铸造工艺设计基础

1、铸造工艺设计基础铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点， 技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。 1-1零件结构的铸造工艺性分析铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质 量。还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求 外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸 造工艺性

2、。另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。因此， 为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。一、铸件质量对铸件结构的要求1 .铸件应有合理的壁厚某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围， 选择得当，既可保证铸件性能（机械性能） 要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难

3、。（1 ）壁厚应不小于最小壁厚在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1表7-5表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位：mm）合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/ mmV200200-400400-800800-12501250-20002000碳素铸钢89111416 1820低合金钢8-99-1012162025高锰钢8-91012162025不锈钢、耐热钢8-1110-1212-1616-2020-25-灰铸铁3-44-55-66-88-10

4、10-12孕育铸铁5-66-88-1010-1212-1616-20（HT300 以上）球墨铸铁3-44-88-1010-1212-1414-16铸件最大轮廓为下列值时 mm铸造铝合金 3504.05.03.54.03.54.0表1-3金属型铸件的最小壁厚（单位：mm）铸件尺寸/mm最小壁厚/mm铝硅合金铝镁合金、镁合金铜合金灰铸铁铸钢50 X 502.232.535100X1002.53338225X225343.5410350X350454512表1-4压铸件的最小壁厚（单位：mm）压铸件面积/cm 2锌合金铝合金镁合金铜合金 4002.02.52.02.53.03.5（2）铸件的临界壁厚

5、在铸件结构设计时，为了充分发挥金属的潜力，节约金属，必须考虑铸造合金的力学性 能对铸件壁厚的敏感性。厚壁铸件容易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析和松软等缺陷，从 而使铸件的力学性能下降。从这个方面考虑，各种铸造合金都存在一个临界壁厚。铸件的壁厚超过临界壁厚后，铸件的力学性能并不按比例地随着铸件壁厚的增加而增加，而是显著下降。因此，铸件的结构设计应科学地选择壁厚，以节约金属和减轻铸件重量。在砂型铸造工 艺条件下，各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑。铸件壁厚应随铸件尺寸增大而相应增大，在适宜壁厚的条件下，既方便铸造又能充分发挥材料的力学性能。表7-5，表7-6给出砂型铸造各种铸造合金的临

6、界壁厚。表1-5砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚（单位：mm）当铸件重量（kg）为下列值时合金种类与牌号0.12.52.510 10HT100,HT15081010152025灰铸铁HT200,HT250121512151218HT3001218151825HT3501520152025可锻铸铁KTH300-06KTH390-86101212-KTH350-10KTH370-26101012-球墨铸铁QT400-15QT450-1010152050QT500-7QT230-31418182060碳素铸钢ZG200-400ZG230-4501825-ZG270-500ZG310-5701520-Z

7、G340-6401520-铝合金6106121014镁合金10141218锡合金-68-表1-6碳素铸钢件砂型铸造的临界壁厚（单位：mm）含碳量0.100.200.300.400.50临界壁厚1113.518.52539（3）铸件的内壁厚度砂型铸造时，铸件内壁散热条件差，即使内壁厚度与外壁厚度相等，但由于它 比外壁的凝固速度慢力学性能往往要比外壁低，同时在铸造过程中易在内、外壁 交接处产生热应力致使铸件产生裂纹。对于凝固收缩大的铸造合金还易产生缩孔和缩松，因此铸件的内壁厚度应比外壁厚度薄一些。图1-1铸件内壁的合理结构a, b）不合理c）合理表1-7砂型铸造各种铸造合金件内、外壁厚相差值合金类

8、别铸铁铸钢铸铝铸铜铸件内壁比外壁厚度应减少的相1020203010201520对值%注：铸件内腔尺寸大的取下限对于锻钢制造的轴类零件来说，增大直径便可提高承载能力。但对铸件来说，随着壁厚的增加，中心部分晶粒粗大，承载能力并不随壁厚增加而成比例地增加。因此，在设计较厚 铸件时，不能把增加壁厚当作提高承载能力的唯一办法。为了节约金属，减轻铸件重量，可以选择合理的截面形状，如承受弯曲载荷的铸件，可选用“ T型或“工”型截面。采用加强筋也可减小铸件壁厚。 一般筋厚内壁厚外壁厚。2.铸件壁应合理连接铸件壁厚不均，厚薄相差悬殊，会造成热量集中，冷却不均，不仅易产生缩孔、缩松， 而且易产生应力、变形和裂纹。

9、所以要求铸件壁厚尽量均匀，如图1-2 (a)所示结构中壁厚不均，在厚的部分易形成缩孔，在厚薄连接处易形成裂纹。改为1-2 ( b)结构后，由于壁厚均匀，即可防止上述缺陷产生。也可用薄壁加加强筋结构。加强筋的布置应尽量避免或减 少交叉，防止习惯年成热节。例如钳工划线平台，其筋条布置如图1-3所示。铸件各部分壁厚不均现象有时不可避免，此时应采用逐渐过渡的方式，避免截面突然变化。接头断面的类型大致可分为L、 V、K、T和十字型五种。在接头处，凝固速度慢容易产生应力集中、裂纹、变形、缩孔、缩松等缺陷。在接头形式的选用中，应优选L型接头，以减小与分散热节点及避免交叉连接。逐渐过渡的形式与尺寸如表7-8所

10、示。由表可知，壁厚差别不很大时，采用圆弧 过渡()；壁厚差别很大时，采用L型过渡，在同等情况下，铸钢件的过渡尺寸比铸铁件要大。两壁相交，其相交和拐弯处要作成圆角。图1-2 均匀壁厚避免形成热节举例3 结构斜度进行铸件设计时，凡顺着拔模方向的不加工表面尽可能带有一定斜度以便于起模，便于操作,简化工艺。铸件垂直度越小，斜度越大。虻设计用财舲的力矗进行沧更图3-1-JD不必要的圆角给铸造带来困准O ,c)不合理b) 4合理I-披缝不在转金处2转金处可能有薄的拽缝图31-39砂芯的捣砂面和烘干支承面s凰）於芯并为酒決b、整宦秒芯。）甲面拱于廳d）成渺挑干鞍 町砂齡文承衆于J 一铸件 】一弭亍扳9-戒形

11、躬干祥 一砂聆c)j1枣相矢町三即 . ! , . _ =.）在砂一平面上訛體杠直彌帕女他两瞪A- a 1L J -sck f &综合以上所述，为了保证铸件质量，铸件的合理结构为：1）壁厚力求均匀，减小厚大断面，防止形成热节。办法是将厚大部位挖去一部分；图7-52）内壁厚度应小于外壁。因为内壁冷却慢，适当减薄（图 7-6 ）。3）应有利于补缩和实现顺序凝固。有些铸件铸锭厚度较大或厚度不均。如果该件所用合金的体积收缩较大，则很容易形成缩孔、缩松。此时应仔细审查零件结构，尽可能采取顺序凝固方式，让薄壁处先凝，厚壁处 后凝，使在厚壁处 易于安放冒口补缩，以防止缩孔、缩松。图7-74）注意防止发生翘曲

12、变形。细长杆状铸件，大平板铸件，增加加强筋及改变截面形状床身一类的铸件，其截面形状不允许变化，为防止其变形可采用反挠度，即在模样上采 取反变形量。如果既不能设加强筋，又不能该变截面形状，只好采用人工失效方法消除应力 减少变形。5）应避免水平方向出现较大平面。 大平面铸件的上部型砂时间受金属液体烘烤，容易造成夹砂。解决的办法是倾斜浇注或设计成倾斜壁。 应避免铸件收缩时受到阻碍，否则会造成裂 纹，对于收缩大的合金铸件尤其要注意这一点。4.铸件结构设计原则（1）设计铸件壁厚时应考虑到合金的流动性；流动性越好的合金，充型能力越强，铸造时就不容易产生浇不足、冷隔等缺陷，因此，能 铸出的铸件最小壁厚尺寸也

13、就越小。（2）铸型型腔的形状与尺寸大小是根据铸件的形状与尺寸决定的。不同的型腔形状和尺寸对液态金属的流动的阻力，散热情况是不同的，从而会导致液态金属在型腔内的流动与填充情况不同。因此，铸件结构上应尽量避免突变性的转变、壁厚急剧的变化、细长结构、大的 水平面、高度较大的凸台等。（3） 一个铸件在生产过程中是否出现 缩孔、缩松、变形、热裂、冷裂 等收缩类铸造缺陷， 出现在哪个部位、严重程度如何，都与铸件结构密切相关。由此可以得出指导铸件结构设计 的原则：1）对凝固收缩大，容易产生集中缩孔的合金，如铸钢、球墨铸铁、可锻铸铁、黄铜、无 锡青铜、铝硅共晶合金等，倾向于采用顺序凝固方式铸造。这时在进行铸件

14、结构设计时，应 使铸件结构形式有利于顺序凝固。2）对溶液产生缩松的合金，如锡青铜、磷青铜等采用冒口补缩效果不大，常采用同时 凝固方式来使缩松更分散些；对收缩较小的合金，如铸铁更倾向于采用同时凝固方式铸造。这时铸件的结构应是壁厚均匀，尽量减少金属的聚集与消除热节。对于一些结构形状复杂的 大铸件，也可将其各部分按顺序或同时凝固方式设计。3）尽量使铸件结构有利于自由收缩，如尽量减少铸件的轮廓尺寸，减少突出部分，必 要时可将一个铸件分成几个小铸件，然后用焊接或螺栓连接起来。4）尽量避免产生应力集中的形状，如不应有尖角、不同壁厚之间的连接要平缓。5）应考虑到各种铸造方法的工艺过程、凝固特点、铸型和型芯的

15、特点。尤其市使用金 属铸型和型芯的铸造方法。如金属型铸造、压力铸造，应便于铸件的抽芯和出芯。二、从生产工艺考虑 一简化工艺便于操作 一角度对铸件结构提出的要求铸件结构不仅应有利于保证铸件质量，防止和减少铸造缺陷，而且应保证造型、制芯、 清理等操作的方便，以利于提高生产率和降低成本。因此要求铸件要：1 便于起模。改进妨碍起模的凸台、凸缘，筋板和外表面侧凹。2减少和简化分型面减少分型面的数目，既可减少砂箱数目，又能提高铸件尺寸精度。曲面分型，工艺 复杂，操作不便（制造模样和造型不方便），应尽量做成平直分型面。3改进铸件内腔结构，尽量减少砂芯数量4简化清理操作5增加结构斜度铸件最好有结构斜度。 这样

16、不仅起模方便，也提高铸件 尺寸精度，甚至减少砂芯数 量。对那些不允许有结构斜度的铸件，在制造模样时，应做出角度很小的拔模斜度。三、组合铸件有些大而复杂的铸件，受工厂条件限制，无法生产或虽能生产但质量难以保证，可用“一分为二”或“化整为零”。即分成两个或两个以上的简单铸件，使复杂铸件分成简单件，大件变成小件，铸造完后再用螺栓或焊接方法连接起来。这样做，不仅简化铸造过程， 加工和运输也方便，并使原来无法生产的铸件得以生产。 1-2铸造工艺方案的确定铸造工艺方案包括造型、制芯、铸型种类、浇注位置和分型面等内容。铸造工艺方案是 否先进合理，对获得优质铸件、简化工艺过程、提高生产率、降低成本和改善劳动条

17、件等起着决定作用。一、造型方法的选择1.按铸型种类分：铸型种类主要特点应用情况干型水分少，强度高，透气性好，成本高，劳动条件 差，不易实现机械化，自动化结构复杂，质量要求高，单件，小批中大型铸件湿型不用烘干，成本低，劳动条件好，机械化造型应 用最多；采用硼润土活化砂及高压造型，可以得 到强度高、透气性较好的铸型多用于单批或大批大量的中小 件自硬型水玻璃砂型强度高，硬化快，效率高，粉尘少，一般不须烘 干各种铸件均可应用，对大型铸件 效率更高树脂砂型强度高，可自硬，精度高。铸件易清理，生产效 率高大、中型钢、铁、铝、铜铸件单 批或批量生产.表面烘干型（表面干型）只将表面层烘干（烘干层厚度约为158

18、0 mm）具 有干型的一些优点，避免和克服了干型的缺点同干型相比，生产效率高，成本 低，适用于铸件结构较复杂质量 要求较高的单件、小批量生产的 中、大型铸件双快水泥砂型利用快凝快硬的双快水泥作粘结剂制作铸型，具有自硬快的优点生产效率高，劳动条件好，与水 玻璃流态砂相比，铸铁件无缩沉 和不粘砂，用于单件、成批生产的铸铁件石灰石砂型通常用水玻璃做粘结剂，吹CO2使之硬化或配制 成水玻璃自硬砂，具有硅粉尘少，易清理，可消 除工人矽肺病等目前主要用于钢铸件的生产中。 应用于大型铸钢件时铸件有缩 沉现象2按砂型紧实方式造型方法分：1）手工造型：砂箱造型，脱箱造型，刮板造型，组芯地坑造型2）机器造型：震击

19、，震压，射压，抛砂，气流紧实等3按模样材料分：金属模造型，塑料模造型，木模造型一般中小型铸件应尽可能选用湿型，不用干型（大批量、机械化）；大中型结构复杂、 质量要求高的铸件用表面干型或干型；中大的铸型和砂芯可考虑用自硬性铸型，特别是对于大件铸型和砂芯更为合适。二、浇注位置的确定1 浇注位置：浇注位置指浇注时铸件在铸型内所处的位置。分型面：指两半个铸型互相接触的表面。一般先从保证铸件的质量出发来确定浇注位置，然后从工艺操作出发确定分型面。2 选择浇注位置的主要原则浇注位置的选择，决定于合金的种类、铸件结构及轮廓尺寸、铸件表面质量要求以及现 有的生产条件。选择浇注位置时，主要以保证铸件质量为前提，

20、 同时尽量做到简化造型工艺 和浇注工艺。选择浇注位置的主要原则有：1） 铸件的重要加工面、主要工作面和受力面，应尽量放在低部或侧面，以防止这些表面上产生砂眼、气孔、夹渣等铸造缺陷。因为同一铸件，下边质量好，上边质量较差：气孔、夹渣等铸造缺陷上边多，下边少，且下边补缩良好，组织细密。如图图示车床床身导轨面是关键部位，不允许有任何缺陷，浇注时应把导轨面朝下。 齿轮的轮齿是重要加工面，应将其朝下以保持组织致密，防止铸造缺陷，如图1-22。卷筒、缸筒等圆筒形铸件，关键部位是内外表面。因不可能都朝下。所以应采取立浇， 即重要加工面都在侧面。图 1-23。有时，加工面很多，无法都照顾到，势必使某一加工面朝

21、上，此时，要将重要的加工面 朝下，朝上的 加工面应加大加工余来量。如牛头刨床横船，上下面均有导轨，由于结构复 杂不能平做立浇，只好将导轨加长，面积较大部分放在下边， 上边导轨可加大加工余量或采 取其它措施。2） 尽量使大平面朝下，并采取倾斜浇注，以避免夹砂、夹渣缺陷。倾斜浇注及适当快浇，使金属液上升较快，辐射热不会长期地作用于整个表面上，而 是不断地作用在“新的”表面上，使各处受热时间均小于夹砂形成的临界时间。有时为了方 便造型，采用“横做立浇”、“平做斜浇”的方法。（图1-25）3） 保证铸件有良好的液态金属导入位置，保证铸件充满。较大而壁薄的铸件部分应朝下、侧立、或倾斜以保证金属液的充填。

22、浇注薄壁铸件时要求金属液到达薄壁处所经过的路程或所需的时间愈短愈好，使金属液在静压力的作用下平稳地充填好铸型的各部分。铸件的薄壁部分应放在下边，以免发生浇不足、冷隔。（图1-26）4）应该有利于顺序凝固和补缩。薄壁部分在下，厚大部分在上，以便安放冒口和发挥冒口的补缩效果。如果不能完全做到， 起码也得把热节部分放在侧面。厚大部分尽可能安放 在上部位置， 而对于中、下位置的局部厚大处采用冷铁或侧冒口等工艺措施解决其补缩问题。 (便于放侧冒口图 1-27)5) 尽量减少砂芯数目，使用砂芯时应保证砂芯定位稳固、排气通畅和下芯及检验方便。尽可能避免出现吊砂、吊芯或悬臂芯。吊砂在合箱、浇注时易造成塌箱；吊

23、芯无支撑，不安 全；悬臂芯定位不好，在金属液的冲击和浮力作用下，易发生偏斜。较大的砂芯尽量使芯头 朝下， 挑担砂芯定位可靠。浇注位置应有利于砂芯发的定位和稳固支撑，使排气通畅，避免使用吊芯、悬臂芯。图 1-28， 1-296) 在大批量生产中，应使铸件的毛刺、飞边易于清除。7) 要避免厚实铸件冒口下面的主要工作面产生偏析。8) 应使合箱位置、浇注位置和铸件的冷却位置相一致。避免翻转铸型。 翻转铸型，不仅劳动量大，且易引起掉砂和芯子移动等弊病。三 、 铸型分型面的选择1 分型面 ： 指两半个铸型互相接触的表面。(铸型组元之间的结合面)一般先从保证铸件的质 量出发来确定浇注位置，然后从工艺操作出发

24、确定分型面。合理地选择分型面， 对于简化铸造工艺， 提高劳动生产率，降低生产成本， 提高铸件质量都 有直接的关系。 分型面的选择尽量与浇注位置一致，以避免合型翻转。 一般来说， 要先确定 浇注位置，而后选择分型面，但在分析了各种分型面的利弊之后，可能再次调整浇注位置。 2从工艺操作方便出发，分型面确定原则：1 ) 为了起模方便，分型面一般选在铸件最大截面上，且莫使模样在一箱内的高度过高。图 1-30 所示的铸件中最大截面有两个， 均可选做分型面， 但第(2)方案优于 (1)方案， 可降低模样在下箱的高度。2) 尽量把铸件的 加工面和加工基准面 放在同一半型内(同一砂箱中)，目的是保证铸 件尺寸

25、精度。 图 1-31 所示的管子堵头， 加工时以四方头中心线为基准， 加工外螺纹， 如 果四方头和带螺纹的外圆不同心，则给加工带来困难，甚至无法加工。3) 尽量减少分型面的数目、活块的数目。多一个分型面， 不仅操作不便， 而且增加一个造成尺寸误差的因素， 不利于提高铸件精 度；多一个活块，多一次麻烦，多一个造成尺寸误差的因素。当流水线生产用机器造型时， 一般只允许有一个分型面，尽量不用活块，以砂芯代替活块，图1-32，1-33 所示。4) 分型面尽量选择平直分型面 平直分型面可简化造型过程、模型制造工作量，易于保证尺寸精度(图7-34)。在实际生产中，必要时也可用曲面分型。依铸件形状不同，选择

26、不平分型面，如曲面、凸凹面、 折面、圆铸面等。曲面分型的实例见1-35。5) 尽量减少砂芯数目。 芯子多，操作麻烦，铸件精度降低，且披缝多不易清理。如图1-36 所示接头铸件，若按 a) 图对称分型，则必须制作砂芯，但按 b) 图分型，内孔可用自带砂芯形成。6) 便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。为此，尽量把主要砂芯放在下半箱中。例如，中心距大于700 mm的减速箱盖，采用两个分型面的目的就是便于合箱时检查尺寸， 才能保证铸件壁厚均匀。图 1-47。 1-3铸造工艺参数的确定在编制铸造工艺规程过程中，必须确定一些工艺数据，如收缩率、加工余量、拔模斜度等统称为工艺参数。工艺参数选择的恰当与否，对铸件

27、质量、尤其是尺寸精度、生产率、成本、原材料消耗 等影响很大。一、铸造收缩率铸件凝固之后在固态下的收缩，将使铸件各部分尺寸小于模样尺寸。 为了使铸件冷至室 温的尺寸等于铸件尺寸， 模样尺寸应比铸件尺寸大一些。 加大的这部分尺寸，叫铸件收缩量。 一般以铸造收缩率表示。L模L件铸造收缩率K=L件X100%K值主要与合金种类及具体成分有关，同时也与铸件收缩时受到的阻碍大小有关。同一合金，同样成分，由于铸件结构、大小、厚薄不同，型砂的退让性不同，浇冒口类型及开设 位置不同，砂箱结构及箱带的位置不同，铸件收缩率会有很大差异。鉴于影响因素较多，很难准确确定K值大小。只有通过试生产，多次划线，反复实验，才能准

28、确测得。一些常见铸造合金的K值如表1-7所示。自由收缩指简单厚实铸件的收缩，除此之外的收缩均为受阻收缩。同一铸件的轴向、径向或长宽高三个方向，其收缩值可能不一致，所以重要铸件应按不同方向分别确定K值。K值还与铸型种类有关，湿型铸件收缩率应大于干型铸件收缩率。表1-7常见合金的铸造收缩率合金种类铸造收缩率%自由收缩受阻收缩灰铸铁、中小型铸件1.00.9特大型铸件0. 80.7筒型铸件轴向1.0.90.8径向2. 1.00.5孕育铸铁HT25-471.00.8HT35-611.51.0白口铁1.751.5黑心可锻铸铁壁厚25 mm0.750.5壁厚v 25mm1.00.75球墨铸铁1.00.8铸钢

29、碳钢1.62.01.31.7含铬高合金钢1.31.71.01.4有色金属锡青铜1.41.2无锡青铜2.02.21.61.8锌黄铜1.82.01.51.7铝硅合金1.01.20.81.0铝镁合金1.31.0镁合金1.61.2二、加工余量机械加工余量是指在铸件加工面上留出的、准备切去的（用加工方法去掉）金属层厚度。三、拔模斜度为了便于起模，模型或芯盒在出模方向带有一定斜度，保证起模后不损坏型和芯。拔模斜度总是设在铸件没有结构斜度、垂直分型面（分盒面）的表面上。拔模斜度的具体数据可查表选取。1） 拔模斜度与模样高度有关：模样高度越大，a越大，a越小；2）拔模斜度与模样材质有关：相比之下，金属模略小，

30、木模稍大。拔模斜度的形成有三种方法：增加法、减小法，加减法。三种形成方法的应用条件：对于加工的侧面来说， 拔模斜度是在加上加工余量后作出的，按加法或加减法，对于非加工面的侧面来说，拔模斜度按减法作出，以免安装困难。四、最小铸出孔及槽零件上的孔、槽、台阶等，是铸出还是机械加工，应从质量和节约金属两方面考虑。一 般的说，比较大的孔槽，应该铸出来；铸出来可以节约金属材料，节省加工工时，避免局部 过热造成热节；较小的孔槽或者孔、槽不很小但铸件壁很厚（深径比大），则不宜铸出，直 接加工反而方便；有特殊要求的孔，则一定要铸出；中心距有精度要求的孔最好不铸。五、工艺补正量由于选用的缩尺与实际收缩不符，铸件变

31、形，错箱及偏芯等操作误差而导致铸件加工后的部分厚度小于图纸要求的尺寸。工艺上需增加该部分厚度（在非加工面上加厚）所加厚的部分叫工艺补正量。工艺补正量经常用于带法兰的管子、齿轮等。成批、大量生产的铸件及长期定型的产品、不能使用工艺补正量，而应该修补模具。单件小批生产的铸件、不能在取得经验数据后再设 计模具，为了确保铸件质量，可以使用工艺补正量。六、分型负数和反挠度1 分型负数在砂型铸造时，分型面（即接触面）通常不很平整，尤其是干型，上、下两半型往往 接触不严、不实、为防止浇注时“跑火”，在合箱前要垫上石棉绳、油泥条（垫在下箱分 型面上）。这样就把铸件垂直方向（垂直于分型面）的尺寸加高加长了，与图

32、纸相比，出 现了偏差。为了使铸件尺寸符合图纸要求，在制作模样时，必须事先减去高出的部分，这 个被减去的尺寸叫分型负数。模样的分型负数，按表 7-11选取。由此表可知，1）分型负数值；干型大于表面干型。一般湿型，不是特大的湿型，不存在分型负数；2）分型负数值与砂箱大小有关：砂箱面积越大，不平机率越多，不平度越严重，分型负数也越大。表1-11模样的分型负数（伽）砂箱长度分型负数干型表面十型 500076确定分型负数时要注意：若模样分为两半，且上下两半是对称的，则分型负数在上下两半模样上各取一半，否 贝y,分型负数应在上半模样上取；若模样是一个整的，全位于一个砂箱中，则分型负数留在与砂箱面平行的平面

33、上；（c）多箱造型时，每个分型面都要留有分型负数，且以每节砂箱高度为依据； 湿型一般不留分型负数，但砂箱尺寸大于2m时，也留有分型负数.处在分型面上的砂芯间隙 b不能小于分型负数 a;（ d）2 反变形量壁厚不均的铸件，较大的平板、床身类铸件，铸造后极易发生变形。壁厚越不均匀， 尺寸越大，变形程度越大。为了解决变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相 反方向作出变形量，使铸件冷却后的变形正好与此抵消，得到符合图纸要求的铸件。这种 在模样上事先作出的变形量称为反变形量。显然，通过增大加工余量可以补偿变形，但不如留反变形量经济。 如果铸件刚度好、尺寸小，壁厚差别不大，一般不留反变形量。七、砂

34、芯负数及非加工壁厚负余量1. 砂芯负数由于捣砂过程中，芯盒刚度较差或加、夹紧不好，砂芯向四周涨开；由于刷涂料、涂 料层较厚；由于砂芯在搬运、烘干过程中的变形等原因，使砂芯四周尺寸增大，造成铸件 壁厚减薄。所以在制作芯盒时，将芯盒长、宽尺寸减去一定量，这个被减去的尺寸称为砂 芯负数。砂芯负数的意义在于保证铸件尺寸精确。表1-12铸铁件砂芯负数（伽）砂芯尺寸砂芯负数平均轮廓尺寸高度沿长度沿宽度250500 500235001000 5003310001500 5004415002000 5004420002500 50055表1-13铸钢件的砂芯负数（伽）砂芯尺寸30050050080080013

35、00120015001500200020002500 2500砂芯负数1.52233445566772. 非加工壁厚的负余量手工造型制芯时，为了起模、取芯方便，需要敲击模样、芯盒；木质模样吸朝后会膨 胀，致使非加工壁厚增大，铸件超重。为保证铸件尺寸准确，非加工壁厚及芯盒筋板厚度 应减小，所减小的尺寸成为非加工壁厚的负余量。查表选取。 1-4 砂芯设计砂芯主要用于形成铸件的内孔、腔。某些妨碍起模、不易出砂的外形部分可用砂芯形 成。砂芯的工作条件较为恶劣，因此对砂芯的要求：1）有足够的强度和刚度；2）排气性好；3）退让性好；4）收缩阻力小；5）溃散性好，易出砂。砂芯设计包括：确定砂芯数量，每个砂芯

36、的形状、尺寸；芯头的 个数、形状和尺寸；芯撑、 芯骨；排气方式；芯砂种类及造芯方法等。一、砂芯数量的确定一个铸件所需的砂芯数量，主要取决于铸件结构和铸造工艺方案。确定砂芯数量的原 则是：尽量减少砂芯数量，以减少芯盒、制芯工时费用，降低铸件成本，同时，也应考虑 制芯下芯，检查方便，保证铸件质量精度。1 当内腔或孔的深径比（高度与直径或高度与宽度之比）不很大时，应才用自带砂芯。自 带砂芯的高度和宽度之比不能太大，否则拔模时容易损坏。自带砂芯尺寸查表。2. 砂芯和分块砂芯 整体制造的砂芯，易于保证铸件精度，工装数目少，砂芯强度和刚度较 好。但是，对于尺寸过大、形状复杂的砂芯，仍采用整体砂芯，操作不方

37、便，应分成两个或 几个砂芯来制造。砂芯的分块原是： 填砂面应宽敞； 砂芯支撑面最好是平面，以便于安放和烘干； 分盒面尽量与分型面一致。 分块应便于下芯、合箱及检查，保证铸件精度。 尺寸精度要求高的部分，尽可能用同一砂芯形成； 尺寸过大的砂芯，为了便于造芯、下芯解决车间起重量不够的困难，可以分成几个小砂 芯。每个小砂芯需具有足够的强度和刚度。二、 芯头芯头 芯头是砂芯的重要组成部分。芯头的作用是定位、支撑和排气。芯头在保证定位可靠，支 撑牢固、排气通畅的情况下，其数目越少越好。1 垂直芯头垂直芯头有三种形式，如图 7-46所示；a）上下都作出芯头，定位准确，支撑可靠，排 气通畅。一般常用这种形式

38、。尤其适于高度大于直径的砂芯；b）只作下芯头，不作上芯头，合箱方便。适合于横截面积较大而高度不大的砂芯；c）上、下芯头都不作出，可降低砂箱的高度，便于调整砂芯的位置。适合于比较稳的大砂芯。当L与D之比5倍时，则采取加大的下芯头：D2= （ 1.52.0） D，见图1-47。 有些铸件只能做上芯头，不能做下芯头，此时可采取以下措施：1 ）予埋芯头。如图 1-48，将芯头（上大下小）当作模样的一部分，同模样一起去造型，将芯头予埋 在砂型中。此法适合于重量不大的小芯。2）吊芯 如图 1-49，用铁丝或螺栓将砂芯吊在上箱，吊芯操作麻烦，只适合于单件小批生 产；3）盖板砂芯，如图 1-50，将芯头扩大。搁在下箱中，操作方便，能保证铸件精度，有利于 组织流水生产。4）使用芯撑。件大、形状复杂，砂芯多，不能吊，只能用芯撑支承。2 水平芯头 水平砂芯一般都有两个芯头，定位是可靠的。有时只有一个芯头（悬臂芯），定位不可靠； 或者虽有两个芯头，但可能倾斜或转动，此时可以采取：1）联合芯头（又叫挑担芯头）。如图 1-51 中的 3 号芯。小型弯管接头常用联合砂芯。2）加大或加长芯头，使砂芯重心移入支撑面内（即砂型中）。图1-523）安放芯撑，增加砂芯的支撑点和支撑面积，使砂芯稳固。