慮設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)1.鑄件的外形設(shè)計應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出：b、d較好目前六十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量目前六十三頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型（a）(b)圖5.51搖臂鑄件（a）不合理(b)合理目前六十四頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)鑄件的垂直壁上應(yīng)考慮給出結(jié)構(gòu)斜度

圖5.54結(jié)構(gòu)斜度的設(shè)計目前六十五頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)2.鑄件的內(nèi)腔設(shè)計

原則：減少型芯數(shù)量，利于型芯的固定、排氣和清理。作用：防止偏芯、氣孔等缺陷的產(chǎn)生；簡化造型工藝，降低成本。鑄件內(nèi)腔設(shè)計減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯；便于型芯的穩(wěn)定、排氣和鑄件的清理。目前六十六頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯實例分析：目前六十七頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)實例分析：目前六十八頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)便于型芯的穩(wěn)定、排氣和鑄件的清理實例分析：目前六十九頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)6.7鑄造常見缺陷及控制6.7.1鑄造常見缺陷6.7.2鑄件的修補(bǔ)目前七十頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)6.7.1鑄造常見缺陷縮孔的形成:純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金,澆注后在型腔內(nèi)是由表及里的逐層凝固。在凝固過程中，如得不到合金液的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方就會產(chǎn)生縮孔.1．縮孔與縮松目前七十一頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)縮松的形成原因:

鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所致?？s松圖5.59縮松形成過程散熱方向凝固層目前七十二頁\總數(shù)七十九頁\編于二十點(diǎn)消除縮孔和縮松的方法定向凝固原則鑄件讓遠(yuǎn)離冒口的地方先凝固，靠