第3讲砂型铸造

1、材料成型基础材料成型基础 刘志卫单位：机械工程学院 机械制造与自动化教研室手机邮箱：安徽理工大学安徽理工大学材料成型基础材料成型基础第三讲第三讲 砂型铸造砂型铸造砂型铸造砂型铸造砂型铸造主要内容砂型铸造主要内容p砂型铸造造型（造芯）方法p砂型铸造工艺设计p铸件结构设计p浇冒口系统设计砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 制造砂型的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。砂型

2、铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法手工造型手工造型机器造型机器造型整模造型整模造型活块造型活块造型分模造型分模造型震实式造型震实式造型震压式造型震压式造型抛砂造型抛砂造型射砂造型射砂造型造型方法造型方法三箱造型三箱造型假箱造型假箱造型挖砂造型挖砂造型p 手工造型手工造型Hand Molding操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短；生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。p 按砂箱特征：按砂箱特征：两箱、三箱、地坑、脱箱p 按模样特征：按模样特征：整模、分模、挖砂、活块、刮板等砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法

3、p 手工造型手工造型Hand Molding砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法砂箱砂箱刮砂板刮砂板底板底板砂舂砂舂通气针通气针 起模针起模针皮老虎皮老虎镘刀镘刀镘勺镘勺提勾提勾砂箱及造型工具砂箱及造型工具p 手工造型手工造型-整模造型整模造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：模样为一整体，分型面为一平面，不会产生错型。模样为一整体，分型面为一平面，不会产生错型。应用应用：最大截面靠一端且为一平面的铸件。最大截面靠一端且为一平面的铸件。如如齿轮齿轮等。等。轮罩轮罩上砂箱上砂箱下砂箱下砂箱浇口棒浇口棒模样模样分型面分型面p 手工

4、造型手工造型-整模造型整模造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-分模造型分模造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：模样在最大截面处分开，模样一分二，模样在最大截面处分开，模样一分二，制作模样麻制作模样麻烦，易偏箱和错箱。烦，易偏箱和错箱。应用应用：最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。如如套筒、水管、阀体、箱体套筒、水管、阀体、箱体等。等。套筒套筒上半模上半模下半模下半模分型面分型面p 手工造型手工造型-分模造型分模造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯

5、）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-挖砂造型挖砂造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：模样为一整体，分型面为一曲面，挖去阻碍起模模样为一整体，分型面为一曲面，挖去阻碍起模的型砂才能取模。的型砂才能取模。造型麻烦、生产率低。造型麻烦、生产率低。 应用应用：适宜中小型、分型面不平的铸件。适宜中小型、分型面不平的铸件。下砂箱下砂箱模样模样挖去分型挖去分型面上的砂面上的砂放置上放置上砂箱砂箱p 手工造型手工造型-挖砂造型挖砂造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-活块造型活块造型砂型铸造砂型铸造砂

6、型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：阻碍起模部分和模样做成两部分。阻碍起模部分和模样做成两部分。操作难度较大，操作难度较大，生产率低。生产率低。 应用应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。以起模的铸件。 模样模样模样模样可用钉子、燕尾榫（可用钉子、燕尾榫（sun）槽等方法连接槽等方法连接分型面分型面p 手工造型手工造型-活块造型活块造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-刮板造型刮板造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：

7、刮板形状和铸件截面相同，代替模样，省去制模工序。刮板形状和铸件截面相同，代替模样，省去制模工序。应用应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮带轮皮带轮。砂砂 箱箱刮板刮板p 手工造型手工造型-刮板造型刮板造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-三箱造型三箱造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：三个砂三个砂三箱造型三箱造型箱，箱，中箱高度与中间模样高度相等中箱高度与中间模样高度相等，要特制。要特制。操作复杂操作复杂，生产率低生产率低。 应用应用：单件小批生产，

8、适合于中间截面小，两端截面大铸件单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大铸件视频视频:实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法上砂箱上砂箱中砂箱中砂箱下砂箱下砂箱分型面分型面分型面分型面p 手工造型手工造型-三箱造型三箱造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-假箱造型假箱造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：将模型置于假箱或成型底板上，直接造出曲面，代将模型置于假箱或成型底板上，直接造出曲面，代替挖砂造型，操作较简单。替挖砂造型，操作较简单。应用应用：用于小批或成

9、批生产，分型面不平的铸件。用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。p 手工造型手工造型-假箱造型假箱造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 手工造型手工造型-地坑造型地坑造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：地坑造型在地面以下的砂坑中造型，一般只用上箱，地坑造型在地面以下的砂坑中造型，一般只用上箱，可减少砂箱投资。但造型劳动量大，要求工人技术较高。可减少砂箱投资。但造型劳动量大，要求工人技术较高。应用应用：生产批量不大的大、中型铸件，可节省下箱。生产批量不大的大、中型铸件，可节省下箱。p 机器造型机器造型定义：定义：将手工造

10、型中的紧砂和起模实现了机械化的方将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方紧砂方法：紧砂方法：压实、震实、震压等，以压实、震实、震压等，以震压震压紧砂法为主紧砂法为主起模方法：起模方法：顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。特点：特点：生产率高，精度较高；生产率高，精度较高； 节约金属；节约金属； 改善了劳动条件；改善了劳动条件； 设备投资较大。设备投资较大。应用：应用： 砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 机器造型机器造型-射压造型射压造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：分型面呈垂直状：分型面呈

11、垂直状态，靠射砂初步紧实后态，靠射砂初步紧实后再补加侧向高压压实。再补加侧向高压压实。无需砂箱无需砂箱应用应用：大批量生产灰铸：大批量生产灰铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁及有色金属的中小型铁及有色金属的中小型铸件。铸件。p 机器造型机器造型-微震压实造型微震压实造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：噪音低，适应性：噪音低，适应性强，工作可靠，造价低强，工作可靠，造价低应用应用：流水线：流水线p 机器造型机器造型-高压造型高压造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：压头形状随模型：压头形状随模型变化，紧实

12、度均匀。变化，紧实度均匀。应用应用：广泛：广泛p 机器造型机器造型-抛砂造型抛砂造型砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法特点特点：效率高，噪音小：效率高，噪音小；起模、翻箱需要另外的设备，起模、翻箱需要另外的设备，紧实度与工人水平有关紧实度与工人水平有关应用应用：中大型铸件的造：中大型铸件的造型。型。p 造芯p 用途：制作空心或外壁内凹的铸件，或铸件具有影响起模的外凸时，经常要用到型芯，制作型芯的工艺过程称为造芯。p 注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。砂

13、型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 制芯制芯-壳芯机制芯壳芯机制芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法材料：酚醛树脂覆膜砂材料：酚醛树脂覆膜砂加热：加热：260-300260-300C C时间时间1-5min1-5min厚度厚度6-12mm6-12mmp 制芯制芯-壳芯机制芯壳芯机制芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法材料：材料：冷芯盒：冷芯盒：油砂、合脂砂油砂、合脂砂热芯盒：热芯盒：热固性树脂砂热固性树脂砂特点：特点：生产率高，砂芯生产率高，砂芯质量好质量好应用：应用：大批量流水线大批量流水线砂型铸造砂型

14、铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 模具与成品模具与成品砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 模具与成品模具与成品砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法p 模具与成品模具与成品砂型铸造砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 目的：获得合格铸件；减小铸型制造的工作量；降低铸件成本。p 在砂型铸造的生产准备过程中，必须制订出合理的铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 内容：砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型

15、铸造工艺设计砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计铸造方铸造方法选择法选择造型及造型及造芯方法造芯方法选择选择浇注位浇注位置选择置选择分型面分型面选择选择工艺方案的确定工艺方案的确定p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置p 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，避免砂眼气孔和夹避免砂眼气孔和夹渣渣砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置p 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，

16、避免砂眼气孔和夹避免砂眼气孔和夹渣渣砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计伞齿轮伞齿轮p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置p 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，避免砂眼气孔和夹避免砂眼气孔和夹渣渣砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置p 厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计起重机卷筒起重机卷筒p 浇注位置的选择浇

17、注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置p 厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置 平板圆盘大面应朝下，平板圆盘大面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。减少辐射防开裂夹渣。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置 薄壁大面朝下或垂直或倾斜，薄壁大面朝下或垂直或倾斜，防止产生浇不足冷隔。防止产生浇不足冷隔

18、。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计摩托车曲轴摩托车曲轴箱箱p 浇注位置的选择浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置浇注时铸件在铸型中所处的位置 便于砂芯的安放、固定和排气，便于砂芯的安放、固定和排气，避免采用吊芯、悬臂砂芯。避免采用吊芯、悬臂砂芯。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工

19、作量。工的工作量。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计起重臂起重臂p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工

20、艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计绳轮采用砂芯使三箱造型变为两箱造型绳轮采用砂芯使三箱造型变为两箱造型电梯绳轮电梯绳轮p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 全部大部同一箱，保证精度利加工全部大部同一箱，保证精度利加工砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计管子堵头管子堵头p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面

21、铸型间相互接触的表面 尽量使主要型腔和砂芯放在下半型，以便于下芯、合箱和尽量使主要型腔和砂芯放在下半型，以便于下芯、合箱和检查型腔尺寸检查型腔尺寸砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 选择分型面不应削减铸件的结构强度选择分型面不应削减铸件的结构强度砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 不使砂箱过高不使砂箱过高砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 减少铸

22、件的清理工作量减少铸件的清理工作量砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-箱体件的分型方案选择箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-箱体件的分型方案选择箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-箱体件的分型方案选择箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计

23、砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-箱体件的分型方案选择箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-三通管的分型方案选择三通管的分型方案选择砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 分型面的选择分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型间相互接触的表面 案例分析案例分析-该如何选？该如何选？砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 浇注位置与分型面的关系浇注位置与分型面的关系 在保障质量前提下，先

24、选浇注位置、再选分型面。在保障质量前提下，先选浇注位置、再选分型面。 在考虑经济性和加工条件下，先选分型面，再选浇注位置。在考虑经济性和加工条件下，先选分型面，再选浇注位置。 在实际中，具体问题具体分析，抓主要矛盾，次要矛盾从在实际中，具体问题具体分析，抓主要矛盾，次要矛盾从工艺措施方面解决。工艺措施方面解决。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定-加工余量加工余量p 为切削加工而加大的尺寸。为切削加工而加大的尺寸。数值取决于：数值取决于：批量、合金种类、大小、加工面与基准

25、面之间的距离及浇注位置等。机器造型：机器造型：铸件精度高，余量可减小；手工造型：手工造型：误差大，余量应加大。铸钢表面粗糙，余量应大；非铁合金表面光洁，余量应小尺寸大或加工面与基准面间的距离大，误差大，余量也大朝上表面产生缺陷的机率大，其余量应比底面和侧面大。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定-加工余量加工余量p 加工余量必须认真选取：加工余量必须认真选取：余量过大，余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料；切削加工费工，且浪费金属材料；余量过小，余量过小，制品会因残留黑皮而报废。制品会因残留黑皮而报废。单件、小批生产的小铸铁件的加工余量为单件、小批

26、生产的小铸铁件的加工余量为4.55.5mm。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定-孔、槽孔、槽p 要考虑铸出的要考虑铸出的可能性、必要性和经济性可能性、必要性和经济性。一般。一般大孔大孔用下芯用下芯的方式铸出，而的方式铸出，而小孔小孔则用机加工完成。则用机加工完成。p 单件、小批生产的小铸铁件上单件、小批生产的小铸铁件上直径小于直径小于30 mm的孔的孔一般不一般不铸出。铸出。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定-起模斜度起模斜度p 为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造

27、模样时必须留出一定的倾斜度。p 在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计起模斜度起模斜度无有p 工艺参数的确定工艺参数的确定-收缩率收缩率p 铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率K：砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 工艺参数的确定工艺参数的确定-铸造圆角铸造圆角p 定义：定义：指设计铸件时，在璧间的连接和拐角处，应设计处圆弧过渡，此圆弧称为铸造圆角。p 作用：作用：可避免热节形成；改

28、善应力分布；避免砂型损坏和产生砂眼。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计凝固特性凝固特性热节、充热节、充型型p 工艺参数的确定工艺参数的确定-型心头型心头p 型芯：型芯：功用是形成铸件内腔，孔洞和阻碍起模部分的外形p 芯头：芯头：指伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分，其功用是定位、支撑和排气。 砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计p 生产之前，编制出生产工艺的技术文件。工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等，它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。p 因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起

29、着决定性的作用。砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计连接盘零件图连接盘零件图连接盘连接盘p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例-确定浇注位置和分型面确定浇注位置和分型面砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例-确定浇注位置和分型面确定浇注位置和分型面砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例

30、-确定起模斜度确定起模斜度砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例-确定型芯确定型芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计p 铸造工艺设计铸造工艺设计p 铸造工艺图绘制举例铸造工艺图绘制举例-绘制工艺图绘制工艺图砂型铸造砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造工艺设计砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸件结构设计保证工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，铸件结构设计合理与否，对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。满足使用要求前提下，尽可能考虑可行性和经济性。满足使用

31、要求前提下，尽可能考虑可行性和经济性。原则：原则：保证质量、降低成本、条件可能。保证质量、降低成本、条件可能。 砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸件结构设计p （一）铸件结构应使铸造工艺过程简化p （二）铸件结构应适应合金铸造性能的要求砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便避免侧凹，减少分型面砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便避免侧凹，减少分型面砂型铸造砂型铸造

32、砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便尽可能使用平直分型面砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便加强肋和凸台应便于起模砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便加强肋和凸台应便于起模砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外

33、形必须力求简单、造型方便加强肋和凸台应便于起模砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的外形必须力求简单、造型方便侧壁应有结构斜度砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的内腔必须力求简单、尽量少用型芯尽量少用或不用型芯砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的内腔必须力求简单、尽量少用型芯型芯应便于定位固定和排气砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造

34、工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件的内腔必须力求简单、尽量少用型芯型芯应便于定位固定和排气砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件应尽量简化模样、芯盒的制造尽量采用规则的平面、圆柱面尽量采用规则的平面、圆柱面砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造工艺对铸件结构设计的要求铸造工艺对铸件结构设计的要求p 铸件应尽量简化模样、芯盒的制造大型复杂件，在不影响刚度、精度的情况下，采用分体铸大型复杂件，在不影响刚度、精度的情况下，采用分体铸造造砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构

35、设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚铸件应有合适的壁厚铸件应有合适的壁厚-最小壁厚最小壁厚 最小壁厚：最小壁厚：在工艺条件下，铸造合金能充满型腔最小厚度。在工艺条件下，铸造合金能充满型腔最小厚度。 临界壁厚：临界壁厚：铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。倍。 缺陷分析：缺陷分析：铸件壁厚太小，易产生浇不足、冷隔等缺陷；铸件壁厚太小，易产生浇不足、冷隔等缺陷； 壁厚太大，易产生缩孔、壁厚太大，易产生缩孔、 缩松等缺陷。缩松等缺陷。 结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间砂型铸

36、造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚铸件壁厚尽量均匀铸件壁厚尽量均匀砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚铸件壁厚尽量均匀铸件壁厚尽量均匀砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚铸件壁厚尽量均匀铸件壁厚尽量均匀砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚铸件壁厚尽量均匀铸件壁

37、厚尽量均匀砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁厚实现同时凝固实现同时凝固砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁间连接转角处应有圆角转角处应有圆角砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁间连接应避免交叉、锐角接头应避免交叉、锐角接头 砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 铸件的壁间

38、连接不同壁厚连接应逐渐过渡不同壁厚连接应逐渐过渡砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 避免变形和开裂的结构减缓肋、辐收缩的阻碍减缓肋、辐收缩的阻碍砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计（a）（b）（c）p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 避免变形和开裂的结构避免出现过大的水平面避免出现过大的水平面砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 避免变形和开裂的结构合理设置加强肋合理设置加强肋砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设

39、计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 避免变形和开裂的结构合理设置加强肋合理设置加强肋砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计p 铸造合金对铸件结构设计的要求铸造合金对铸件结构设计的要求p 避免变形和开裂的结构合理设置对称结构合理设置对称结构砂型铸造砂型铸造砂型铸造结构设计砂型铸造结构设计砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的定义浇注系统的定义p 铸造的目的：铸造的目的：金属液平稳地充满型腔。 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计司母戊鼎 发动机缸盖飞机叶片p 浇注系统的定义浇注系统的定义p 铸造的目的：铸造的目的

40、：金属液平稳地充满型腔。 p 定义：定义：为填充铸型型腔而开设于铸型中的一系列通道。砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 假设铸造的对象：方鼎方鼎p 仅用于示意，不代表实际生产工艺砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计浇口杯直浇道直浇道窝铸型横浇道横浇道末端延长段内浇道p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计广义来讲：浇包、浇注设备、出气孔也属于浇注系统的一部分。p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构砂型铸造砂

41、型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计浇口杯1.1.承接金属液防止飞溅和溢出，便于浇注；承接金属液防止飞溅和溢出，便于浇注； 2.2.减轻液流冲击铸型；减轻液流冲击铸型； 3.3.分离熔渣和气泡；分离熔渣和气泡；4.4.增加充型压头。增加充型压头。 p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计结构简单体积小节约金属阻渣差中小铸件结构复杂体积大浪费金属阻渣好中大铸件p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 直浇道内金属液流动形态为上大下小的倒锥形 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.引导金属液进入横浇道；引导金属液进入横浇道；2.2.提供充型

42、压头。提供充型压头。 直浇道p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 直浇道内金属液流动形态为上大下小的倒锥形 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.减缓液流冲击；减缓液流冲击；2.2.改善内浇道的流量分布。改善内浇道的流量分布。 直浇道窝p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 直浇道内金属液流动形态为上大下小的倒锥形 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.向内浇道分配洁净的金属液；向内浇道分配洁净的金属液；2.2.使金属液平稳流动，阻渣浮气；使金属液平稳流动，阻渣浮气；3.3.储留最初浇入的低温金属液和渣液。储留最初浇入的低温金属液和渣液。 横浇道横浇道窝p

43、 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 直浇道内金属液流动形态为上大下小的倒锥形 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.控制金属液的充型是速度和方向；控制金属液的充型是速度和方向；2.2.合理分配金属液；合理分配金属液；3.3.调节铸件各部分的温度和凝固顺序。调节铸件各部分的温度和凝固顺序。 内浇道p 浇注系统的典型结构浇注系统的典型结构p 内浇道的设计原则位置、数目应服从选定的凝固顺序和补缩方法；不应冲击细小的砂芯、型壁、冷铁和芯撑；尽量采用薄的内浇道（1/2）；尽可能补设置在铸件质量要求高的部位；尽量使金属液的流程最短；应便于从铸件上清除和打磨。 砂型铸造砂型铸造浇冒口系统

44、设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 分类分类按各组元截面比分按各组元截面比分按内浇道与铸件的相对位置分按内浇道与铸件的相对位置分砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分p 对于浇注系统，将各组元的最小截面积分别表示为：对于浇注系统，将各组元的最小截面积分别表示为： F F杯杯、F F直直、F F横横、F F内内p 浇注系统中截面积最小的部位称为阻流段，其截面积表示浇注系统中截面积最小的部位称为阻流段，其截面积表示为为F F阻阻。砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系

45、统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭式浇注系统（充满式）封闭式浇注系统（充满式） F F阻阻=F=F内内p 即浇注系统的阻流段为即浇注系统的阻流段为内浇道内浇道。这时，在正常浇注条件下。这时，在正常浇注条件下，金属液充满所有组元。，金属液充满所有组元。p 形成：形成： F F杯杯F F直直FF横横FF内内砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭式浇注系统（充满式）封闭式浇注系统（充满式）砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计特点特点1.1.阻渣效果好，

46、不卷气；阻渣效果好，不卷气；2.2.充型速度大，易产生喷溅和冲砂，易氧化；充型速度大，易产生喷溅和冲砂，易氧化；3.3.布置紧凑，易清理。布置紧凑，易清理。p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭式浇注系统（充满式）封闭式浇注系统（充满式）砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.湿型中小型铸铁件湿型中小型铸铁件2.2.干型中大型件干型中大型件3.3.易氧化的有色金属不能用易氧化的有色金属不能用p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -开放式浇注系统（非充满式）开放式浇注系统（非充满

47、式） F F阻阻=F=F直直p 即浇注系统的阻流段为即浇注系统的阻流段为直浇道直浇道。这时，在正常浇注条件下。这时，在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元。，金属液不能充满所有组元。p 形成：形成： F F杯杯F F直直FF横横FF内内砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -开放式浇注系统（非充满式）开放式浇注系统（非充满式）砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计特点特点1.1.阻渣效果差，易卷气阻渣效果差，易卷气2.2.充型平稳，金属氧化轻充型平稳，金属氧化轻p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类

48、型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -开放式浇注系统（非充满式）开放式浇注系统（非充满式）砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.有色件，球铁件，灰铸铁有色件，球铁件，灰铸铁2.2.浇包浇注的铸钢件浇包浇注的铸钢件p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -半封闭式浇注系统半封闭式浇注系统 F F阻阻=F=F内内p 即浇注系统的阻流段为即浇注系统的阻流段为内浇道内浇道。但横浇道截面积最大。但横浇道截面积最大。p 形成：形成： F F直直FFF内内 ( (F F直直FF内内) )这种浇注系统中，浇注时金属液是先开放，后封闭，一般

49、这种浇注系统中，浇注时金属液是先开放，后封闭，一般为充满状态。为充满状态。砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -半封闭式浇注系统半封闭式浇注系统砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计特点特点1.1.具有一定具有一定 的阻渣效果的阻渣效果2.2.充型比较平稳充型比较平稳p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -半封闭式浇注系统半封闭式浇注系统砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.各类灰口和球墨铸铁件各类灰口和球墨铸铁件p 浇注系统的类

50、型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭开放式浇注系统封闭开放式浇注系统 F F阻阻=F=F横横p 即浇注系统的阻流段为即浇注系统的阻流段为横浇道或横浇道上的阻流装置横浇道或横浇道上的阻流装置。p 形成：形成： F F杯杯F F直直FF横横FF内内这种浇注系统中，浇注时金属液是先封闭后开放。这种浇注系统中，浇注时金属液是先封闭后开放。砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭开放式浇注系统封闭开放式浇注系统砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计特点特点1.1.阻渣

51、效果好，充型平稳阻渣效果好，充型平稳p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按各组元截面比分按各组元截面比分- -封闭开放式浇注系统封闭开放式浇注系统砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.各类中小型铸铁件各类中小型铸铁件p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -顶注式顶注式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.有利于顺序凝固；有利于顺序凝固； 2.2.有利于发挥冒口补缩作用；有利于发挥冒口补缩作用； 3.3.充型能力强。充型能力强。 1.1.对铸型冲击强烈；对铸型冲击强烈； 2.2.易卷气形成气孔；易卷气形成气孔

52、； 3.3.易形成氧化夹渣。易形成氧化夹渣。 优点缺点p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -顶注式顶注式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.重量不大，高度不高，形状简重量不大，高度不高，形状简单的中小型铸件；单的中小型铸件；2.2.易氧化的合金少用易氧化的合金少用1.1.内浇道设置在分型面上内浇道设置在分型面上2.2.兼有顶注和底注的优缺点。兼有顶注和底注的优缺点。p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -底注式底注式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.液流由下至上，充型平稳

53、；液流由下至上，充型平稳； 2.2.横浇道满流，利于挡渣；横浇道满流，利于挡渣； 3.3.利于型腔内的气体排出。利于型腔内的气体排出。 1.1.不利于顺序凝固；不利于顺序凝固； 2.2.充型能力差，易产生浇不足；充型能力差，易产生浇不足； 3.3.造型复杂，金属消耗量大。造型复杂，金属消耗量大。 优点缺点p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -底注式底注式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.铸钢、铝合金、铜合金铸钢、铝合金、铜合金2.2.要求较高的铸铁件要求较高的铸铁件p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件

54、的相对位置分- -中注式中注式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.铸钢、铝合金、铜合金铸钢、铝合金、铜合金2.2.要求较高的铸铁件要求较高的铸铁件p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -阶梯式阶梯式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计1.1.充型平稳，排气效果好；充型平稳，排气效果好； 2.2.有利于冒口补缩；有利于冒口补缩； 1.1.结构复杂结构复杂优点缺点p 浇注系统的类型及应用浇注系统的类型及应用p 按内浇道与铸件的相对位置分- -阶梯式阶梯式砂型铸造砂型铸造浇冒口系统设计浇冒口系统设计应用应用1.1.比较高的中大型铸件比较高的中大型铸件p 冒口的类型及应用冒口