第十六讲铸造工艺设计

第十六讲铸造工艺设计主讲：曹光明铸造工艺设计一、浇注位置的选择二、分型面的选择1、加工余量2、起模斜度3、收缩率5、芯头四、浇注系统概述三、主要工艺参数4、铸造圆角五、铸造工艺图的表达铸造工艺设计概述：铸造工艺设计要点：2、铸型分型面的选择；3、工艺参数的确定；4、铸造工艺图的绘制（核心）1、浇注位置的确定；浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。铸型间相互接触的表面。质量要求很高的铸件,应首先满足浇注位置的要求,一般铸件,以简化工艺、降低成本为主，优先考虑分型面定义：在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。作用：制模（模样、芯盒）、造型（芯）、准备生产设备、铸件检验的依据。包含的内容：浇注位置，分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺设计一、浇注位置的确定1、重要加工面、耐磨面、基准面应朝下（或侧面），使其组织致密、质量好。2、铸件最宽大的平面应朝下（或侧面），以防大平面产生夹砂、气孔等缺陷。铸造工艺设计3、铸件的薄壁部分应朝下，以防产生浇不足、冷隔等缺陷。4、铸件的厚大部分应朝上以便设置明冒口补缩。5、型芯安排合理，数目要少，安放稳固。铸造工艺设计二、分型面的选择1、应选在铸件的最大截面处，方便起模。（局部阻碍起模的凸起可做活块）2、尽量使主要加工面和基准面放在同一箱里，以保证位置精度。3、尽量减少分型面数量，最好一个。简化工艺、减少误差、便于机器造型。铸造工艺设计铸造工艺设计4、尽量使用平直分型面，以简化制模及造型工艺。5、应使型腔和主要型芯位于下箱，以便于造型、放芯、检查铸件厚度。铸造工艺设计三、工艺参数的选择1、机加工余量和最小铸孔与铸件大小、合金种类、铸造方法、加工面位置等有关。（1）合金种类：灰口铸铁：表面平整，加工余量少；铸钢：表面不平，加工余量大；有色金属：表面光洁，加工余量少。（2）生产条件：大批量生产，机器造型，加工余量少；小批量生产，手工造型，加工余量大。（3）尺寸及位置：尺寸大，变形大，加工余量大。铸件顶面与底面侧面相比，顶面质量差，加工余量大。孔：铸铁d＜30mm，铸钢d＜60mm，一般不铸出。确定加工余量，需要先确定铸件的尺寸公差等级和加工余量等级。根据GB/T11350-1989的规定，铸件尺寸公差CT分16级，加工余量等级MA分A、B、C、D、E、F、G、H、J共9级。铸造工艺设计三、工艺参数的选择2、起模斜度主要取决于起模高度、造型方法、模样材料。机器造型比手工造型斜度小；木模比金属模斜度大；立壁越高斜度越小；内斜度比外斜度大。非加工面起模斜度有3种形式。铸造工艺设计三、工艺参数的选择3、收缩率与铸件尺寸、合金种类有关。灰铸铁为0.7%~1.0%铸造碳钢为1.3%~2.0%铝硅合金为0.8%~1.2%锡青铜为1.2%~1.4%4、铸造圆角主要是为了减少应力集中，防止冲砂、裂纹等缺陷。一般为邻壁厚度的（1/3－1/5），中小铸件圆角半径为R3-5mm。铸造工艺设计三、工艺参数的选择4、型芯头起定位、支撑型芯及排气的作用。芯头设计主要确定：长度、斜度、间隙。（1）长度l或高度h水平芯头：长度l，取决于芯头直径和型芯的长度。垂直芯头：高度h，一般有上下芯头，短而粗的型芯可省去上芯头。（2）斜度α垂直芯头有斜度。一般上芯头斜度大（6-15°），便于合箱；下芯头斜度小，（5-10°）增加稳定性。（3）芯头间隙s芯头与芯座间应留有1-4mm间隙s，方便下芯。铸造工艺设计四、浇注系统金属液体流入铸型型腔的通道。漏斗形锥形分配流向，梯形截面直接和型腔相连的部分，截面扁梯形铸造工艺设计五、铸造工艺图名称工艺符号和表示方法名称工艺符号和表示方法分型线用红线表示，并用红色写出“上、中、下”字样分模线用红线表示，在任一端面画“”符号分型分模线用红线表示机加工余量用红线表示（本图用细实线代）在加工符号附近注明加工余量数值铸造工艺设计不铸出孔和槽不铸出的孔和槽用红色线打叉浇注系统位置与尺寸用红色线或红色双线表示，并注明各部分尺寸芯头斜度与芯头间隙用蓝色线表示（本图用细实线代），并注明斜度和间隙数值，有2个以上的型芯时，用“1#”、“2#”等标注铸造工艺设计以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。（1）分析生产性质（2）浇注位置和分型面（3）确定加工余量查表6-7得尺寸公差等级为CT13，查表6-9得加工余量等级为MA-H。φ200mm大端面是顶面，按规定顶面和孔的加工余量等级应降一级，故降为MA-J级，查表6-10得余量为8.5mm。台阶面按MA-H查表得余量7mm。铸造工艺设计以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。（1）分析生产性质（2）浇注位置和分型面（3）确定加工余量φ200mm外圆面按MA-H查表得余量7mm。φ120mm小端面、外圆面按MA-H查得余量5.5mm。φ60mm孔按高度尺寸80mm和MA-J等级查表得余量5.5mm。铸造工艺设计以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。（1）分析生产性质（2）浇注位置和分型面（3）确定加工余量（4）确定起模斜度因全部加工采用增厚法两处平行于起模方向的侧壁高度均为40mm，查表6-11得起模斜度a为l.0mm。考虑起模斜度和余量，上端分别增加8和7mm，下端分别增加6.5和5.5mm。（5）确定收缩率按小铸铁铸件查表6-12得收缩率1%。铸造工艺设计以联轴器为例，说明铸造工艺设计步骤。联轴器零件图如图。材料HT200，小批生产，砂型铸造，手工造型。（1）分析生产性质（2）浇注位置和分型面（3）确定加工余量（4）确定起模斜度（5）确定收缩率（6）铸造圆角按经验一般中小件圆角为3-5mm，取R内为4mm；R外为2mm。（7）芯头尺寸查有关手册。（8）浇注系统设计（略）铸造工艺设计表6-7成批和大量生产铸件的尺寸公差等级造型工艺方法公差等级CT铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金砂型手工造型11-1311-1311-1310-1210-129-11砂型机器造型8-108-108-108-108-107-9金属型7-97-97-97-96-8压力铸造6-85-7熔模铸造5-75-75-74-64-6铸造工艺设计表6-9成批和大量生产铸件的机械加工余量等级铸造工艺方法、尺寸公差、加工余量加工余量等级铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合金砂型手工造型CT11-1311-1311-1310-1210-129-11MAJHHHHH砂型机器造型CT8-108-108-108-108-107-9MAMGGGGG金属型CT7-97-97-97-96-8MAFFFFF压力铸造CT6-85-7MAEE熔模铸造CT5-75-75-74-64-6MAEEEEE铸造工艺设计表6-10与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量尺寸公差等级12131415加工余量等级GHJGHJHJHJ基本尺寸加工余量数值/mm大于至-1004.55.06.06.06.57.57.58.59.0103.03.54.54.04.55.55.06.05.56.51001605.56.57.57.08.09.09.01011.124.05.06.04.55.56.56.07.07.08.01602507.08.09.58.59.511111313155.06.07.56.07.08.57.59.08.5102504008.09.0119.5111313151517铸造工艺设计表6-11起模斜度α的数值测量面高度金属模木模≤200．5-1．00．5-1．5＞20-500．5-1．21．0-1．5＞50-1001．0-1．51．5-2．0＞100-2001．5-2．02．0-2．5＞200-3002．0-3．02．5-3．5＞300-5002．5-4．03．5-4．5铸造工艺设计表6-12铸造收缩率铸件种类收缩率/%有阻碍收缩自由收缩灰铸铁小型铸件0.91.0中型铸件0.80.9大型铸件0.70.8碳钢铸件1.0-1.71.6-2.0