《砂型铸造工艺设计》PPT课件.ppt

1、a,1,材料成形技术基础,a,2,砂型铸造工艺设计,铸造工艺设计 ：在生产铸件之前，首先要编制出控制 铸件生产工艺过程的技术文件。 本章主要介绍砂型铸造工艺设计。 主要内容：铸造工艺方案的确定 铸造工艺参数的确定 浇注系统和冒口的确定 铸造工艺方案及工艺图示例,a,3,第一节 铸造工艺方案的确定,具体内容： 选择铸件的浇注位置及分型面； 确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸； 确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角 及收缩率等）； 浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置； 绘制铸造工艺图。,a,4,a,5,a,6,a,7,一、浇注位置的选择,浇注位置：浇注时铸

2、件在铸型中所处的空间位置。,1.铸件的重要加工面和受力面应朝下或位于侧面,上,下,下,上,3.铸件的大平面应朝下,2. 应将面积较大的薄壁部位置于铸型下部，或使其倾斜位置,4.为防止铸件产生缩孔、缩松的缺陷，应使铸件的厚大部位朝 上或侧放,上,下,下,上,a,8,二、分型面的选择,1. 分型面应选在铸件的最大截面处。,2. 应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件 的尺寸精度。,3. 应尽量减少分型面的数量，并尽可能选择平面分型。,上,下,中,a,9,a,10,4. 为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。,上,下,上,下,上,下,上,下,a,11,三、型

3、芯形状、数量及分块,型芯用来形成铸件内腔或外形妨碍起模的部位。,多块型芯拼装时，必须考虑每块型芯的下芯顺序。,a,12,第二节、工艺参数的确定,1机械加工余量和铸孔,机械加工余量：在铸件需要进行切削加工的表面上增加的一 层金属层厚度。, 铸件机械加工余量应与铸件尺寸公差配套使用，规定机 械加工余量的代号用字母MA表示，加工精度由精到粗分 为A、B、C、D、E、F、G、H、J共九个等级。,a,13,a,14, 使用表4-3，应遵守以下几条规定：, 表中每栏有两个加工余量数值，上面的是单侧加工时的加工余量，下面的是双侧加工时每侧的加工余量。, 在小批和单件生产中，铸件的不同加工表面允许采用相同的加

4、工余量数值。,用砂型铸造的铸件，其顶面(相对于浇注位置)的加工 余量等级应比底、侧面加工余量等级降一级选用。 例如：某铸件的底、侧面的加工余量为CTl0级、MA一G级，其顶面加工余量则应为CT11级、MA-H级。, 砂型铸造中孔的加工余量等级，可采用与顶面相同的等级。,a,15,表4-4 铸件的最小铸出孔直径,注： 若孔很深，孔径很小，一般不铸出； 不加工的特形孔，原则上应铸出； 非铁金属铸件上的孔，应尽量铸出。,a,16,2起模斜度,在造型和造芯时，为了顺利起模而不致损坏砂型和砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度，这个斜度称为起模斜度。 若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工

5、艺设计时给出铸件的起模斜度。,a,17,起模斜度在工艺图上的标注：用角度或宽度a(mm)表示。 用机械加工方法加工模具时，用角度标注； 用手工加工模具时，用宽度标注。 起模斜度的大小应根据模样的高度、表面粗糙度以及造型方法来确定，如表4-5所示。,a,18,3铸造圆角,4铸造收缩率,5 型芯及芯头,圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/31/2。,通常灰铸铁为0.71.0%，铸造碳钢为1.32.0%，铝硅合金为0.81.2%，锡青铜为1.21.4%。,型芯的功用是形成铸件的内腔、孔洞和形状复杂阻碍起模部分的外形。,芯头的作用：,1）定位作用；,2）固定作用；,3）排气作用。,a,19,a,20

6、,第三节、浇注系统和冒口,一、浇注系统 引导金属液流入型腔的一系列通道的总称。,1. 浇注系统的组成及作用 组成：浇口杯、直浇道、横浇道 和内浇道等。 作用：通道。,a,21, 内浇道总横截面尺寸S内的确定 理论上：用水力学公式计算； 生产中：根据有关经验图表直接查出。 浇注系统其它组员横截面尺寸的确定 封闭式浇注系统 S直S横S内 S直S横S内=1.151.11 开放式浇注系统 S直S横S内 S直S横：S内=124,2. 浇注系统尺寸的确定,a,22,3.常见浇注系统的类型,(1)顶注式浇注系统,优点：金属液自由下落，自下而上地逐渐充满型腔，利于定 向凝固和补缩； 缺点：冲击力大(与铸件高度

7、有关)，充型不平稳，易发生飞 溅、氧化和卷入气体的现象，使铸件产生缺陷。 用途：这种浇注系统多用于质量不大、高度不高和形状简单 的薄壁或中等壁厚的铸件； 易氧化金属铸件则不宜采用。,内浇道开设在铸件的顶部,a,23,(2) 分型面(中间)注入式浇注系统,优点：内浇道开设在分型面上，能方便地按需要进行布置， 有利于控制金属液的流量分布和铸型热量的分布。 应用：应用普遍，适用于中等质量、高度和壁厚的铸件。,内浇道开设在分型面上,a,24,(3) 底注式浇注系统,内浇道开设在型腔底部,优点：金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯、飞溅和氧化及由此引起的铸件缺陷；型内气体易于逐渐排出，整个浇注系统充满较

8、快，利于横浇道撇渣。 缺点：型腔底部金属液温度较高，而上部液面温度较低，不利于冒口的补缩。 故采用底注式浇注系统时，应尽快浇注。 应用：底注式浇注系统多用于易氧化的合金铸件。,a,25,(4) 阶梯式浇注系统,具有多层内浇道的浇注系统,优点：兼有底注式和顶注式的优点，又克服了两者的缺 点，既注入平稳，减少了飞溅，又利于补缩。 缺点：浇注系统结构复杂，增大了造型及铸件清理工作量。 应用：它多用于高度较高、型腔较复杂、收缩率较大或品质 要求较高的铸件。,a,26,4、内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则,应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。,内浇道尽

9、量不开设在铸件的重要部位。因内浇道附近易局部过热而造成铸件晶粒粗大，并可能出现疏松，进而影响铸件品质。,内浇道不应妨碍铸件收缩。如图416所示的圆环铸件，其四个内浇道做成曲线形状，就不会阻碍铸件向中心的收缩，避免了铸件的变形和裂纹。,a,27,内浇道应开在容易清理和打磨的地方。如图417所示的开在铸件砂芯内的内浇道就难以清除。,当合金收缩较大且壁厚有一定差别时，宜将内浇道从铸件厚壁处引入，以利铸件定向凝固；而对壁薄而轮廓尺寸又较大的铸件，宜从铸件薄壁处引入，以利铸件同时凝固，减小铸件的内应力、变形量，防止裂纹产生。,a,28,二. 冒口,冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。 应放置在铸件的热节圆直径dy较大的部位。,冒口,普通冒口,特种冒口,明冒口,暗冒口,保温冒口 发热冒口 大气压力冒口 易割冒口,a,29,冒口尺寸计算方法,比例法 ：基本原理是使冒口根部的直径d大于铸件被补缩处的热节圆直径dy，冒口高度H由所选定