毕业设计说明书 铸造工艺 模具设计

1、目录1 绪论12 结构分析22.1立柱的结构分析和功用22.1.1立柱的功用22.1.2 立柱的结构分析22.2审图及校核23 工艺方案分析33.1 铸造工艺方案中浇注位置和分型面的确定原则33.1.1 浇注位置的确定原则33.1.2 分型面的确定原则33.2 工艺方案的分析和确定43.2.1 方案一：以立柱导轨背面为分模面（树脂砂造型）43.2.2 方案二：以立柱导轨的中心对称线为分模面（树脂砂造型）44 工艺参数54.1铸件最小铸出壁厚54.2 机械加工余量54.3 最小铸出孔和槽74.4 不铸出面74.5铸造收缩率74.6 冷铁放置计算84.7 分型负数的选择94.8 拔模斜度94.9铸

2、件在砂箱内冷却时间95 砂芯及砂型设计115.1 砂芯设计115.1.1 芯头设计115.1.2 排气设计115.1.3 分芯原则115.1.4 分芯方案125.2 外模设计126 浇冒口系统设计136.1 浇注系统的概述和作用136.2 浇注系统的组成及其各自作用136.3浇注系统的设计146.4出气孔设计176.4.1出气孔的作用及设置原则176.4.2出气孔的分类及尺寸187 砂箱的设计197.1 砂箱尺寸的确定19参考文献致谢附录1绪论1 绪论铸造业发展简介铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械

3、制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速，特别是19世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法，如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等，在20世纪下半叶得到完善和实用化2。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速。中国铸造工艺装备同先进国家相比还有一定差距。20世纪90年代以前，铸造模具的设计使用计算机的很少，制造也主要以普通万能设备为主1。进入90年代，巨大的市场需求，特别是汽车、摩托车业的快速发展，极

4、大地推进了中国铸造模具业的发展。同时随着合资和独资企业的介入，国外先进的模具设备和制造技术的引进，促使国产铸造模具设计和制造技术水平逐步提高，一些企业已经具备设计和制造大型精密模具的能力。设计目的及意义 根据XK713型机床立柱设计图纸编制生产其铸件的铸造工艺图，设计说明书，并绘制外模图。通过本次设计培养学生接受实际任务后，综合运用所学知识，积极查找有关资料和各类手册，寻找解决问题突破口和确定解决问题方法的能力。同时在解决问题过程中培养进一步学习新知识的能力，培养独立思考，独立工作，分析和解决实际问题的能力。通过提供零件铸造工艺图和设计说明书，提高归纳总结，机械制图等综合能力。设计原理及条件金

5、属铸件包括铸铁件（灰铸铁件、球墨铸铁件、可锻铸铁件）、铸钢件（碳钢铸件、合金刚铸件、高锰钢铸件）和非铁合金铸件（铝合金铸件、镁合金铸件铜合金铸件）4。机床立柱铸件为灰铸铁件，本设计详细介绍了该铸件的铸造工艺过程、包括分型面选择、砂芯设计、浇注系统设计、出气孔设计和砂箱尺寸设计。机械工程学院 92 结构分析2.1立柱的结构分析和功用 2.1.1立柱的功用 立柱是用地角螺栓固定于地基上，溜板箱沿着立柱的导轨上下移动，从而对固定在工作台上的工件进行加工3。 2.1.2 立柱的结构分析 立柱的两条导轨在立柱的两侧，它是立柱的工作部位，属于重要部分，溜板箱在其上做上下运动。其要求的加工精度较高，所以立柱

6、的导轨所在的平面为重要平面。因此，设计时应首先考虑重要平面的位置，应尽量放在下箱或侧面。2.2审图及校核 （1）主视图中两侧导轨内侧上部带螺纹孔凸台处两侧实线去掉，下部带螺纹孔凸台处两侧实线去掉。相应的剖面CC视图，俯视图中凸台处各删掉一条边，理由是凸台两侧易出现薄的夹砂，在浇注过程中易烧结、装配时易掉砂。 （2）剖面BB视图中，立柱两侧下部筋板应为直筋板，将拐角去掉，否则不能撤料。 （3）剖面CC视图中导轨处不应标75°，因为视图和剖面DD视图中已在相应的位置标识了15°。（4）立柱中部四个透门与内部筋板在俯视图中应分隔开，并未连在一起，且内部筋板为长条状，中间未断开，应

7、连在一起。（5）从右视图可知剖面DD并未剖到立柱四周的纵向筋板，故立柱两侧纵向筋板在剖面DD视图中不应打剖面线。（6）从主视图上看立柱底座前部两侧为毛坯面，不加工，故P向视图中相应位置应无加工符号。3工艺方案分析3 工艺方案分析3.1 铸造工艺方案中浇注位置和分型面的确定原则 3.1.1 浇注位置的确定原则 a) 浇注时主要加工表面，主要工作面和受力面应尽量放在底部和侧面，以防止产生砂眼，气孔，夹渣等缺陷。b) 对于凝固体收缩较大的铸件合金，应满足顺序凝固的原则，铸件厚实部分应尽可能置于上方，利于冒口补缩。c) 应有利于砂芯的定位，固定和排气，尽量避免摽芯和悬臂砂芯。d) 大平面应置于下部或倾

8、斜位置，以防夹砂等缺陷，有时为了方便造型，可采用“横做立浇”“平做立浇”的方法。e) 铸件的薄壁部分应置于铸件的底部或侧面，以防浇不到冷隔等缺陷。f) 在大批量生产中，应使铸件的飞翅，毛刺最少与易于清除。 g) 要避免厚实铸件冒口下面的受力面产生偏析。h) 尽量使冒口置于加工面上，以减少铸件清理工作量。 3.1.2 分型面的确定原则分型面是指上半铸型和下半铸型的分界面，它往往也是模样的分模面。在确定铸件分型面的同时，实际上也确定了铸件在砂箱中的位置（即浇注位置），因此，分型面的选择对铸件的质量和整个生产过程影响很大，是铸造工艺是否合理的关键问题之一。确定分型面的原则有如下几条：a) 尽量将铸件

9、的全部或大部分放在同一箱内，以减少错型和不便验型造成的尺寸偏差；b) 尽量将加工定位面和主要加工面放在同一箱内。以减少加工定位的尺寸。c) 尽量减少分型面数量，在机器造型中一般采用一个分型面。d) 在机器造型中应尽量不使用活块，必要时用砂芯取代模样打活动料。e) 尽量减少砂芯数量。f) 尽量使分型面是平面，必要时也可不做成平面。g) 为了方便起模，分型面应在铸件的最大截面处，对于较高的铸件应尽量使铸件在一箱内不宜过高。h) 在大量生产时，分型面的选择应有利于铸件的整理。i) 选择分型面应考虑到造型的不同。高压造型与射压造型相比砂型紧实度较高。狭小吊砂处易损坏，故在高压造型中应避免狭小吊砂。该铸

10、件的导轨面为重要表面，根据以上原则应放于砂箱底面或者侧面。采用本方案应将导轨面放在侧面，分型面选择中位面处，这样选择的优点是不需出立柱地脚螺栓处斜筋板的芯子，节省芯盒，缺点是浇注系统不加考虑的话会造成导轨温度不均，为避免这种情况的发生需对两导轨同时浇注。浇注和分型面的具体位置见铸造工艺图。3.2 工艺方案的分析和确定 3.2.1 方案一：以立柱导轨背面为分模面（树脂砂造型）该铸件的导轨面为重要面应放在下箱或侧面，采用方案一将铸件放在一个砂箱内，从而保证导轨的质量。这样可以减少错箱和加工定位尺寸，但是地脚筋板处起模困难需要从工艺上出芯子加以处理。 3.2.2 方案二：以立柱导轨的中心对称线为分模

11、面（树脂砂造型） 该铸件的导轨面为重要表面，应放在下箱或侧面，采用方案二应将其放在沙箱侧面。可以保证导轨的质量，同时避免立柱地脚筋板处出芯子，由外模直接带出。靠型内定位及模型制做准确度来减少错箱的倾向。需在浇注系统加以考虑，否则会造成上下导轨在浇注过程中温度不同从而导致硬度不同。本设计采用方案二。4工艺参数4 工艺参数4.1铸件最小铸出壁厚合金液的流动性，铸件的轮廓尺寸和铸造方法，决定了合金液的充型能力。为了避免铸件浇不足和冷隔等缺陷，应要求铸件壁厚不小于最小壁厚。对于砂型铸造各类铸造合金铸件的最小壁厚可参考表1。铸件的内壁厚度应小于外壁厚度。表1 砂型铸件最小壁厚 （单位：mm）铸件材质铸件

12、轮廓尺寸铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铝合金镁合金铜合金200200>200200500500>500500810121520661015206125834633568根据表1以及所给已知条件：最大外形尺寸为1130×410×525mm，且材质为HT250，由工艺图知铸件最小壁厚为15mm，所以符合上表中砂型铸件最小壁厚为15mm20mm的要求。4.2 机械加工余量GB/T64141999铸件尺寸公差与机械加工余量中规定，机械加工余量值应根据最终机械加工后成品零件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取1。铸件的某一部位在铸态下的最大尺寸应不超过成品尺寸和要求的加工余量及

13、铸件总公差之和。当有斜坡时，斜度值应另加考虑。机械加工余量值由精到粗分为A，B，C，D，E，F，G，H，J和K共10个等级（见表2）。推荐用于各种铸造方法和铸造合金铸件的RMA等级列表3中，它仅供参考。要求的机械加工余量应按下列方式标注在铸件图或技术文件中：a）用公差和要求的机械加工余量代号统一标注，例如：对于轮廓最大尺寸在2500-4000mm范围内的铸件，要求的机械加工余量等级为G，要求的机械加工余量为7mm，（同时铸件的一般公差为GB/T6414-CT12），标注为： GB/T6414-CT12-RMA7（G）b）采用非标准加工余量时，应在铸件图样上所需部位直接标出。检验与评定时，当铸件

14、实际测量尺寸位于铸件基本尺寸所要求的公差带范围内时，应认为铸件的加工余量合格。表2要求的机械加工余量（RMA）（GB/T64141999）最大尺寸要求的机械加工余量等级ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.4>40630.10.20.30.30.40.50.711.42>631000.20.30.40.50.711.422.84>1001600.30.40.50.81.11.52.2346>1602500.30.50.711.422.845.58>2504000.40.70.91.31.42.53.55710>4006

15、300.50.81.11.52.2346912>63010000.60.91.21.82.53.5571014>100016000.711.422.845.581116>160025000.81.11.62.23.24.5691418>250040000.91.31.82.53.557101520>4000630011.422.845.58111620>6300100001.11.52.234.569121724表3 毛坯铸件典型的机械加工余量等级方法要求的机械加工余量等级铸件材料铸钢灰铸铁球墨铸铁可锻铸铁铜合金轻金属合 金砂型铸造手工造型GKFHFHFHF

16、HFH砂型铸造机器造型和壳型EHEGEGEGEGEG金属型（重力和低压铸造）DFDFDFDFDF压力铸造BDBD熔模铸造EEEEE该铸型为手工造型，材料为HT250，加工余量等级为FH，工件尺寸为1130×410×525mm，其中最大尺寸为1130mm，由表22查得在10001600范围加工余量范围为48mm。又结合实际，导轨面为重要面加工余量取7mm，铸件侧面凸台加工余量取3mm,放在上箱的导轨侧面为加工面，考虑到浮渣，所以加工余量应取9mm。具体见工艺图。4.3 最小铸出孔和槽机械零件上往往有许多孔、槽和台阶，一般来说，应尽可能在铸造时铸出1。这样既可以节约金属，减少机

17、械加工的工作量，降低成本，又可使铸件壁厚比较均匀，减少形成缩孔，缩松等铸件缺陷的倾向。但是，当铸件上的孔、槽的尺寸太小，而铸件的壁厚又较厚和金属压力头较高时，反而会使铸件产生粘砂，造成清铲和机械加工困难；有的孔、槽，为了把它们铸出，必须采用复杂而且难度较大的工艺措施，而实现这些措施还不如用机械加工的方法制出更为方便和经济；有时由于孔距要求很精确，铸出的孔如有偏心，就很难保证加工精度。因此，在确定零件上的孔和槽是否铸出时，必须既考虑到铸出这些孔或槽的可能性，又要考虑到铸出这些孔或槽的必要性和经济性。表4 铸铁件和非铁合金铸件最小铸孔尺寸（单位：mm）铸件材质壁厚最小孔径铸铁81061020251

18、01540501530501003550铝合金、镁合金20铜合金25 因该工件材料为HT250，基本壁厚为15mm，导轨处壁厚为44mm，所以选取壁厚处在4050mm之间，由表4可得，最小铸出孔直径选15mm。本设计中螺纹孔，地脚螺钉孔等都为不铸出孔，在铸造工艺图上已用红线标出。4.4 不铸出面如立柱底座处的小凹槽。4.5铸造收缩率铸件在凝固和冷却过程中，体积一般要收缩。金属在液态和凝固过程中的收缩量以体积的改变量表示，成为体收缩。在固态下的收缩量常以长度表示，称为线收缩。由于铸件的固态收缩（线收缩）将使铸件各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示一致，则需要在模样或

19、芯盒上加上其收缩的尺寸。加大的这部分尺寸称为铸件的收缩量，一般用铸件收缩率表示，可用下式求出： 铸件收缩率式中：-模样尺寸 ；-铸件尺寸。在制造模样时，为了方便起见，常用特别的“收缩尺”或“铸模尺”。收缩尺的刻度比普通刻度长，其加长的尺寸称为收缩量。根据实际需要，可做成0.8%，1%，1.5%，2.0%等各种比例的收缩尺，以供选用。表5 几种合金的铸造收缩率合金种类铸件收缩率 %自由收缩受阻收缩灰铸铁 中小型铸件 中大型铸件 特大型铸件筒形铸件 长度方向 直径方向1.00.90.80.90.70.90.80.70.80.5孕育铸铁 HT 2547 HT 3054 HT 35611.01.01.

20、50.80.81.0白口铁1.751.5由于铸件材料为HT250，最大外形轮廓尺寸为1140×422×525mm，铸件为中型铸件，且为自由收缩，根据表5和生产经验。收缩率应该确定为1% 。4.6 冷铁放置计算为了保证厚大部位重要表面的质量，防止产生缩孔等缺陷，提高导轨硬度，需在导轨处放置外冷铁激冷5。冷铁尺寸=粗大部位尺寸×（0.250.4）该工艺中导轨为粗大部位，应放置冷铁，根据导轨尺寸得：冷铁尺寸=44mm×(0.250.4)=1117mm取中间尺寸15mm，选取15×40×100mm规格的石墨冷铁。4.7 分型负数的选择起模后的

21、修型和烘干会引起砂型变形，致使分型面凹凸不平，使合型不严密。为防止浇注时从分型面跑火，合型时应在分型面上放耐火泥条或石棉绳1，这就增高了型腔高度。为了保证铸件尺寸符合图样尺寸要求，模样上必须减去相应的高度，减去的值称为分型负数。确定分型负数，应该注意下述几点2：a）若模样分成对称的上、下两半，则上、下半模各取分型负数的一半，否则，分型负数放在上半模样。b）多箱造型时，每个分型面都要放分型负数。c）自硬砂型和湿型一般不放分型负数，但是砂型平面大于1.5m2时，也放分型负数，其值小于表中的数值。d）在分型面上的砂芯间隙不能比分型负数小。表6 模样的分型负数（单位：mm） 砂箱长度分型负数a干 型表

22、干型100021100120003220013500433501500054>500076根据后续设计的砂箱长度2000mm，且型砂为自硬型树脂砂，属表干型，由表6查的分型负数为2。因铸件对称地放置在上下箱中，故分型负数上下箱各取1。4.8 拔模斜度为了在造型和制芯时便于起模而不致损坏砂型和砂芯，应该在模样或芯盒的出模方向带有一定的斜度。如果零件本身没有设计出相应的结构斜度时，就要在铸型工艺设计时给出拔模斜度。模样的起模斜度，应不致使铸件超出尺寸公差。该铸件高度为525mm，起模斜度可选1：100。4.9铸件在砂箱内冷却时间表7 中小型铸铁在砂型中内的冷却时间铸件的重量/kg<55

23、-1010-3030-5050-100100-250250-500500-1000铸件的壁厚/mm<8<12<18<25<30<40<50<60冷却时间/min20-3025-4030-6050-10080-160120-300240-600480-720铸件重量为352.8kg,主要壁厚为44mm，由表7查得此铸件在砂型内的冷却时间为240600min，即4h10h。该铸件壁厚较大、结构复杂，因此冷却时间选取9h。5砂芯及砂型设计5 砂芯及砂型设计5.1 砂芯设计砂芯设计，主要包含芯头设计、砂芯排气设计等。必要时，还需有选用及安置芯撑的设计。本

24、方案共有三个砂芯，分别为X1、X2、X3，需分别对其进行设计。5.1.1 芯头设计砂芯主要靠芯头固定在砂型上。对于垂直砂芯，为了保证其轴线垂直、牢固地固定在砂型上，必须有足够的芯头长度或者采用摽芯的方式。以承受砂芯的重力和金属液的浮力。芯头与芯座之间应有适宜的间隙，以使砂型与砂芯的装配方便，但又能确保金属件的尺寸、精度；当芯子有方向性要求时，应在芯头上做定位角。5.1.2 排气设计湿砂芯，干砂芯和自硬砂芯在浇注过程中，其粘合剂及表面中的有机物要挥发、分解、燃烧（氧化反应）、短时间内放出大量气体，以及水分蒸发6。如果这些气体不能及时排出型外，一旦钻入金属液体，就很可能留在里面而使铸件产生气孔。因

25、此，在设计，制造砂芯及下芯，合箱的整个过程中，应十分重视砂芯的排气。一定要让浇注时砂芯中产生的气体能够及时地从芯头排出铸型外。芯子的排气一般都是用蜡线或尼龙管做排气孔引气，将蜡线或尼龙管埋入砂芯中，在做好砂芯后，尼龙管充当砂芯中排气孔道。最终从芯头排出；若芯子没有出芯头，则可在芯子与铸型分芯处，摆放一圈防火泥通过排气孔引出。5.1.3 分芯原则首先，先对芯子的分类做个简单的了解。芯子分三类，即普通芯子（用X1等编号表示），置于砂芯中的NX，及预先粘到砂型上的SX三类。其中NX和SX是在特定情况下才用到的；NX应用在当一个芯子中间有凸台等难撤料部位时，采用NX处理；SX用在当芯子较小，与砂型直接

26、相接且粘上后不影响其它芯子下芯时，就预先粘到砂型的相应位置上，有定位准确，下芯便捷的优点。 其次，分芯的一般原则：a) 砂芯的填砂面应宽敞，以便于造芯时填砂，舂砂，安放芯骨，及有利于采取排气措施。b) 砂芯在烘干时的支承面最好是一个比较大的平面，以便于放置在平的烘干板上烘干。c) 一个砂芯分成两半时，应尽量沿着砂型的分型面分开。这样可使砂芯的拔模斜度与模样的斜度一致，保证铸件壁厚均匀。d) 便于下芯合箱，保证铸件的精度。e) 铸件上位置精度要求高的部位，应尽可能用一个砂芯形成。f) 尺寸过大的砂芯，为了方便制芯下芯或者为了解决车间起重量不够的困难，可将大砂芯分成数个较小的砂芯。g) 将砂芯由大

27、分小时，应保证每个小芯应有足够的强度和刚度。另外，关于芯撑要求如下：砂芯在铸型中主要靠芯头固定。但有时砂芯无法设置芯头或只能靠芯头固定难以保证砂芯稳固。因此，在生产中常采用芯撑来加固，以起到辅助支撑作用。为了使芯撑良好地同铸件焊合及不引起气孔缺陷，使用芯撑时必须注意：a）芯撑材料的熔点应该比铸件材质的熔点高，至少相同。因此，对于铸铁件用低碳钢或铸铁芯撑；有色金属铸件用与铸件相同的合金材料做芯撑。 b）金属液体未凝固前，芯撑应有足够的强度，不得过早熔化而丧失支撑作用；在铸件凝固过程中，芯撑须与铸件很好地焊合。因此芯撑的重量不能过小或过大。 c）芯撑表面最好镀锡。使用时，芯撑表面应无锈、无油、无水

28、、无空气。同时芯撑在放入铸型之后，要尽快浇注，特别是湿型，以免芯撑表面因凝聚水气而引起气孔及焊合不良。 d）应尽量将芯撑放置在铸件的非加工面上或不重要的表面上。 e）为了防止芯撑陷入砂型、砂芯（特别是湿型、湿芯）而造成铸件壁厚不均，必要时，可在芯撑端面垫以面积较大的铁片、干砂芯、或耐火砖。 f）重要面不得以要用芯撑,只能用铸铁芯撑,最好设计成不用芯撑。 g）对有防渗漏要求的面，不得已使用芯撑时，芯撑与低熔点材料防渗盒一起使用。5.1.4 分芯方案根据已确定的工艺方案及分芯原则，砂芯设计情况具体如下:X1(见工艺图标示)是形成立柱中部空腔的芯子，立柱两侧两个60的孔由X1直接带出，立柱后面10个

29、80的孔也由X1直接带出。采用吊芯法对其固定，芯子和外模引尼龙管导气。下箱间隙为1，上箱间隙为2，主要防止合箱时将砂子碰落，最后造成缺陷。X2(见工艺图标示)是形成导轨内侧空腔的芯子，下X2时，由于被X1导轨处凸出部位阻挡，因此采用后填砂的方法。可采用吊芯对其固定，芯子和外模引尼龙管导气。X3(见工艺图标示)是形成立柱底座处空腔及两侧透门的芯子，由于下芯时先下X1,而X1的凸出部位将X3挡住，使X3无法下芯，因此在下箱设置一个后填砂工艺。即在下箱形成一个比X3芯头大的空隙，使其绕过X1的凸出部位下进去，然后将多余的空间用型砂填上。5.2 外模设计所谓外模设计也即形成工件外表面的木模的设计过程，

30、它主要从以下几方面考虑：a) 加工余量；b) 透门处由芯子带出还是由外模带出，若由芯子带出是否出芯头及芯头尺寸；c) 凸台及牙边等难撤料部位应采用活块处理；d) 与外部表面相关的不铸出孔不铸出面；e) 外表面上的螺丝窝及拐角等部位芯头尺寸。机械工程学院 196浇冒口系统设计6 浇冒口系统设计6.1 浇注系统的概述和作用浇注系统是砂型中引导液态合金流入型腔的通道。生产中常常因浇注系统设计安排不当造成：砂眼、夹砂、粘砂、夹渣、气孔、铁豆、抬箱、缩孔、缩松、冷隔、浇不足、变形、裂纹、偏折等铸造缺陷。此外，浇注系统的好坏还影响造型和清理工作的繁简，砂型的体积大小和型砂的耗用运输量，非生产性消耗的液态合

31、金用量等等。所以，浇注系统与获得优质铸件，提高生产效率和降低铸件成本的关系是密切相联的。因此对浇注系统的设计必须慎重认真。浇注系统除导入液态合金这一基本作用外，正确的浇注系统还应具有以下功能和注意事项： a）使液态合金平稳充满砂型，不冲击型壁和砂芯，不产生激溅和涡流，不卷入气体，并顺利地让型腔内的空气和其他气体排除型外，以防止金属过渡氧化及产生砂眼、铁豆、气孔等缺陷。 b）阻碍夹杂物进入型腔，以免在铸件上形成渣孔。 c）起一定的补流作用，一般是在内浇道凝固前补给部分液态收缩。 d）让液态合金以最短的距离，最合宜的时间充满型腔，并有合适的型内液面上升速度，得到轮廓完整清晰的铸件。 e）充型流股不

32、要正对冷铁和芯撑，防止降低外冷铁的激冷效果及表面溶化，造成铸件壁变化。6.2 浇注系统的组成及其各自作用常用的浇注系统大多由浇口杯（浇口盆或外浇口）、直浇道、横浇道、内浇道等部分组成。其各自作用分别为6：浇口杯：承接金属液，避免金属液飞溅，并将其导入直浇道，防止液流直接冲入直浇道。一般浇口杯容积较大，当储存有足够的金属液量时，还可以减少或消除在直浇道顶面产生水平旋涡，防止熔渣、夹杂物和气体卷入直浇道的危险。直浇道：引导浇口杯中的金属液进入横浇道，建立起足够的压力头，将金属液在重力作用下克服流动阻力，及时充满型腔和防止铸件产生侵入性气孔。横浇道：除了将金属液引入内浇道外，主要是撇渣（浇口杯往往起

33、不到很好的撇渣作用）。因此，它应有一定的高度和长度。封闭式浇注系统一般要求横浇道为窄、高形的横截面，它的高度应为内浇道高度的46倍，以使内浇道的吸动作用达不到横浇道的顶面，避免将浮渣吸入铸件。横浇道的末端长度应距最后一道内浇道的距离不少于75mm。内浇道：控制金属液流入型腔的速度和方向，调节铸件各部分的温差。另外，浇注系统还有浇口窝组成。对金属液具有缓冲作用，能缩短直横浇道拐角处的紊流区，改善横浇道内的压力分布。其底部要放干砂芯片或耐火砖块，可防止冲砂。内浇道位置设置的通则：a）凝固体收缩率大的、且壁厚差大的铸件，内浇道开设在设有冒口的厚壁处，最好进入冒口，以形成顺序凝固。b）凝固体收缩率小的

34、、且壁厚差大的铸件，内浇道应分散地开设在薄壁处和次薄壁处，不开设在铸件的热节和冒口的根部，以有利于铸件的凝固。c）内浇道不应开设在靠近有芯撑或冷铁的部位。即使需要开在有外冷铁的部位，也需加厚冷铁和采用钢、铜或石墨冷铁。d）内浇道应有利于平稳、快速充型和排气、排渣，不严重冲刷砂型和砂芯，能尽量缩短金属液在型腔中的流程。e）内浇道尽可能开在分型面上，但对有一定高度的铸件，最好采用底注式或阶梯式浇道。f）内浇道与铸件的接合处的厚度，对凝固体收缩率大的合金，一般应不厚于铸件壁厚的1/2，最多不超过2/3。6.3浇注系统的设计表8 灰铸铁件浇注系统各组元的截面积比和应用范围类型Ag：Aru：As应用范围

35、封闭式1:1.5:21:1.2:1.41:1.1:1.151:1.06:1.111:1.25:1.5大型铸件中、大型铸件中、小型铸件薄壁件和湿型生产的小铸件用树脂砂生产的铸件半封闭式1:(1.31.5):(1.11.2)1:1.4:1.21:1.5:1.1中、小型铸件重型机械铸件表干型生产的铸件注：Ag：内浇道总面积 Aru：横浇道总面积 As：直浇道总面积由已知条件：本零件是用树脂砂生产的铸件，并且为封闭式，根据表8，选取内浇道，横浇道与直浇道的总截面积比为5：Ag：Aru：As=1：1.25：1.5。用铸件重量，壁厚确定内浇道的总截面积：Ag。零件材料HT250，壁厚等于44mm，重量为2

36、94kg，再加上浇注系统质量294×20%58.8 kg，总重量为294+58.8352.8 kg。根据表9可查得当铸件壁厚为4060cm2。所以选取Ag9cm2。本方案设有一个内浇道和两个陶管内径20（见工艺图）。内浇道面积Ag(内浇道总面积-两陶管截面积)/内浇口数量(9-2×3.14×12) /2=1.36cm2，根据表中数据，选取Ag= 1.5cm2。，为了制造简单及防止内浇口处发生冲砂现象，一个浇口选用型内浇口，其形状如图：图6-1 内浇道横截面表9 灰铸铁件内浇道总截面积Ag铸件重量G/kg铸件壁厚/mm<55101015152525404060

37、60100Ag/mm2130.80.80.60.8351.61.61.22.21.22.01.21.85102.01.83.01.62.61.62.41.22.210152.62.43.72323.21.82.715204.03.84.23.23.633.42.72.820405.04.45.2453.64.23.24.040607.25.87.05.66.45.26.04.25.060100786.57.46.26.55610015081281088.667.66150200101591291078.87.52002501318121410119.410830040015231315.412

38、13101292000300054603450303428322428横浇道总面积为：Aru1.25×Ag=11.25cm2表10 横浇道尺寸363840442930.5323511.51314.417.4363840452930.532364345.548541415.517.321.835363840282930.53252.554576016.517.319.520.6已知：Aru11.25 cm2与11.5 cm2接近，所以根据表10选取横浇道尺寸如下图所示： 图6-2 横浇道的形状 图6-3 横浇道横截面 直浇道总面积为：As1.5×Ag=13.5cm2表11 直

39、浇道尺寸 D端面积Ascm2Dmm直浇道每厘米长重量 9.612.615.919.6354045504345474850525355575860624005006004005006004005006004005006000.0690.0920.0170.144已知：直浇道As13.5 cm2，且铸件高度的一半为262.5mm,所以选用D端面积As12.6 cm2的D40mm, 50mm，500mm类型的直浇道。是根据实际选择，上箱高度（600mm） 100mm上模铸件高度（262.5mm）600mm100mm262.5 mm437.5 mm取整500mm其尺寸及结构如铸造工艺图。6.4出气孔设

40、计6.4.1出气孔的作用及设置原则出气孔用于排出型腔中的气体，改善金属液充填能力、排除先充填到型腔中的过冷金属液与浮渣，还可以作为观察充满型腔的标志。出气孔一般设在铸件按浇注位置的最高点及容易产生气阻（窝气）的法兰、上平面、筋板、凸台与暗冒口等处。出气孔根部直径（或厚度），不应大于设置处铸件厚度的1/2，间接出气孔的直径可大些。要防止因出气孔尺寸过大，导致铸件形成热节，以致产生缩孔。如果没有明冒口，虽然砂型能透气，但对金属液的快速充型，它是无法将型腔内的气体及时排出型外，因此，通常认为出气孔根部总截面积至少应与内浇道总截面积相等；对于采用暗出气孔的砂型，出气孔根部总截面积至少应为内浇道总截面积的1.5倍；以防止型内气压过分增大。对于湿型铸造和采用暗冒口的工艺，应特别重视排除型内的气体，防止铸件浇不足和产生气孔缺陷。6.4.2出气孔