材料成型第4章-鑄造工藝設(shè)計(jì)2

1、圖4-6 車輪鑄件的型芯方案,二、型芯的形狀、數(shù)量及分塊,型芯是鑄件的一個(gè)重要的組成部分。 型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔,孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。,圖4-7 復(fù)雜內(nèi)腔的型芯分塊,對(duì)于內(nèi)腔形狀復(fù)雜的大鑄件，常將形成內(nèi)腔的型芯分割成數(shù)塊，使每塊形狀簡單，尺寸較小，便于操作、搬運(yùn)、烘干，簡化芯盒結(jié)構(gòu)。,圖4-8 懸臂式型芯及挑擔(dān)式型芯,為了增加型芯穩(wěn)定性，常采用兩個(gè)或多個(gè)鑄件共一個(gè)型芯的方法。,四件合鑄,圖4-9 聯(lián)合式型芯,5/16/2009 4:29 PM,6,第二節(jié) 鑄造工藝參數(shù)的確定,加工余量,收縮率,拔模斜度,鑄造圓角,型芯頭及型芯座,工藝參數(shù),1. 加工余量,一、機(jī)械加工余量和鑄

2、孔,指在鑄件表面上留出的準(zhǔn)備切削去的金屬層厚度。,零件圖上所有標(biāo)注粗糙度符號(hào)的表面均需機(jī)械加工，均應(yīng)標(biāo)注機(jī)械加工余量。 機(jī)械加工余量的具體數(shù)值取決于鑄件的材料性質(zhì)、造型方法、加工要求、生產(chǎn)批量、鑄件的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和尺寸及加工面在鑄型中的位置等。 加工余量大浪費(fèi)金屬切去了晶粒細(xì)致性能較好的鑄件表層。 余量過小制品會(huì)因殘留黑皮而報(bào)廢，或者，因鑄件表層過硬而加速刀具磨損影響甚至達(dá)不到加工要求。,加工余量選擇原則：,大量生產(chǎn)時(shí)，因采用機(jī)器造型，鑄件精度高，故余量可減?。?手工造型誤差大，余量應(yīng)加大。 鑄鋼件表面粗糙、變形較大，其加工余量應(yīng)比鑄鐵件大； 有色合金鑄件價(jià)格甚貴且表面較光潔、平整，其加工余

3、量應(yīng)比鑄鐵小。 鑄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。 澆注時(shí)朝上的表面因產(chǎn)生缺陷的機(jī)率較大其加工余量應(yīng)比底面和側(cè)面大。,表4-4 鑄件的最小鑄出孔直徑,（1）若是加工孔，則孔的直徑應(yīng)為加上加工余量的數(shù)值； （2）有特殊要求的鑄件例外。,鑄件上的加工孔是否鑄出，從可能性、必要性、經(jīng)濟(jì)性方面考慮： 較大的孔、槽應(yīng)當(dāng)鑄出，以減少切削量和熱節(jié)，提高鑄件力學(xué)性能。 較小的孔和槽不必鑄出，留待以后加工更為經(jīng)濟(jì)。 當(dāng)孔深與孔徑比L/D 4時(shí)，也為不鑄孔。 正方孔、矩形孔或氣路孔深且直徑小一般不鑄出。 彎曲孔，當(dāng)不能機(jī)械加工時(shí)原則上必須鑄出。 正方孔、矩形孔的最

4、短加工邊必須大于30 mm才能鑄出。,2、鑄出孔和槽的大小,二、起模斜度,起模斜度的大小取決于： 立壁的高度、造型方法、模樣材料等 因素，通常為153。 立壁愈高，斜度愈小； 機(jī)器造型應(yīng)比手工造型小， 木模應(yīng)比金屬模斜度大。 為使型砂便于從模樣內(nèi)腔中脫出、以形成自帶型芯，內(nèi)壁的起模斜度應(yīng)比外壁大，通常為310。,為了使模樣(或型芯)便于從砂型(或芯盒)中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時(shí)必須留出一定的傾斜度，此傾斜度稱為起模斜度。,起模斜度形成方式： 增加厚度法、加減厚度法和減小厚度法。,圖4-10 起模斜度的形式,增加鑄件厚度,加減鑄件厚度,減少鑄件厚度,當(dāng)側(cè)面不加工時(shí)： 壁厚8mm時(shí)，

5、可采用增加壁厚法； 壁厚為816mm時(shí)，可采用加減壁厚法 壁厚16mm時(shí)，可采用減小壁厚法,當(dāng)鑄件側(cè)面需要加工時(shí)： 必須采用增加壁厚法； 加工表面上的起模斜度，應(yīng)在加工余量的基礎(chǔ)上再給出斜度數(shù)值。,垂直于分型面的孔，當(dāng)其孔徑大于高度時(shí)，可在模樣上挖孔，造型起模后，在砂型上形成吊砂或自帶型芯，并由此形成鑄件孔。 起模時(shí)模樣上的孔內(nèi)壁與型砂的摩擦力較其外壁大些， 即1、2、3 。,圖4-11 自帶型芯的起模斜度,起模斜度在工藝圖上用或?qū)挾萢（mm）表示。用機(jī)械加工方法加工模具時(shí)，用角度標(biāo)注； 用手工加工模具時(shí)，用寬度標(biāo)注。,目的： 可使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面； 可減少應(yīng)力集中； 可避免產(chǎn)生沖砂、縮孔和

6、裂紋。 圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/2。 一般小型鑄件： 外圓角半徑取28mm，內(nèi)圓角半徑取416mm。,三、鑄造圓角,鑄造圓角 制造模樣時(shí)，壁的連接和轉(zhuǎn)角處要做成圓弧過度。,凝固特性 熱節(jié)、充型,不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié),三、鑄造圓角,30,鑄件由于凝固、冷卻后的體積收縮，其各部分尺寸均小于模樣尺寸。 為保證鑄件尺寸要求，需在模樣(芯盒)上加一個(gè)收縮的尺寸。加大的這部分尺寸稱為收縮量，一般根據(jù)鑄造收縮率來定。 鑄造收縮率K定義如下：,式中： L模模樣尺寸； L件鑄件尺寸。,鑄造收縮率主要取決于合金的種類，同時(shí)與鑄件的結(jié)構(gòu)、大小、壁厚及收縮時(shí)受阻礙情況有關(guān)。,四、鑄造收縮率,通?；诣T鐵

7、為0.71.0%， 鑄造碳鋼為0.32.0%， 鋁硅合金為0.81.2%， 錫青銅為1.21.4%。,五、芯頭及芯座,型芯的功用：是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。,制作時(shí)型芯及模樣上須做出型芯頭，對(duì)應(yīng)造型時(shí)要在砂型中做凹坑“座位”，使型芯定位。,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮：保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和 液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用，澆注時(shí)砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢引出鑄型等。,型芯頭的作用：,1）定位作用；,2）固定作用；,3）排氣作用。,型芯頭：是型芯的定位、支撐和排氣的部分。,主要確定： 芯頭長度、斜度和間隙。 長度取決于型芯的直徑和長度,芯頭的分類：,1）垂直型芯；,圖4-12 垂直型芯及芯頭,芯頭必須留有一定的斜度。 下芯頭的斜度應(yīng)小些(510)， 上芯頭的斜度為便于合箱應(yīng)大些(615)。h=15150mm,形式：上下都有芯頭；只有下芯頭，無上芯頭； 上下都無芯頭。,型芯頭與鑄型型芯座之間應(yīng)有 14 mm的間隙(S)，以便于鑄型的裝配。,垂直型芯一般都有上、下芯頭; 短而粗