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第一章铸造工艺设计概论一：设计依据：1.生产任务（a铸造的零件图样b零件的技术要求c产品的数量及生产期限）2生产条件（a设备的能力b车间原材料的应用情况和供应情况c工人的生产经验和技术水平d模具等工艺制备制造车间的加工和生产经验）3考虑经济性。二：设计内容和程序：1铸造工艺图（a零件的工艺分析b造型及铸造方法的选择c确定浇注位置和分型面d选工艺参数e设计浇冒口，冷铁和铸肋f砂芯设计）2铸件图，3铸型装配图，4工艺卡。第二章铸造工艺方案的确定(为看懂图例，理解原理准备）一：从避免缺陷方面审查逐渐结构：a合理的壁厚b铸件的结构不应造成严重的收缩阻碍（过渡和圆角）c内壁小于外壁d壁厚均匀，减小肥厚的部分e利用补缩实现顺序凝固f防止铸件翘曲变形g避免浇注系统的大平面。二：从简化铸造工艺方面改进零件结构：a改进妨碍起模的凸台，凸缘和肋板的结构b取消侧凹c改进铸件内腔的结构和减少砂芯d减少和简化分型面e有利于砂芯的固定和排气f减少清理铸件的工作量g简化模具制造h大型复杂件的分体铸造和简化小件的联合制造。三：浇注位置的确定：a铸件的重要部分应尽量置于下部b重要加工面应朝下或呈直立状态c使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷d应保证铸件能充满e应有利于铸件的补缩g避免用吊砂，掉芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验h应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致。四：分型面的选择：a应使铸件全部或大部置于同一半型内b尽量减少分型面的数量c分型面应尽量选用平面d便于下芯，合箱和检查型腔尺寸e不使砂箱过高f受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度g注意减轻铸件清理和机械加工第三章砂芯设计及铸造工艺设计参数一：砂芯的作用：形成铸件的内腔，孔和铸件外形不能出砂的部位。二：芯头的组成：芯头长度，芯头斜度，芯头间隙，压环，防压环和积砂槽。三：铸件尺寸公差：定义：铸件各部分尺寸允许的极限偏差。影响因素：铸件设计要求的精度，机械加工要求，铸件数量和批量，铸造金属及合金种类，采用的铸造设备及工装，铸造工艺方法四：铸件重量公差：定义：以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值机械加工余量：定义;铸件工艺设计时先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。影响因素：铸造合金种类，铸造工艺方法、生产批量，设备及工装的水平。五：起模斜度：定义：为了方便起模。在摸样，芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。六：铸造收缩率：K=(Lm—Lj)/Ljx100%Lm:模样或芯盒工作面尺寸；Lj：铸件尺寸影响因素：合金种类和成分，铸件冷却、收缩时受到的阻力的大小、冷却条件的差异。第四章：浇注系统设计一：浇注系统的组成及各部分的作用？1.浇口杯（外浇口）：承接浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡；阻止其进入型腔；增加充型压力头。2.直浇道：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。3.直浇道窝：金属液对直浇道底部有强烈的冲击作用，并产生涡流和高度紊流区，常引起冲砂、渣孔和大量氧化夹杂物等铸造缺陷。其可改善金属液流动情况。4.横浇道：a.向内浇道分配洁净的金属液；b.储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓c.使金属液流平稳和减少产生氧化夹杂物。5.内浇道：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。二：浇注系统的类型和优缺点？封闭浇注系统：优点：有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。缺点：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。2.开放式浇注系统：优点：进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小金属氧化轻。缺点：阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多。三：按内浇道在铸件上的位置分类：顶注式浇注系统：优点：易充满，减少薄壁件浇不到、冷隔缺陷；充型后上部温度高于底部，利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口的补缩；冒口的尺寸小，节约金属；内浇道和附近受热较轻；结构简单，易于清理。缺点：易造成冲砂缺陷；金属液下落过程中接触空气，出现激溅、氧化、卷入空气等现象，使充型不平稳。易产生砂孔、铁豆、气孔和氧化夹杂物等缺陷；大部分浇注时间，内浇道工作在非淹没状态，相对来说，横浇道阻渣条件较差。1.底注式浇注系统：优点：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳；可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷；无论浇口比是多大，横浇道基本工作在充满状态下，有利于阻渣；型腔内的气体容易顺序排除。缺点：充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和结晶粗大等缺陷；金属液面在上升过程中容易结皮，难以保证高大的铸件充满，易形成浇不到、冷隔等缺陷；金属消耗较大。中间注入式浇注系统：对内浇道以下的型腔部分为顶注式；对内浇道以上型腔部分为底注式。故它兼有顶注式和底注式浇注系统的优缺点。4.阶梯式浇注系统：优点：金属液从底层内浇道流入，型内液面自下而上流经各层内浇道，充型平稳，型腔内气体排除顺利。充型后，上部金属液温度高于下部，有利于顺序凝固和冒口的补缩，铸件组织致密。易避免缩孔、缩松、冷隔及浇不到等铸造缺陷。利用内浇道，可减轻内浇道附近的局部过热现象。缺点：造型复杂，有时要求几个水平分型面，要求正确的计算和结构设计，否则，容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象，或底层进入金属液过多，形成下部温度高的不理想的温度分布。四：什么是奥赞公式?把浇注系统看作充满流动金属液的管道，用水利学原理计算浇注系统阻流最小截面积的基础。适用封闭式浇注系统（S阻=m/ρτμ√2gHp）S阻——阻流截面积m—流经阻流的金属总质量ρ—金属液的密度μ—充填全部型腔时，浇注系统阻流截面积的流量系数Hp充填型腔时的平均计算压力头τ—充填型腔时的总时间五：快慢浇优缺点？1：快浇优点：金属的温度和流动性降低幅度小，易充满型腔。减少皮下气孔倾向。充型期间对砂型上表面的热作用时间短，可减少夹砂结疤类缺陷。对灰铸铁、球墨铸铁件，快浇可充分利用共晶膨胀消除缩孔、缩松缺陷。缺点：对型壁有较大的冲击作用，容易造成胀砂、冲砂、抬箱等缺陷。浇注系统的重量稍大，工艺出品率略低。2：慢浇优点：对型壁的冲刷作用较轻；可防止胀砂、冲砂、抬箱等缺陷。有利型内、芯内气体的排除。对体收缩大的合金，当采用顶注法或内浇道通过冒口时，慢浇可减小冒口。浇注系统消耗金属少。缺点：浇注期间金属对型腔上表面烘烤时间长，促成夹砂结疤和粘砂类等缺陷。金属液温度和流动性降低幅度大，易出现冷隔、浇不到及铸件表面皱纹。慢浇还常降低造型流水线的生产率。第五章冒口、冷铁和铸肋1冒口的定义、种类作用？冒口是铸型内用来存储金属液的空腔，在铸件形成时补给金属作用：防止缩松、缩孔、排气和集渣的作用。分类：a:通用冒口(普通冒口位置分：顶冒口、侧冒口、贴边冒口；依顶部覆盖分：明冒口、暗冒口）b:特种冒口（压力方式分：大气压力冒口、压缩空气冒口、发气压力冒口），加热方式分：保温、发热、加氧电弧加热、煤气加热冒口，易割冒口;铸铁件实用冒口：（直接实用、控制压力冒口，冒口无补缩）2通用冒口的补缩原理？(实现顺序凝固的条件）a：冒口的凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间b：足够的金属液补充铸件的液态和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积c：在凝固期间，冒口和被补缩部分之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。3冒口的形状圆柱形、球顶圆柱形、长(腰)圆柱形、球形及扁球形等多种4选择冒口位置的原则？a.冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁；b.冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位；c.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度；d.冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹；e.尽量用一个冒口同f冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好；g.不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。5冒口的有效补缩距离冒口作用区与末端区长度之和，它是确定冒口数目的依据，与铸件结构、合金成分及凝固特性、冷却条件、对铸件质量要求的高低等多种因素有关，称为冒口补缩距离6铸钢件冒口的设计法是让冒口和冒口颈部先于铸件凝固，利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力，实现自补缩，更有利于克服缩松缺陷。优点:实用冒口的工艺出品率高，铸件品质好，成本低，比普通冒口更实用。6：冷铁的分类：内冷铁和外冷铁作用a在冒口难以补缩部位防止缩孔缩松b防止壁厚交叉部位产生裂纹c与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积d加速个别热节冷却，使铸件接近同时凝固e改善铸件局部金相组织和力学性能防止厚铸件中的偏析.6：内冷铁的四个熔接过程：a浇注后短时间内吸热升温，靠近冷铁的金属液过冷，产生粒状等轴晶b自粒状等轴晶表面生长树枝晶，随时间延长，结晶速度小，直到结晶前沿停止，温度上升到固相线附近c冷铁作用区温度升高，周围已形成的树枝晶重新熔化，冷铁表面达到熔点d冷铁局部或完全熔化，铸件外壁结晶前沿向中心推进而使凝固结束6补贴（衬补、增肉）：为实现顺序凝固和增加补缩效果，在靠近冒口的的铸件壁厚上不加倾斜的金属块6模数法定义和原理？M=V/A铸件体积与面积之比。计算原理：前提是只要铸件的模数相同，其凝固时间相近或相等，冒口凝固时间应大于铸件（被补缩部分）的凝固时间。7实用冒口设计法原理：让冒口和冒口颈先于铸件凝固，利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力，实习自补缩，更有利于克服缩松缺陷。优点：工艺出品率高、铸件品质好，成本低，更实用。8提高通用冒口补缩效率措施？a提高冒口中金属液的补缩压力b延长冒口金属液的保持时间9铸肋又称工艺肋分为：a割肋(收缩肋）防止铸件热裂b拉肋（加强肋）防止铸件变形第六章铸造工艺装备设计1通常按材质的不同，模样分为：木模样、塑料模样和金属模样（1）材料性能要求：耐磨性高，表面光滑，强度高，不易吸潮变（2）材料选择需考虑的因素：造型方法、铸件生产批量及铸件的结构和技术要求。2模板组成：一般模板由模底板、模样、浇冒口系统模、加热元件和定位元件等组成