铸造工艺设计概论课件

1、铸造工艺设计概论第四章铸造工艺设计第四章铸造工艺设计主讲吴士平主讲吴士平铸造工艺设计概论第一节铸造工艺设计的概念、设计的依据、内第一节铸造工艺设计的概念、设计的依据、内 容及程序容及程序一、概念一、概念铸造工艺设计：是根据铸造零件的结构特点、铸造工艺设计：是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。技术文件的过程。第四章铸造工艺设计概念第四章铸造工艺设计概念铸造工艺设计概论 铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、铸造工艺设计的有关文

2、件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。因此铸造工艺设计的好坏，导生产操作。因此铸造工艺设计的好坏，对铸件的品质、生产率和成本起着重要对铸件的品质、生产率和成本起着重要作用。作用。铸造工艺设计概论二、设计依据二、设计依据工艺设计前，设计者应工艺设计前，设计者应）掌握生产任务和要求，熟悉工厂和）掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件。车间的生产条件。）设计者要有一定的生产经验和设计）设计者要有一定的生产经验和设计经验经验铸造工艺设计概论（一）生产任务（一）生产任务（）铸造零件图样提供的图样必须清（）铸造零件图样提供的图样必须清晰无误，

3、有完整的尺寸和各种标记。设晰无误，有完整的尺寸和各种标记。设计者应仔细审查图样，注意零件的结构计者应仔细审查图样，注意零件的结构是否符合铸造工艺性，若认为有必要修是否符合铸造工艺性，若认为有必要修改图样时，需与原设计单位或订货单位改图样时，需与原设计单位或订货单位共同研究，共同研究，铸造工艺设计概论（）零件技术要求（）零件技术要求金属材质牌号、金相组织、力学性能金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它特殊要求、铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求，如是否经水压、气压试验等。性能要求，如是否经水压、气压试验等。铸造工艺设计时应注意尽量满足这些要铸造工艺设计时应注意尽量满足这

4、些要求。求。铸造工艺设计概论（）产品数量及生产期限（）产品数量及生产期限应尽量采用先进技术以保证铸件的质应尽量采用先进技术以保证铸件的质量及数量，保证生产期限。缩短生产，量及数量，保证生产期限。缩短生产，周期，获得最大的经济效益。周期，获得最大的经济效益。铸造工艺设计概论（二）生产条件（二）生产条件（）设备能力（）设备能力起重机的吨位、最大高度、溶炉形式、起重机的吨位、最大高度、溶炉形式、吨位和生产效率、造型和制芯机种类、吨位和生产效率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力等。等。（）车间原材料的应用情况和供应情况（）车间原材料的应用情况和供应

5、情况（）工人技术水平和生产经验（）工人技术水平和生产经验（）模具等工艺装备的加工能力和生产经验（）模具等工艺装备的加工能力和生产经验铸造工艺设计概论（三）设计内容和程序（三）设计内容和程序铸造工艺设计内容：铸造工艺设计内容：）铸造工艺图）铸造工艺图）铸件（毛坯）图）铸件（毛坯）图）铸型装配图（合箱图）铸型装配图（合箱图）工艺卡及操作工艺规程）工艺卡及操作工艺规程铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论此外铸造工艺设计应注意保护环境、此外铸造工艺设计应注意保护环境、节省能源、最大限度的提高生产效率。节省能源、最大限度的提高生产效率。使用保温冒口、湿型、制芯使用保温冒口、湿型、制芯铸造工艺设计概论铸造工艺

6、方案的确定铸造工艺方案的确定砂型铸造工艺方案主要包括以下内容：砂型铸造工艺方案主要包括以下内容：）造型方法（机器、手工）造型方法（机器、手工）造芯方法）造芯方法）铸型种类的选择（砂型、金属型）铸型种类的选择（砂型、金属型）浇注位置）浇注位置）分形面选择）分形面选择铸造工艺设计概论第一节零件结构的铸造工艺性第一节零件结构的铸造工艺性对产品零件的审查、分析有两方面的作用对产品零件的审查、分析有两方面的作用）审查零件结构是否符合铸造工艺的要）审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。求。）在既定的零件结构条件下，考虑铸造）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺制过程中可能出现的主

7、要缺陷，在工艺制定中采取措施予以防止定中采取措施予以防止铸造工艺设计概论一、从避免缺陷方面审查铸件结构一、从避免缺陷方面审查铸件结构（一）铸件应由合理的壁厚（一）铸件应由合理的壁厚铸件的最小允许壁厚和合金的流动性铸件的最小允许壁厚和合金的流动性密切相关。同时，铸型温度、浇注温度、密切相关。同时，铸型温度、浇注温度、铸件结构等显著影响铸件的充填。在普铸件结构等显著影响铸件的充填。在普通砂型铸造条件下，铸件的最小允许壁通砂型铸造条件下，铸件的最小允许壁厚如表厚如表铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论铸件也不应设计得太厚，超过临界壁厚的铸件也不应设计得太厚，超过临界壁厚的铸件中心部位晶粒粗大，常出现缩孔

8、、铸件中心部位晶粒粗大，常出现缩孔、缩松等缺陷。导致力学性能降低。缩松等缺陷。导致力学性能降低。（不可增加壁厚来增加强度，见图（不可增加壁厚来增加强度，见图）（二）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，（二）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角（图）注意壁厚过渡和圆角（图）采取逐渐过渡、圆角连接采取逐渐过渡、圆角连接铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（三）铸件内壁应薄于外壁（三）铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等散热条件较差，应薄铸件的内壁和肋等散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。减轻

9、内应力和防止裂纹。（四）壁厚力求均匀，减小肥厚部分，防（四）壁厚力求均匀，减小肥厚部分，防止形成热节止形成热节薄厚不均的铸件在冷却过程中或形成较薄厚不均的铸件在冷却过程中或形成较大的内应力，在热节处易于造成缩孔、大的内应力，在热节处易于造成缩孔、缩松和热裂纹。肋和壁的布置应尽量减缩松和热裂纹。肋和壁的布置应尽量减少交叉，防止形成热节。图少交叉，防止形成热节。图铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（五）有利于补缩和实现顺序凝固（五）有利于补缩和实现顺序凝固力求实现顺序凝固力求实现顺序凝固图（采用增补的方法）图（采用增补的方法）铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（六）防止铸件翘曲变形（六）防止铸件翘曲变

10、形壁厚细长形铸件，较大的平板形铸件会壁厚细长形铸件，较大的平板形铸件会产生翘曲变形。产生翘曲变形。可通过改进铸件结构可通过改进铸件结构铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（七）避免浇注位置上有水平的大平面结（七）避免浇注位置上有水平的大平面结构构如果型腔内有较大的水平面存在，当如果型腔内有较大的水平面存在，当金属液上升到该位置时，由于断面突然金属液上升到该位置时，由于断面突然扩大，金属液面上升速度变小，灼热的扩大，金属液面上升速度变小，灼热的金属液面较长时间地、近距离地烘烤顶金属液面较长时间地、近距离地烘烤顶面铸型，极易造成夹渣、渣孔、砂孔等面铸型，极易造成夹渣、渣孔、砂孔等缺陷。缺陷。应尽量把水

11、平壁改进为捎带倾斜的壁应尽量把水平壁改进为捎带倾斜的壁或曲面壁。如图或曲面壁。如图铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论二、从简化铸造工艺方面改进二、从简化铸造工艺方面改进零件结构零件结构（一）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板（一）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构的结构铸造工艺设计概论直边铸造工艺设计概论（二）取消铸件外表侧凹（二）取消铸件外表侧凹铸件外壁上有凹入的部分必然妨碍起铸件外壁上有凹入的部分必然妨碍起模，需要增加砂芯才能形成铸件形状。模，需要增加砂芯才能形成铸件形状。常可少加改进，即可避免凹入部分。图常可少加改进，即可避免凹入部分。图铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（三）改进铸件内腔结构

12、以减少砂芯（三）改进铸件内腔结构以减少砂芯铸件内腔的肋条、凸台和凸缘的结构欠铸件内腔的肋条、凸台和凸缘的结构欠妥，常是造成砂芯多、工艺复杂的重要妥，常是造成砂芯多、工艺复杂的重要原因。原因。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论度度铸造工艺设计概论（四）减少和简化分形面（四）减少和简化分形面铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（五）有利于砂芯的固定和排气（五）有利于砂芯的固定和排气薄壁件和要承受气压或液压的铸件，薄壁件和要承受气压或液压的铸件，不希望使用芯撑，若无法改变结构时，不希望使用芯撑，若无法改变结构时，可在铸件增加工艺孔。可在铸件增加工艺孔。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（六）减少清理铸件的工

13、作量（六）减少清理铸件的工作量铸件清理包括：清除表面粘砂、内部铸件清理包括：清除表面粘砂、内部残留砂芯、去除浇注系统、冒口和飞翅残留砂芯、去除浇注系统、冒口和飞翅图结构改进后，可减少图结构改进后，可减少切割冒口的困难。切割冒口的困难。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（七）简化模具的制造（七）简化模具的制造单件、小批量生产中，模样和芯盒的费单件、小批量生产中，模样和芯盒的费用占铸件的很大比例。为节约模具制造用占铸件的很大比例。为节约模具制造工时和材料，铸件应设计成规则的、容工时和材料，铸件应设计成规则的、容易加工的形状。易加工的形状。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（八）大型复杂件的分体铸造和简

14、单小件（八）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造的联合铸造大型复杂铸件可以考虑分体铸造，使大型复杂铸件可以考虑分体铸造，使本来受工厂条件限制无法生产大型复杂本来受工厂条件限制无法生产大型复杂铸件成为可能。铸件成为可能。例如我国生产的第一台例如我国生产的第一台t水水压机，采用铸焊结合，成功的制造出压机，采用铸焊结合，成功的制造出mm，直径，直径mm、厚、厚mm的立柱（每根的立柱（每根t）等铸件。）等铸件。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论联合铸造；联合铸造；与分体相反，一些很小的铸件，常可与分体相反，一些很小的铸件，常可把许多小零件连接成一个较大的大铸件，把许多小零件连接成一个较大的大铸件，这

15、对铸造和机械加工都方便。这对铸造和机械加工都方便。铸造工艺设计概论第二节造型、造芯方法的选择第二节造型、造芯方法的选择、优先选择湿砂型、优先选择湿砂型当湿型不能满足时，再考虑使用表干当湿型不能满足时，再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。砂型、干砂型或其它砂型。采用湿砂型需注意采用湿砂型需注意）铸件过高，金属静压力插过湿型抗）铸件过高，金属静压力插过湿型抗压强度时，应考虑使用干砂型压强度时，应考虑使用干砂型铸造工艺设计概论）浇注位置上铸件有较大水平壁时，）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿砂型容易引起夹砂缺陷，应考虑使用湿砂型容易引起夹砂缺陷，应考虑使用干砂型或其它砂型。用干砂型或其它砂型。）

16、造型过程长或需长时间等待浇注的）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜用湿砂型。砂型不宜用湿砂型。（湿型放置久会风干，最好当天浇注）（湿型放置久会风干，最好当天浇注）型内放置冷铁较多时，应避免使用）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型。湿型。（以免冷铁生锈或变冷凝结（以免冷铁生锈或变冷凝结“水珠水珠”，浇注后引起气孔缺陷），必要时可考虑浇注后引起气孔缺陷），必要时可考虑只烘干表面，就可以大大减小气孔冲砂。只烘干表面，就可以大大减小气孔冲砂。铸造工艺设计概论、造型、造芯方法应和生产批量相适应、造型、造芯方法应和生产批量相适应（）大量生产的工厂应采用先进的造（）大量生产的工厂应采用先进的造型、造芯方

17、法。型、造芯方法。老式震击造型机生产效率不高、工人老式震击造型机生产效率不高、工人劳动强度大。新型造型机高压造型（水劳动强度大。新型造型机高压造型（水平、垂直）、气冲造型线、射压造型、平、垂直）、气冲造型线、射压造型、静压造型静压造型制芯可以采用冷芯盒、热芯盒和壳芯制芯可以采用冷芯盒、热芯盒和壳芯铸造工艺设计概论（）中等批量（）中等批量可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯可以考虑应用树脂自硬砂造型和造芯（）单件小批量（）单件小批量手工造型，手工造型能适应各种复杂要手工造型，手工造型能适应各种复杂要求，比较灵活，不要求很多工艺装备求，比较灵活，不要求很多工艺装备铸造工艺设计概论、造型方法应适合工厂条

18、件、造型方法应适合工厂条件如有的工厂生产大型机床床身等铸件，如有的工厂生产大型机床床身等铸件，多采用组芯造型法，着重考虑设计，制多采用组芯造型法，着重考虑设计，制造芯盒的通用问题，不制作模样和砂箱，造芯盒的通用问题，不制作模样和砂箱，在底坑中组芯。在底坑中组芯。铸造工艺设计概论、要兼顾铸件的精度要求和成本、要兼顾铸件的精度要求和成本各种造型、造芯方法所获得铸件精度不各种造型、造芯方法所获得铸件精度不同，初投资和生产效率也不同。同，初投资和生产效率也不同。铸造工艺设计概论第三节浇注位置的确定第三节浇注位置的确定）铸件的浇注位置：是指浇注时铸件在）铸件的浇注位置：是指浇注时铸件在型内所处的状态和位

19、置。型内所处的状态和位置。（浇注位置的选择关系到铸件的内在（浇注位置的选择关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度及造型工艺的难质量、铸件的尺寸精度及造型工艺的难易程度）易程度）浇注位置分类：）浇注位置分类：水平浇注、垂直浇注和倾斜浇注。水平浇注、垂直浇注和倾斜浇注。铸造工艺设计概论确定浇注位置的原则：确定浇注位置的原则：）铸件的重要部位应尽量置于下部）铸件的重要部位应尽量置于下部铸造工艺设计概论）重要加工面应朝下或呈直立状态）重要加工面应朝下或呈直立状态铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）使铸件大平面朝下，避免夹砂结疤类）使铸件大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷缺陷对于大平板类铸件，可采用倾斜浇注，对

20、于大平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液上升速度。以便增大金属液上升速度。铸造工艺设计概论H值毫米值毫米铸造工艺设计概论）应保证铸件能充满）应保证铸件能充满具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。见图。置或倾斜位置。见图。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）应有利于铸件的补缩）应有利于铸件的补缩对于易产生收缩缺陷的铸件因优先考对于易产生收缩缺陷的铸件因优先考虑实现顺序凝固的条件虑实现顺序凝固的条件铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯

21、，便）避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯合箱及检查于下芯合箱及检查铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致位置相一致避免合箱后，或浇注后在此翻转铸避免合箱后，或浇注后在此翻转铸型型铸造工艺设计概论第四节分形面的选择第四节分形面的选择分型面：分型面是指两半铸型相互接触的分型面：分型面是指两半铸型相互接触的表面。表面。分型面一般在确定浇注位置后再选择，分型面一般在确定浇注位置后再选择，但分析分型面方案优劣后，可能重新调但分析分型面方案优劣后，可能重新调整浇注位置。（分型面的优劣，在很大整浇注位置。（分型面的优劣，在很大程度上

22、影响铸件的尺寸精度、成本和生程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率）产率）铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论A方案：保证铸件四边和孔同心；方案：保证铸件四边和孔同心；B方案：保证内孔和外边平行方案：保证内孔和外边平行C方案：可使孔内起模斜度值减小，方案：可使孔内起模斜度值减小，这使内孔直度所需切削去金属最少这使内孔直度所需切削去金属最少D方案：和方案：和E方案相似，只是外边斜度减小方案相似，只是外边斜度减小E方案：内孔合外壁的起模斜度都减小方案：内孔合外壁的起模斜度都减小F方案：保证上下两个外边平行于孔的中心方案：保证上下两个外边平行于孔的中心线线G方案：保证所有个外边面都平行于孔的中心方案：保

23、证所有个外边面都平行于孔的中心线线铸造工艺设计概论 选择分型面应考虑以下原则选择分型面应考虑以下原则）分型面应尽量采用平面分型，避免）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型，并应尽量选在最大截面上，曲面分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图以简化模具制造和造型工艺。见图。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱）尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。见图和铸件尺寸的精确。见图和。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）应尽量减少分型面数目）应尽量减少分型面数目

24、分型面少，铸件精度易保证分型面少，铸件精度易保证铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸尽量把砂芯放在下型，便于检查尽量把砂芯放在下型，便于检查减速箱盖手工造型工艺方案，采用两减速箱盖手工造型工艺方案，采用两个分型面的目的就是便于合箱时检查尺个分型面的目的就是便于合箱时检查尺寸寸铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）不使砂箱太高）不使砂箱太高高砂箱造型困难，填砂、紧实、起模、高砂箱造型困难，填砂、紧实、起模、下芯都困难。几乎所有造型机都对砂箱下芯都困难。几乎所有造型机都对砂箱高度有限制。高度有限制。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）受力构件的分型

25、面选择不应削弱铸件）受力构件的分型面选择不应削弱铸件的结构强度的结构强度B方案合箱时微小的偏差将改变工字梁方案合箱时微小的偏差将改变工字梁的截面积分布的截面积分布铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论）注意减轻铸件清理和机械加工量）注意减轻铸件清理和机械加工量铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论 思考题思考题）为什么要设分型面？怎样选择分型）为什么要设分型面？怎样选择分型面面）浇注位置的选择或确定为何受到铸）浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？）怎样审查铸造零件图样？其意义何）怎样审查铸造零件图样？其意义何在？在？铸造工艺设计概论砂芯设计及铸

26、造工艺设计参数砂芯设计及铸造工艺设计参数第一节砂芯设计第一节砂芯设计砂芯砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯。分，有时也用砂芯。砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排除型外，铸件收缩时阻力小和容气体能及时排除型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂易清砂铸造

27、工艺设计概论一、确定砂芯形状（分块）及分盒面选择一、确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则的基本原则总的原则是：使造芯到下芯的整个过程总的原则是：使造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使芯盒结构简单。孔等缺陷，使芯盒结构简单。（一）保证铸件内腔尺寸精度（一）保证铸件内腔尺寸精度凡铸件内腔尺寸要求严格的部分，应由凡铸件内腔尺寸要求严格的部分，应由同一半砂芯形成。避免为分盒面所分割，同一半砂芯形成。避免为分盒面所分割，更不宜划分为几个砂芯。更不宜划分为几个砂芯。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（二）保证操作方便（二）保证操作方便复杂

28、的大砂芯、细而很长的砂芯可分为复杂的大砂芯、细而很长的砂芯可分为几个小而简单的砂芯几个小而简单的砂芯铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（三）保证铸件壁厚均匀（三）保证铸件壁厚均匀使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大使砂芯的起模斜度和模样的起模斜度大小、方向一致，保证铸件壁厚均匀小、方向一致，保证铸件壁厚均匀铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（四）尽量减少砂芯数目（四）尽量减少砂芯数目用砂胎（自带砂芯）或吊砂可减少砂芯，用砂胎（自带砂芯）或吊砂可减少砂芯，铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（五）填砂面应宽敞、烘干支撑面是平面（五）填砂面应宽敞、烘干支撑面是平面需要进炉烘干的大砂芯（图需要进炉烘干的大砂芯

29、（图），常被沿最大截面切分为两半制作），常被沿最大截面切分为两半制作铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（六）砂芯形状适应造型、制芯方法（六）砂芯形状适应造型、制芯方法高速造型线限制下芯时间，常把若干个高速造型线限制下芯时间，常把若干个小砂芯组合成一个砂芯，以便节约下芯小砂芯组合成一个砂芯，以便节约下芯时间。时间。铸造工艺设计概论二、芯头设计二、芯头设计芯头：是指深出铸件以外不与金属液接芯头：是指深出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分。触的砂芯部分。对芯头的要求是：对芯头的要求是：）定为和固定砂芯使砂芯在铸型中有）定为和固定砂芯使砂芯在铸型中有准确的位置，并能承受砂芯重力及浇注准确的位置，并能承受砂

30、芯重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力，使之不破坏。时液体金属对砂芯的浮力，使之不破坏。）芯头应能及时排出浇注后砂芯所产）芯头应能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至型外生的气体至型外铸造工艺设计概论）上下芯头及芯号容易识别，不致下）上下芯头及芯号容易识别，不致下错方向和芯号错方向和芯号）下芯、合型方便，芯头应有一定的）下芯、合型方便，芯头应有一定的斜度和间隙。斜度和间隙。芯头可分为垂直芯头和水平芯头芯头可分为垂直芯头和水平芯头铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（一）芯头的组成（一）芯头的组成典型的芯头结构如图，它包典型的芯头结构如图，它包括芯头长度、斜度、间隙、压环、防压括芯头长度、斜度、间隙、压环、

31、防压环和积砂槽等结构环和积砂槽等结构铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论、芯头长度铸造工艺设计概论 决定芯头高度有以下几点值得注意：决定芯头高度有以下几点值得注意：）对于细而高的砂芯，上下部都应留）对于细而高的砂芯，上下部都应留有芯头（以免液体冲击发生倾斜）有芯头（以免液体冲击发生倾斜）对于粗而矮的砂芯，常可不用上芯）对于粗而矮的砂芯，常可不用上芯头，这可使造型、合箱方便头，这可使造型、合箱方便）对于等截面的或上下对称的砂芯，）对于等截面的或上下对称的砂芯，为下芯方便，上下芯头可用相同的高度为下芯方便，上下芯头可用相同的高度合斜度。合斜度。铸造工艺设计概论、芯头斜度、芯头斜度对垂直芯头，上下芯头都

32、应设有斜度。对垂直芯头，上下芯头都应设有斜度。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论、芯头间隙、芯头间隙铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论、压环、防压环和积砂槽、压环、防压环和积砂槽铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（二）芯头承压面积计算（二）芯头承压面积计算芯头的承压面积应足够大，以保证在金芯头的承压面积应足够大，以保证在金属液最大浮力的作用下不超过铸型的许属液最大浮力的作用下不超过铸型的许用压应力。用压应力。由于砂芯的强度通常都大于铸型的由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算铸型的许用压力即可。强度，故只核算铸型的许用压力即可。芯头的承压面积芯头的承压面积S应满足下式应满足下式kFS芯压铸造工

33、艺设计概论F芯芯计算的最大浮芯力计算的最大浮芯力k安全系数安全系数 压压铸型的许用应力铸型的许用应力如果不满足条件，说明芯头尺寸过小，如果不满足条件，说明芯头尺寸过小，应适当放大芯头。应适当放大芯头。铸造工艺设计概论（三）特殊定位芯头（三）特殊定位芯头铸造工艺设计概论第二节铸造工艺参数设计第二节铸造工艺参数设计 铸造工艺参数：铸造工艺参数：铸造收缩率铸造收缩率机械加工余量机械加工余量起模斜度起模斜度最小铸出孔的尺寸最小铸出孔的尺寸工艺补正量工艺补正量分型负数分型负数反变形量反变形量铸造工艺设计概论铸造工艺参数的选择铸造工艺参数的选择（1 1） 加工余量加工余量 指为保证铸件加工面尺寸和零件精度

34、，指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。属层厚度。零件上需要加工的表面，应需有适当的加工余量。零件上需要加工的表面，应需有适当的加工余量。铸件加工余量的大小取决于铸件的材料、铸造方法、铸件加工余量的大小取决于铸件的材料、铸造方法、铸件尺寸与复杂程度、生产批量、加工面与基准面的铸件尺寸与复杂程度、生产批量、加工面与基准面的距离及加工面在铸型中的位置、加工精度要求等。灰距离及加工面在铸型中的位置、加工精度要求等。灰铸铁件较铸钢件线收缩率小、熔点低，铸件表面较光铸铁件较铸钢件线收缩率小、熔点低，铸件表面

35、较光洁、平整，故其加工余量小，铸钢件因浇注温度高、洁、平整，故其加工余量小，铸钢件因浇注温度高、表面粗糙、变形大、其加工余量应比铸铁件大；非铁表面粗糙、变形大、其加工余量应比铸铁件大；非铁合金铸件表面光洁、且材料昂贵、加工余量应比铸铁合金铸件表面光洁、且材料昂贵、加工余量应比铸铁件小；铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，件小；铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的距离愈大，铁件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大；铁件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大；铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论（）（）起模斜度（拔模斜度）起模斜度（拔模斜度） 为使模样容为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为起模斜度。凡垂直于分型面（分度称为起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的没有结构斜度的壁均应设起模盒面）的没有结构斜度的壁均应设起模斜度。起模斜度的大小，应根据模壁测斜度。起模斜度的大小，应根据模壁测量面高度、模样材料及造型方法确定。量面高度、模样材料及造型方法确定。铸造工艺设计概论铸造工艺设计概论3）最小铸出孔及槽）最小铸出孔及槽 零件上的孔、槽、