铸造工艺(教学法)课件

铸造工艺学主讲：河北工业大学材料加工与控制系李日铸造工艺学主讲：河北工业大学材料加工与控制系1铸造工艺学基础部分提高部分铸造工艺学基础部分2基础部分铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程通用冒口设计浇注系统设计铸造工程师的设计任务基础部分铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程3铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程铸造工艺基本概念—由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念铸造工艺流程图浇注位置和分型面的选择对铸件零件的处理砂芯设计铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程铸造工艺基本概念—由大球4铸造工艺基本概念大球的制造过程引出的基本铸造工艺概念套筒工艺与大球工艺的差别基本铸造工艺概念作业铸造工艺基本概念大球的制造过程引出的基本铸造工艺概念5铸造工艺基本概念由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念图1φ1000mm钢球体铸造工艺基本概念由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念6图2形状不完备的球砂箱耐火材料图2形状不完备的球砂箱耐火材料7图3形状完备但取不出来的球体图3形状完备但取不出来的球体8图4分型面分型面图4分型面分型面9图5分型面图5分型面10图6造型图6造型11图7造型时分型面与分模面平齐一致图7造型时分型面与12图8造型时分型面与分模面平齐一致分模面图8造型时分型面与分模面13图9球形空腔图9球形空腔14图10在球形空腔上置浇道图10在球形空腔上置浇道15图11更平稳的浇注系统图11更平稳的浇注系统16图12浇注系统的典型形式1、浇口杯2、直浇道3、浇道窝4、横浇道5、集渣包6、内浇道图12浇注系统的典型形式17奥占公式：图13奥占公式奥占公式：图13奥占公式18图13无冒口系统时的铸件图13无冒口系统时的铸件19图14加入补缩源—冒口冒口图14加入补缩源—冒口冒口20模数法设计冒口的基本方法是：1）Mr=fMcMr为冒口模数，Mc为铸件模数，f=1.0-1.2。2）冒口要提供足够的补缩金属液：ε(Vc+Vr)+Ve<=Vrη3）一定的补缩通道角：可利用冷铁和其他工艺措施来造成合适的补缩通道角

模数法设计冒口的基本方法是：21紧固夹紧防止跑火等箱把：翻箱及吊运操作等吃砂量图16砂型装配示意图紧固夹紧防止跑火等箱把：翻箱及吊运操作等吃砂量图16砂型22定位销图15模样定位销示意图定位销图15模样定位销示意图23大球的制造过程引出的

基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面工艺类：浇注系统、冒口、冷铁工装类：模样、模板、砂箱等大球的制造过程引出的

基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面24套筒工艺与大球工艺的差别

——浇注位置、砂芯、外模样变化

套筒工艺与大球工艺的差别

——浇注位置、砂芯、外模样变化

25a垂直放置b水平放置c倾斜放置图17套筒铸件的三种浇注位置a垂直放置b水平放置c倾斜放置图17套筒铸件26图18直接把砂芯用砂箱做出图18直接把砂芯用砂箱做出27单独砂块图19用单独的砂块将孔做出单独砂块图19用单独的砂块将孔做出28单独砂块图19用单独的砂块将孔做出图20外模样的变化单独砂块图19用单独的砂块将孔做出图20外模样的变化29基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面、砂芯、模样工艺类：浇注系统、冒口、冷铁兼有成型与工艺特点的概念：浇注位置工装类：模样、模板、砂箱、芯盒基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面、砂芯、模样30浇注位置和分型面的确定浇注位置的确定分型面的确定作业：抄画教材图，并说明选择图中浇注位置和分型面的原因。浇注位置和分型面的确定浇注位置的确定31作业1、叙述球和套筒的铸造生产过程；并讨论分析该过程中需要开展的研究工作(画图)。2、分析讨论如何确定浇注位置和分型面，确定原则是什么。3、阅读第一章第一节，并找到复习思考题的答案。4、作业：抄画教材图，并说明选择图中浇注位置和分型面的原因。作业1、叙述球和套筒的铸造生产过程；并讨论分析该过程中需要开325、确定下面铸件的浇注位置和分型面5、确定下面铸件的浇注位置和分型面33铸造工艺(教学法)课件34浇注位置的确定判定浇注位置的优先次序为：

保证铸件质量→凝固方式→充型→工艺操作浇注位置的确定判定浇注位置的优先次序为：35例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽量置于下部或垂直放置。重要面例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽量置于下部或垂直放置。36图3-2-36重要面图3-2-36重要面37

38例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或按一定次序厚大部分靠近冒口。例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或按一定次序厚大39例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于铸件下部。例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于铸件下部。40铸造工艺(教学法)课件41例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。42合箱时容易碰坏砂芯合箱时不会碰坏砂芯合箱时容易碰坏砂芯合箱时不会43分型面的确定分型面一般在确定浇注位置后选择。但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需要重新调整浇注位置。铸造分型面本质上是一种工艺方法，该方法是取出模样（砂型）、铸件（金属型）、保证（提高）精度、工艺操作简单等几个方面综合作用的结果。其优先次序为：

取出铸件→保证精度→工艺简单分型面的确定分型面一般在确定浇注位置后选择。但分析各种44例1：加工基准面与大部分加工面在同一半型内，基准面不要在分型面上。加工基准面被加工面例1：加工基准面与大部分加工面在同一半型内，基准面不要在分型45加工定位基准要加工的外圆螺纹加工定位基准要加工的46

例2：分型面数量应尽量少。例2：分型面数量应尽量少。47例3：分型面尽量为平面，避免曲面，不得已用曲面，也尽可能改为折面。例3：分型面尽量为平面，避免曲面，不得已用曲面，也尽可能改为48铸造工艺(教学法)课件49例4：不使砂箱过高。图3-2-32减速箱盖手工造型方案例4：不使砂箱过高。图3-2-32减速箱盖手工造型方案50多箱造型控制砂箱高度砂箱高度过高多箱造型控砂箱高51例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度。例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度。52例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。53砂芯设计砂芯本体设计芯头设计砂芯设计砂芯本体设计54本体设计的典型实例分盒面1分盒面21、能制作出来；2、能进行烘干；3、如果自硬，则不需烘干，在型内干后直接取出使用。本体设计的典型实例分盒面1分盒面21、能制作出来；55砂芯本体设计的基本步骤确定砂芯总体形状定位形式初定（芯头位置）制作过程（分盒面确定）砂芯分解分解后砂芯之间的定位砂芯本体设计的基本步骤确定砂芯总体形状定位形式初定（芯头位置56确定砂芯组合方式终定砂芯再定各砂芯间的定位方式砂芯放置方式（考虑烘干或相关制作过程）确定砂芯组合方式终定砂芯再定各砂芯间的定位方式砂芯放置方式（57例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内腔尺寸较严的部分应当由同一半砂芯形成，避免为分盒面分割。例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内腔尺寸较严的部分应当由同一58保证此处孔四壁壁厚均匀：将芯子分块。保证此处孔四59例2：保证操作方便：分割砂芯，但要防止金属钻入砂型分割面的缝隙，以防堵塞通气道。例2：保证操作方便：分割砂芯，但要防止金属钻入砂型分割面的60例3：保证铸件壁厚均匀。例3：保证铸件壁厚均匀。61例4：应尽量减少砂芯数目，如将砂芯做出（砂胎，教材图3-3-4；吊砂，浅底锅。用活块代替，教材图3-3-5）；例4：应尽量减少砂芯数目，如将砂芯做出（砂胎，教材图3-3-62铸造工艺(教学法)课件63例5：填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面。例5：填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面。64例6：砂芯形状适应造型、制芯方法，组合芯，教材图3-3-7。例6：砂芯形状适应造型、制芯方法，组合芯，教材图3-3-7。65芯头设计芯头组成芯头承压面积的核算特殊定位芯头芯头设计芯头组成66芯头组成芯头结构芯头长度芯头斜度芯头间隙压环、防压环和积砂槽芯头组成芯头结构67铸造工艺(教学法)课件68铸造工艺(教学法)课件69铸造工艺(教学法)课件70图3-3-10中：α、α1、a、a1等图3-3-10中：71图3-3-9：s、s1、s2图3-3-9：723-3-10中：s、s1、s23-3-10中：73铸造工艺(教学法)课件74芯头承压面积的核算S>=kF芯/[σ压]σ压：湿型40~60KPa;活化膨润土砂型60~100KPa；干砂型0.6~0.8MPa。k：安全系数1.3~1.5芯头承压面积的核算S>=kF芯/[σ压]75特殊定位芯头特殊定位芯头76砂箱制作准备型砂准备模型制作准备芯盒制作准备芯砂准备芯骨制作制芯下芯合箱检验合箱浇注冷却凝固落砂开箱去除浇冒口表面清砂（吹砂、喷丸、抛丸）清理打磨去毛刺热处理铸件机加工熔炼造型铸造工艺流程图:砂箱制型砂准备模型制芯盒制芯砂准备芯骨制作制芯下芯合箱检验合77铸造工艺(教学法)课件78通用冒口设计

—普通冒口设计正圆柱或立方体冒口设计长杆（长板）、大圆环、立柱冒口的设计真实铸件—复合体冒口设计加强冒口补缩的手段冒口设计步骤冷铁设计计算通用冒口设计

—普通冒口设计正圆柱或立方体冒口设计79正圆柱或立方体冒口设计铸件小冒口Vr=Vc缩孔铸件补缩分析正圆柱或立方体冒口设计铸件小冒口Vr=Vc缩孔铸件补缩分析80Vr>Vc缩孔当冒口体积与铸件体积成什么关系时可以使缩孔位置刚好处于铸件顶部呢？冒口体积大于铸件体积时可以消除缩孔！Vr>Vc缩孔当冒口体积与铸件冒口体积大于铸件体积时可以消除81可以用体积作为冒口设计的准则吗？冒口体积比铸件体积大，但显然冒口比铸件先冷却，因冒口散热面积大。可以用体积作为冒口设计的准则吗？冒口体积比铸件体积大，但显然82设计冒口尺寸的准则—模数储热量Q=mc△T=ρVc△T，冒口和铸件同时开始凝固，V大则储热量大，但如果冒口散热面积大则不能补缩。将体积和散热表面积结合起来衡量凝固冷却能力即模数。补缩条件：Mr>Mc设计冒口尺寸的准则—模数储热量Q=mc△T=ρVc△T，冒83设计冒口尺寸的第二条件—补缩量当冒口体积与铸件体积成什么关系时可以使缩孔位置刚好处于铸件顶部呢？设计冒口尺寸的第二条件—补缩量当冒口体积与铸件84设计冒口尺寸的第三条件

—补缩通道角：决定冒口位置同样的铸件同样的冒口，安放位置不同导致不同的补缩结果！设计冒口尺寸的第三条件

—补缩通道角：决定冒口位置同样的铸件85模数法设计冒口的原理一、模数模数法设计冒口的原理一、模数86二、模数法原理补缩通道角————————————二、模数法原理补缩通道角————————————87—Mr=fMc

顶冒口：Mr=(1.2~1)Mc侧冒口：Mc:Mn:Mr=1:1.1:1.2内浇道通过冒口：Mc:Mn:Mr=1:(1~1.03):1.2—冒口提供足够的金属液：

ε(Vc+Vr)+Ve<=Vr·ηε：表3-5-4，表3-5-5，注意合金钢εx；η：表3-5-6；—补缩通道角：可利用补贴和冷铁来造成合适的补缩通道角。—Mr=fMc88铸造工艺(教学法)课件89长杆（长板）、大圆环、立柱冒口的设计长杆（长板）、大圆环、立柱冒口的设计90环也类似！环也类似！91补缩距离：水平补缩距离和垂直补缩距离！补缩距离：水平补缩距离和垂直补缩距离！92铸造工艺(教学法)课件93铸造工艺(教学法)课件94球铁件：表3-5-1可锻铸铁：4~4.5δ(壁厚)有色金属：见教材球铁件：表3-5-195铸造工艺(教学法)课件96铸造工艺(教学法)课件97真实铸件—复合体冒口设计不可能用一个冒口统一补缩，所以要划定三个补缩区域！真实铸件—复合体冒口设计不可能用一个冒口统一补缩，98冒口设计的基本原则顺序凝固同时凝固注意！冒口补缩的是整体补缩域的收缩，而不是相邻结构体！！！冒口设计的基本原则顺序凝固99加强冒口补缩的手段补贴冷铁提高冒口自身补缩能力加强冒口补缩的手段补贴100补贴补贴101铸造工艺(教学法)课件102铸造工艺(教学法)课件103冷铁冷铁104不加冷铁的补缩距离！与前加冷铁对比！不加冷铁的补缩距离！与前加冷铁对比！105外冷铁之间距离为0.5~1倍于冷铁长度！外冷铁之间距离为0.5~1倍于冷铁长度！106提高冒口自身补缩能力大气压力冒口保温、发热冒口易割冒口提高冒口自身补缩能力大气压力冒口107大气压力冒口大气压力冒口108保温、发热冒口保温、发热冒口109易割冒口易割冒口110冒口设计步骤1）划分补缩区；2）计算冒口及冒口颈模数；3）确定形状和尺寸；4）检查顺序凝固条件；5）校核冒口补缩能力冒口设计步骤1）划分补缩区；111铸钢45齿轮，收缩率5%。试设计其冒口铸钢45齿轮，112铸造工艺(教学法)课件113冷铁设计计算经验法外冷铁模数计算法内冷铁模数计算法（自学）冷铁设计计算经验法114经验法经验法115外冷铁模数计算法无气隙外冷铁：As=A0+2Ac1As—砂型等效面积A0—铸件表面积Ac—冷铁工作表面积M0—铸件原模数M1—使用冷铁后铸件等效模数外冷铁模数计算法无气隙外冷铁：As=A0+2Ac1As—砂型116有气隙外冷铁：As=A0+Ac2As—砂型等效面积A0—铸件表面积Ac—冷铁工作表面积M0—铸件原模数M1—使用冷铁后铸件等效模数有气隙外冷铁：As=A0+Ac2As—砂型等效面积M0—铸件117M1的确定同时凝固：M1相当于热节四周薄壁部分的模数顺序凝固：M1=(0.83-0.91)Mp，Mp是热节旁补缩壁的模数。经验证明，只有满足Mp≥0.67M0时，才能用外冷铁消除热节影响外冷铁质量校核M1的确定同时凝固：M1相当于热节四周薄壁部分的模数118内冷铁模数计算法（参考教材及文献）内冷铁模数计算法（参考教材及文献）119浇注系统设计浇注系统典型构造浇注系统类型浇注系统设计计算浇注系统设计步骤练习举例浇注系统设计浇注系统典型构造120浇注系统典型构造图12浇注系统的典型形式1、浇口杯2、直浇道3、浇道窝4、横浇道5、集渣包6、内浇道浇注系统典型构造图12浇注系统的典型形式121浇注系统类型按截面比分类按内浇口位置分类浇注系统类型按截面比分类122按截面比分类1）封闭式：S直>S横>S内2）开放式：S直<S横<S内。适于铝镁合金件

3）半开放半封闭式：

S直<S横>S内而S内<S直直浇道充满，用于小型铝镁合金产品。按截面比分类1）封闭式：S直>S横>S内123按内浇口位置分类顶注式浇注系统底注式浇注系统中注式浇注系统阶梯式浇注系统缝隙式浇注系统按内浇口位置分类顶注式浇注系统124顶注式浇注系统顶注式浇注系统125底注式浇注系统底注式浇注系统126中注式浇注系统中注式浇注系统127阶梯式浇注系统阶梯式浇注系统128缝隙式浇注系统缝隙式浇注系统129浇注系统设计计算奥占公式平均压头Hp计算浇注时间确定流量系数确定浇注系统设计计算奥占公式130铸造工艺(教学法)课件131奥赞公式阻流处金属液流速v计算（伯努利方程）奥赞公式阻流处金属液流速v计算（伯努利方程）132充填下半型时，通过阻流截面的金属质量m下和浇注时间τ有如下关系充填下半型时，通过阻流截面的金属质量m下和浇注时间τ有如下关133充填上半型时，对应着最大压力头和最小压力头有平均压力头hP，则综合上下半型公式有充填上半型时，对应着最大压力头和最小压力头有平均压力头hP134平均压头Hp计算总功：下半型功：上半型功：平均压头Hp计算总功：下半型功：上半型功：135将上两式代入总功，则：对于底注式P=C，故对于顶注式P=0，故将上两式代入总功，则：对于底注式P=C，故对于顶注式P=0，136浇注时间确定浇注时间确定137对其他合金铸件，有经验公式A、B、P、n系数见教材表3-4-4、表3-4-5。对其他合金铸件，有经验公式A、B、P、n系数见教材表3-138用金属液在型内的上升速度来校核

充填时间铸铁铸钢的最小上升速度见教材表3-4-6、表3-4-7用金属液在型内的上升速度来校核

充填时间铸铁铸钢的最小上升速139流量系数确定流量系数确定140铸造工艺(教学法)课件1411、选择浇注系统类型2、确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向3、决定直浇道的位置和高度（压力角）4、计算浇注时间并核算金属上升速度5、计算阻流截面积S阻6、确定浇口比并计算各组元截面积7、绘出浇注系统图形浇注系统的计算步骤1、选择浇注系统类型浇注系统的计算步骤142铸造工艺(教学法)课件143铸造工程师的设计任务铸造工程师应当完成的设计任务铸件零件结构的铸造工艺性对铸件零件的处理→零件转化为铸件铸造工程师的设计任务铸造工程师应当完成的设计任务144铸造工程师应当完成的设计任务铸造工艺图铸型装配图铸造工艺卡铸件图铸造工程师应当完成的设计任务铸造工艺图145铸造工艺(教学法)课件146铸造工艺(教学法)课件147铸造工艺(教学法)课件148铸造工艺(教学法)课件149铸造工艺(教学法)课件150铸造工艺(教学法)课件151铸造工艺(教学法)课件152铸造工艺(教学法)课件153铸造工艺(教学法)课件154铸件零件结构的铸造工艺性零件结构是否容许制造零件结构是否容易制造铸件零件结构的铸造工艺性零件结构是否容许制造155零件结构是否容许制造做不出来的东西必须向设计者说明，必须改结构先将要填的孔填实,即小于最小铸出孔的孔填实——充型中空的部位能不能下芯子,例如纯空心球和过长的单臂悬芯——造型零件结构是否容许制造做不出来的东西必须向设计者说明，必须改结156最小容许壁厚(铸造工艺手册)——充型其他具体分析如高铬铸铁件不能进行机加工切断冒口等教材表3-2-1：砂型铸造时铸件最小容许壁厚;临界壁厚=3*最小壁厚;若超过临界壁厚则铸件中心部分晶粒粗大，常出现缩孔、缩松现象。设计受力铸件时，不可单纯用增厚的办法来增加铸件强度如图3-2-1。最小容许壁厚(铸造工艺手册)——充型157铸造工艺(教学法)课件158零件结构是否容易制造凝固过程的要求充型过程的要求操作过程的要求—能做但不好做,尽量改但如果要求也要想办法做零件结构是否容易制造凝固过程的要求—能做但不好做,159凝固过程的要求铸件结构不应造成严重的收缩阻碍,注意壁厚过渡和圆角。凝固过程的要求铸件结构不应造成严重的收缩阻碍,注意壁厚过渡和160铸造工艺(教学法)课件161铸件内壁应薄于外壁(为易于补缩可放冷铁)，教材表3-2-2。铸件内壁应薄于外壁(为易于补缩可放冷铁)，教材表3-2-2。162壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节(可减少冒口)壁厚力求均匀,减少肥厚部分,防止形成热节(可减少冒口)163有利于补缩和实现顺序凝固有利于补缩和实现顺序凝固164防止铸件翘曲变形防止铸件翘曲变形165避免浇注位置上有水平的大平面结构避免浇注位置上有水平的大平面结构166操作过程的要求取消铸件外表侧凸操作过程的要求取消铸167改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构168改进铸件内腔结构以减少砂芯改进铸件内腔结构以减少砂芯169减少和简化分型面减少和简化分型面170铸造工艺(教学法)课件171有利于砂芯的固定和排气有利于砂芯的固定和排气172铸造工艺(教学法)课件173减少清理铸件的工作量减少清理铸件的工作量174简化模具的制造;图3-2-16简化模具的制造;图3-2-16175大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造铸铁床身大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造铸铁床身176255吨255吨177对铸件零件的处理基本原理零件结构引起的铸造工艺参数造型引起的铸造工艺参数制芯引起的铸造工艺参数凝固过程引起的铸造工艺参数加工及验收引起的铸造工艺参数→零件转化为铸件对铸件零件的处理基本原理→零件转化为铸件178基本原理铸造工艺流程图是构成整体铸造工艺参数的总纲主要的影响环节有：零件结构、造型、制芯、凝固过程、机加工、铸件验收要求等。基本原理铸造工艺流程图是构成整体铸造工艺参数的总纲179砂箱制作准备型砂准备模型制作准备芯盒制作准备芯砂准备芯骨制作制芯下芯合箱检验合箱浇注冷却凝固落砂开箱去除浇冒口表面清砂（吹砂、喷丸、抛丸）清理打磨去毛刺热处理铸件机加工熔炼造型砂箱制型砂准备模型制芯盒制芯砂准备芯骨制作制芯下芯合箱检验合180零件结构引起的铸造工艺参数最小铸出孔及槽（表3-3-8）零件结构引起的铸造工艺参数最小铸出孔及槽（表3-3-8）181工艺补正量：e<=0.002L；单件，小批生产（教材图3-3-14），大量生产修改模具。工艺补正量：e<=0.002L；单件，小批生产（教材图3-182造型引起的铸造工艺参数因模样(敲模、模样受潮膨胀)引起的铸件形状变化：非加工壁厚的负余量（表3-3-11）——适用于手工造型、制芯造型引起的铸造工艺参数因模样(敲模、模样受潮膨胀)引起的铸件183起模斜度:JB/T5015-91；教材图3-3-13

铸件加工面：增加厚度法铸件不与其他零件配合的非加工面上：增加、增加或减少厚度法铸件与其他零件配合的非加工面上：减少、增加或减少厚度法起模斜度:JB/T5015-91；教材图3-3-13184分型负数:图3-3-15,表3-3-9分型负数:图3-3-15,表3-3-9185制芯引起的铸造工艺参数—舂砂时芯盒涨开、刷涂料、烘干过程引起的芯子形状变化砂芯负数:只应用于大型粘土砂芯（表3-3-10）手工造芯制芯引起的铸造工艺参数—舂砂时芯盒涨开、刷涂料、烘干过程引起186分芯负数多用于分段制造的长砂芯和分开制造大砂芯,一般留1~3mm，用于手工造芯。分芯负数多用于分段制造的长砂芯和分开制造大砂芯,一般187凝固过程引起的铸造工艺参数铸造收缩率（表3-3-7）凝固过程引起的铸造工艺参数铸造收缩率（表3-3-7）188反变形量；图3-3-16，图3-3-17反变形量；图3-3-16，图3-3-17189铸造工艺(教学法)课件190加工及验收引起的铸造工艺参数铸件尺寸公差：GB6414-86等效于ISO8062-1984（国际标准）——教材表3-3-1铸件重量公差GB/T11351-89机加工余量GB/T11350-89

重量公差与机加工余量均与GB6414-86配套使用加工及验收引起的铸造工艺参数铸件尺寸公差：GB6414-8191铸造工艺(教学法)课件192提高部分关于冒口的讨论（冒口类型）关于冷铁的讨论铸肋灰/球铁件冒口讨论关于浇注系统流动特点的讨论铸造工艺装备设计提高部分关于冒口的讨论（冒口类型）193关于冒口的讨论（冒口类型）关于冒口的讨论（冒口类型）194关于冷铁的讨论冷铁的作用冷铁种类关于冷铁的讨论冷铁的作用195在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松196造成人为的末端区造成人为的末端区197铸造工艺(教学法)课件198用冷铁防止各类接头的裂纹和缩孔用冷铁防止各类接头的裂纹和缩孔199铸造工艺(教学法)课件200改善铸件局部的金相组织和力学性能减轻或防止厚壁铸件中的偏析改善铸件局部的金相组织和力学性能201外冷铁的作用特点铸件:127×127×203的碳素钢冷铁:76×76×Tickness外冷铁的作用特点铸件:202使用外冷铁的注意点使用外冷铁的注意点203铸造工艺(教学法)课件204铸造工艺(教学法)课件205冷铁外冷铁内冷铁直接外冷铁间接外冷铁有气隙无气隙熔接内冷铁

非熔接内冷铁冷铁外冷铁内冷铁直接外间接外有气隙无气隙熔接内冷铁非熔206直接外冷铁直接外冷铁207直接外冷铁—有气隙和无气隙直接外冷铁—有气隙和无气隙208直接外冷铁的作用特点直接外冷铁的作用特点209间接外冷铁间接外冷铁210内冷铁

通常在外冷铁激冷作用不足时才用内冷铁，主要用于壁厚大而技术要求不太高的铸件上，特别是铸钢件。内冷铁通常在外冷铁激冷作用不足时才211熔接内冷铁和非熔接内冷铁熔接内冷铁和非熔接内冷铁212内冷铁熔接过程内冷铁熔接过程213铸肋铸肋割肋（收缩肋）—防止铸件热裂—清理时去除拉肋（加强肋）—防止铸件变形—在清除内应力的热处理后去除铸肋铸肋割肋（收缩肋）拉肋（加强肋）214割肋的形状和实例割肋的形状和实例215割肋的设计1）a/b>(1~2),l/b<2；或2）a/b<(2~3),l/b<1不设割肋。割肋的设计1）a/b>(1~2),l/b<2；或216割肋的形状和尺寸割肋的形状和尺寸217拉肋—厚度为铸件厚度的0.4~0.6倍拉肋—厚度为铸件厚度的0.4~0.6倍218灰/球铁件冒口讨论灰/蠕/球铁凝固过程的体积变化灰/蠕/球铁体积膨胀是不可忽略的铸铁冒口与铸钢冒口的差异铸铁件冒口补缩的三种途径直接实用冒口控制压力冒口均衡凝固冒口理论的由来灰/球铁件冒口讨论灰/蠕/球铁凝固过程的体积变化219灰/蠕/球铁凝固过程的体积变化25.4mm厚的Y形试样，1mm2面积上的石墨球数：当球数>150个，为好；当球数90~150个为中；<90个为差。灰/蠕/球铁凝固过程的体积变化25.4mm厚的Y形试样220灰/蠕/球铁体积膨胀是不可忽略的实验表明：每析出1%质量的石墨，铸铁体积增大约2%；强度很高的湿型，抗压强度约为0.6MPa，模数为1cm的球铁或模数为1.5cm的灰铁即可超过其承压能力；1MPa=9.87atm灰/蠕/球铁体积膨胀是不可忽略的实验表明：每析出1%质量的石221铸造工艺(教学法)课件222铸铁冒口与铸钢冒口的差异铸铁冒口与铸钢冒口的差异223铸铁件冒口补缩的三种途径不计膨胀，按铸钢件方式即模数补缩；直接实用冒口：只补缩液态一次收缩，液态收缩停止，冒口颈及时冻结；控制压力冒口：综合考虑收缩与膨胀的差值进行补缩；铸铁件冒口补缩的三种途径不计膨胀，按铸钢件方式即模数补缩；224直接实用冒口实用条件冒口体设计冒口颈设计冒口位置选择直接实用冒口实用条件225实用条件薄壁铸件：球铁M<0.48cm；灰铁M<0.75cm；要求干型，自硬型。膨胀压力不超过0.6MPa铸件模数高，则膨胀压力大，型壁不能承受。

实用条件薄壁铸件：226冒口体设计——补缩液态（一次）收缩共晶成分铁液的液态收缩ε液={α液}(tp-1150)=(90+30×4.3)*(tp-1150)×10-6亚共晶如CE=3.6共晶凝固前析出30%的奥氏体，液态铁向奥氏体转变收缩率为3%，增加30%×3%=0.9%收缩率，则ε液=(90+30×3.6)(tp-1150)×10-6+0.9×10-2冒口体设计——补缩液态（一次）收缩共晶成分铁液的液态收缩227理想状态曲线（由上述收缩率公式算出）理想状态曲线（由上述收缩率公式算出）228实际状态曲线（实际应用时选用）实际状态曲线（实际应用时选用）229冒口颈计算冒口颈计算230冒口位置选择—关键模数确定法—也是确定冒口数量的方法：1）体积膨胀正好抵偿更厚部分的液态收缩直到其开始膨胀为止；2）关键部分的膨胀和比它厚的部分的液态收缩同时发生，且相互关联，才能相互补偿。冒口位置选择—关键模数确定法—也是确定冒口数量的方法：231铸造工艺(教学法)课件232控制压力冒口原理适用条件冒口体设计冒口颈设计冒口位置和数量的设计控制压力冒口原理233原理原理234冒口补给铸件的液态收缩，在共晶膨胀初期冒口颈畅通，可使铸件内部铁液回填冒口以释放“压力”。控制回填程度使铸件内建立适中的内压用来克服二次收缩缺陷—缩松，以使既无缩孔缩松，又无铸件膨胀变形。冒口补给铸件的液态收缩，在共晶膨胀初期冒口颈畅235控制方法：1）冒口颈及时冻结（明冒口只能用此法）；2）暗冒口容积控制（单用暗冒口，浇注温度不能超过T0；3）双重控制，重视浇注和冶金质量。控制方法：236适用条件1）湿砂型：球铁件M=0.48~2.5cm；灰铁件M=0.75~2.0cm；2）干型硬度>85适用条件1）湿砂型：2371、冶金质量好：取下限；2、冶金质量差：取上限；3、一般：中点；4、应靠近厚大部位；冒口有效5、体积>所需补缩体积

冒口体设计1、冶金质量冒口体设计238冒口颈设计——采用短冒口颈冒口颈设计——采用短冒口颈239冒口位置和数量的设计控制压力冒口的补缩距离冒口位置和数量的设计冒口位置和数量的设计控制压力冒口的补缩距离240控制压力冒口的补缩距离凝固部位向冒口回填铁液的输送距离。右图为球铁补缩距离控制压力冒口的补缩距离凝固部位向冒口回填铁液的输送距离。241灰铁补缩距离灰铁补缩距离242冒口位置和数量的设计冒口位置：模数大的位置冒口数目：用铁液输送距离结合模数—体积图定（如后图）冒口位置和数量的设计冒口位置：模数大的位置243可在M1处不放冒口可在M1处不放冒口244均衡凝固冒口理论的由来较为符合实际铸铁件的凝固过程动态叠加原理图3-5-35均衡凝固冒口理论的由来较为符合实际铸铁件的凝固过程245关于浇注系统流动特点的讨论浇注系统经典结构的由来金属液经过浇注系统进入型腔时发生的现象浇注系统的作用金属液流经浇注系统各结构单元的特点分析关于浇注系统流动特点的讨论浇注系统经典结构的由来246浇注系统经典结构的由来不要浇注系统，直接将金属液灌入铸型行不行？如图，显然不行。不可成形！！！浇注系统经典结构的由来不要浇注系统，直接将金属液灌入铸型行不247

如果只设计直浇道，则只能是顶注式，如果铸件太高，则冲击铸型，为了能从不同高度引入，所以要设置内浇道。如果只设计直浇道，则只能是顶注式，248如果为了分配流股或流量，由单直浇道底部分出多个内浇道，造型掉砂也不易控制流股；而且如果需要从铸件不同部位引入时，则为多个直浇道，多个内浇道，操作烦琐。铸件如果为了分配流股或流量，由单直浇道底部分出铸249直浇道—横浇道—内浇道→比较完备。可以从任何高度引入，可以控制流速，可以灵活控制引入引入股的数量。直浇道—横浇道—内浇道→比较完备。可以从250金属液经过浇注系统进入型腔时发生的现象金属液冲入铸型；渣进入铸型；气体被冲入铸型；金属液经过浇注系统进入型腔时发生的现象金属液冲入铸型；251浇注系统的作用按规定时间导入金属液；平稳引入；挡渣；挡气。浇注系统的作用按规定时间导入金属液；252金属液流经浇注系统各结构单元的特点分析渣特点——比合金液轻的渣浮在表面，量比较大，用漏包浇注或浇注系统或过滤网挡渣；——比合金液重的渣沉在浇包底部，转包不会引入，漏包会引入；——与合金液相当的渣需要净化合金液：过滤网。茶壶嘴浇包可以克服轻渣和重渣的不利影响。金属液流经浇注系统各结构单元的特点分析渣特点253浇包中的流动特点转包；漏包；茶壶嘴浇包；浇包中的流动特点转包；254浇口杯的流动特点漏斗形：挡渣挡气均不好；盆形；浇口杯的流动特点漏斗形：挡渣挡气均不好；255防止水平旋涡的方法防止水平旋涡的方法256浇口杯中较好的挡渣形式拔塞、浮塞、铁隔片式浇口杯中较好的挡渣形式拔塞、浮塞、铁隔片式257筛网式筛网式258闸门和堤坝式闸门和堤坝式259直浇道中的流动特点直浇道中的流动特点260直浇道窝中的流动特点直浇道窝中的流动特点261直浇道窝的设计形式直浇道窝的设计形式262横浇道中金属的流动特点横浇道作用：稳流，捕渣（中小铸件多不用复杂的浇口杯）；渣在横浇道中的速度：上浮V浮、平动V横；存在内浇道吸动区；横浇道中金属的流动特点横浇道作用：稳流，捕渣（中小铸件多不用263铸造工艺(教学法)课件264如何利用横浇道阻渣横浇道应呈充满状态；流速要低，充分上浮；圆盘形铸件内浇道旋转进入；如何利用横浇道阻渣横浇道应呈充满状态；265阻渣位置：横浇道开始段阻渣；末端延长段阻渣位置：横浇道开始段阻渣；末端延长段266封闭式和开放式的内浇道位置封闭式和开放式的内浇道位置267强化阻渣的方法过滤网强化阻渣的方法过滤网268铸造工艺(教学法)课件269集渣包集渣包270内浇口特点—基本无阻渣作用浇口比影响：轻合金铸件常用开放式浇注系统；内浇道流量的不均匀性：一般情况下远离直浇道的内浇口流量大于接近直浇道的内浇口；内浇口的基本设计原则（见教材）内浇口特点—基本无阻渣作用浇口比影响：轻合金铸件常用开放式浇271铸造工艺装备设计概论模样及模板砂箱芯盒其他工艺装备铸造工艺装备设计概论272概论铸造工艺装备（foundryrigging）是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具和装置的总称。包括模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板（器）、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。此外，芯盒及烘干器的钻模和修整标准也属于铸造工艺装备。概论铸造工艺装备（foundryrigging）是造型、造273模样模板模样模板材质选择金属模的结构设计模样（芯盒）的尺寸标注对模板的要求模板种类（教材表3-6-4）模底板结构模板和砂箱的定位设计模板图的注意事项模样模样模板材质选择金属模的结构设计模样（芯盒）的尺寸标注对274材质选择木模：单件、小批生产的各种铸件菱苦土模：单件小批的大中模样金属模样：大量成批生产的铸件塑料模：成批生产的中小模样聚苯乙烯泡沫塑料模（消失模）：中小铸件和单件生产的中、大型铸钢件。材质木模：单件、小批生产的各种铸件菱苦土模：单件小批的大中模275金属模的结构设计模样本体结构类型壁厚及加强肋固定和定位孔金属模的模样本体结构类型壁厚及加强肋固定和定位孔276铸造工艺(教学法)课件277模样部分表面凹入分型面以下分型面以上模样过薄，加工固定困难分型面通过模样圆角很小的模样，为便于加工定位等模样部分表面分型面以上模样分型面通很小的模样，278壁厚及加强肋1、除薄小模样（小于50×50mm或高度低于30mm）以外，都应制成空心结构。2、平均轮廓尺寸大于150mm的模样，内部设加强肋，形式和模样壁厚选择见图3-6-3。3、落地肋适用于高度低于100mm且长宽尺寸较大的模样。

稍高于模样底面的肋，适用于中小模样，肋高度小于75mm距底面5~10mm。壁厚及1、除薄小模样（小于50×50mm或高度2、平均轮廓尺279壁厚及加强肋4、高压造型用模样壁厚应比图3-6-3所给大50%~100%；加强肋采用落地式。5、依模样大小和使用要求来布置加强肋，肋距150~400mm，厚度为0.8~1.0倍的模样壁厚。壁厚及4、高压造型用模样壁厚应比图3-6-35、依模样大小和280铸造工艺(教学法)课件281固定和定位孔1、模样向模底板固定——螺钉或螺栓模样和模底板定位——定位销。2、螺栓直径—0.8~1.0倍模样壁厚尺寸；螺栓孔尺寸精度—中等精度；螺栓孔位置—尽量靠近模样四周，均匀分布，不要和模板底部肋条相碰。3、模样和模地板固定时钻孔方法：上固定法（图3-6-4a）；下固定法（图3-6-4b）。固定1、模样向模底板固定——螺钉或螺栓282优点：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便。缺点：破坏模样工作表面，叙用塑料或铝等填平。优点：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便。缺点：破坏模样工作表面，叙用塑料或铝等填平。优点：便于选择优点：便于选择283模样（芯盒）的尺寸标注模样（芯盒）尺寸（所标注尺寸应便于测量）关联尺寸（与铸件有关）Lm=(Lj±Ly)(1+K)非关联尺寸（与铸件无关）金属模样工作表面尺寸偏差：教材表3-6-2分模面平面度要求：教材表3-6-3模样在模底板上的装配偏差浇冒口模的尺寸偏差浇冒口模被分装在上下模板时的尺寸偏差其余部位的尺寸偏差模样模样（芯盒）尺寸关联尺寸（与铸件有关）非关联尺寸（与铸件284铸造工艺(教学法)课件285铸造工艺(教学法)课件286铸造工艺(教学法)课件287模底板结构1、模底板应有：与砂箱定位用的定位销、同造型机连接用的突耳、供运输用的吊轴和手把、顶杆起模用的通道等。翻转式造型机用模板应有与固定砂箱用的机构或突耳等。2、模底板高度和模板框的高度应满足造型机的工艺要求。模底板1、模底板应有：与砂箱定位用的定位销、同造型机连接用的288模板和砂箱的定位直接定位法：定位销（套）直接安装在模底板上。间接定位法：定位销（套）安装在模板框上，模板和模板框之间另有定位。具体定位精度要求见教材模板和砂直接定位法：定位销（套）直接安装间接定位法：定位销（289设计模板图的注意事项1、模样和浇冒口模的位置、尺寸是否符合铸造工艺图要求，吃砂量是否合适。2、上下模板上的模样布局、方向、尺寸标注是否一致，能否满足合箱要求。3、根据造型机要求，验算模板高度应低于起模高度等。4、直浇道位置，合箱后应靠近浇注平台一侧。5、各种螺钉、定位元件位置是否合适？装卸方便否？设计模1、模样和浇冒口模的位置、尺寸是否符合290砂箱设计和选用砂箱的基本原则类型的选择砂箱结构砂箱设计内容：选择类型和材质，确定砂箱尺寸。结构设计，定位和紧固1、专用砂箱和通用砂箱2、依制造方法：整铸式、焊接式、装配式3、依造型方法和使用条件分：手工造型用、机器造型用、高压及气冲造型用砂箱。（图3-6-11，图3-6-12）砂箱设计和选用砂箱的基本原则类型的选择砂箱结构砂箱设计内容：291铸造工艺(教学法)课件292铸造工艺(教学法)课件293设计和选用砂箱的基本原则1、满足铸造工艺要求。如砂箱和模样间应有足够的吃砂量、箱带不妨碍浇冒口的安放、不严重阻碍铸件收缩等。2、尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备的要求。砂箱尺寸形状是设计和选购造型机的主要依据。为此，大量生产中应对计划在造型线上生产的全部铸件逐一进行铸造工艺分析，以确定共用砂箱的尺寸和形状。3、有足够的强度和刚度，使用中保证不断裂或发生过大变形。4、对型砂有足够的附着力，使用中不掉砂或塌箱，又要便于落砂。为此，只在大砂箱中才设置箱带。5、经久耐用，便于制造。6、应尽可能标准化、系列化和通用化。设计和1、满足铸造工艺要求。如砂箱和模样间应有294砂箱结构砂箱名义尺寸：分型面上砂箱内框尺寸乘砂箱高度。确定时要考虑一箱内放置铸件的个数和吃砂量，数据见表3-6-5。（长宽是50或100的倍数，高度是20或50倍数）箱壁箱带砂箱定位搬运、翻箱结构砂箱的紧固手把用于小型砂箱吊轴用于中大砂箱吊环用于重型砂箱砂箱砂箱名义尺寸：分型面上砂箱内框尺寸乘砂箱高度。箱壁箱带砂295箱壁1、普通砂箱壁形式见图3-6-13；高压气冲造型砂箱壁形式见图3-6-14。2、经验：1）简易手工造型砂箱，常用较厚的直箱壁，不设内外突缘，制造简便，容易落砂；2）普通机器造型砂箱，常用向下扩大的倾斜壁，底部设突缘，防止塌箱，保证刚性，便于落砂，箱壁上留出气孔；3）中箱箱壁多为直壁，上下都设突缘。大砂箱内应有箱带以防止塌箱。中箱因无贯通的箱带，刚度小，故应加厚；4）高压造型和气冲造型用砂箱，尽量不加箱带，以便落砂。因受力大，要求刚度大。小砂箱用单层壁，大砂箱用双层壁。箱壁上不设出气孔。箱壁箱壁1、普通砂箱壁形式见图3-6-13；箱壁296铸造工艺(教学法)课件297箱带（箱档、箱肋）1、平均内框尺寸小于500mm的普通砂箱、小于1250mm的高压造型用砂箱可不设箱带；2、专用砂箱随形模样，吃砂量为：顶面15~40mm，侧面20~45mm，底部25~45mm。高箱带部位开窗口（图3-6-15）；3、通用箱带高度取0.25~0.3倍砂箱高度，箱带至冒口、浇口杯模的距离应大于30~40mm;4、宽度小于500mm的砂箱，只在箱内设横向箱带。大型砂箱带可布成方格形或长方格形；圆砂箱内的箱带可布成扁形格；大砂箱带可用装配式。箱带间距120~600mm。箱带（箱档、箱肋）箱带1、平均内框尺寸小于500mm的普通砂箱、小箱带（箱档、298铸造工艺(教学法)课件299砂箱定位1、定位方法：泥号、楔榫、箱垛、箱锥、止口及定位销等；2、机器造型只用定位销：插销和座销（图3-6-16）；箱耳布置在砂箱两侧，一端装圆孔定位销，一端装长孔导向套。3、手工造型和抛砂造型用砂箱不必装销套，直接在箱耳上钻孔和切槽。砂箱定位砂箱1、定位方法：泥号、楔榫、箱垛、砂箱定位300铸造工艺(教学法)课件301砂箱的紧固1、上箱自重法和压铁法用于小件；2、机器造型时用悬链和机械手搬放压铁；也可用手工夹紧法，其中以楔形箱卡应用最广（图3-6-18）；3、其他夹紧法见图3-6-19、20。砂箱紧固砂箱1、上箱自重法和压铁法用于小件；砂箱紧固302铸造工艺(教学法)课件303铸造工艺(教学法)课件304芯盒芯盒设计步骤：确定类型、材质，选取分盒面，芯盒结构设计和工作尺寸计算等。芯盒的类型和材质芯盒结构设计一般金属芯盒的精度热芯盒和壳芯盒的特点芯盒芯盒设计步骤：确定类型、材质，选取分盒面，芯盒的类型和材305芯盒的类型和材质1、普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒；

图3-6-21；2、中小芯盒多用铝合金铸造；3、大芯盒多用铸铁制造；4、铜合金及钢材多用于制作芯盒中的镶块和活块。芯盒1、普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒；306铸造工艺(教学法)课件307芯盒结构设计普通金属芯盒实例图3-6-22芯盒本体结构芯盒外围结构壁厚、加强肋和边缘活块、镶块定位、夹紧结构手柄、吊轴芯盒普通金属芯盒实例图3-6-22芯盒本体结构芯盒外围结构壁308铸造工艺(教学法)课件309铸造工艺(教学法)课件310铸造工艺(教学法)课件311一般金属芯盒的精度1、芯盒内腔工作表面尺寸偏差见表3-6-2；分盒面平面度见表3-6-3；2、分盒面间隙应小于0.1mm;3、两半芯盒的重合性尺寸偏差

分盒面上工作内腔平均轮廓尺寸（长+宽）/2偏差/mm<300<0.05301~500<0.1>500<0.124、第一套芯盒的定位销中心距偏差不超出±0.05；不使用成型烘干器的对开芯盒，定位销孔中心距偏差为±0.25；5、活块与窝座间隙不超过0.2~0.3mm.一般金1、芯盒内腔工作表面尺寸偏差见表3-6-2；312热芯盒和壳芯盒的特点1、设计芯盒时，首先熟悉机器的工艺特性和对芯盒的要求；2、芯盒构成（图3-6-25）；3、芯盒材质：本体灰铸铁，镶块用钢或导热性好的铜合金；定位销、套、顶芯杆、回位导杆可用T8或T10钢，45钢，淬火达50~55HRC;4、依机型选用垂直分盒面或水平分盒面。要求砂芯开盒后留在动芯盒内，以便顶出砂芯，采用6种措施（见教材）；5、射（吹）砂口：在芯头处，免于修补砂芯。射口尺寸防止砂流回弹；热芯盒1、设计芯盒时，首先熟悉机器的工艺特性3136、加热方式和芯盒厚；7、工作内腔尺寸：只考虑铸造收缩率；8、芯盒定位：在静芯盒上装销，在动芯盒上装套，销直径为φ15mm、φ20mm（图3-6-26、图3-6-27）；9、排气：分盒面上开排气槽，内腔死角处装排气塞等。芯盒内总排气道面积应为射口面积的0.1~0.2倍；10、尺寸精度：内腔尺寸公差见表3-6-6；其余尺寸公差同普通芯盒；分盒面间隙：芯盒尺寸小于500mm时，间隙不大于0.05mm，芯盒尺寸大于500mm时，间隙不大于0.1mm。热芯盒和壳芯盒的特点6、加热方式和芯盒厚；热芯盒314铸造工艺(教学法)课件315铸造工艺(教学法)课件316铸造工艺(教学法)课件317铸造工艺(教学法)课件318其他工艺装备1、高压造型用直浇道模和浇口杯模2、压砂板和成型压头3、砂芯检验用具4、烘干器5、工装图样的通用技术条件其他工艺装备其他1、高压造型用直浇道模和浇口杯模其他工艺装备319高压造型用直浇道模和浇口杯模1、垂直分型时，直浇道模和浇口杯模固定在正压模板和反压模板上，使用时不会遇到困难。2、水平分型的高压造型中，直浇道模一般固定在模板上，形状为上小下大；浇口杯模固定在压头上，因而须考虑压砂时二者之间的型砂应能顺利移走，而不妨碍紧砂过程。图3-6-28。高压造1、垂直分型时，直浇道模和浇口杯模固定在320铸造工艺(教学法)课件321压砂板和成型压头1、压砂板（平压板）适用于高度不大的模样，可通用，但紧实度不均匀；2、成型压头可改善砂型紧实度的均匀性，但不通用，适用于单一铸件的大量生产；成型压头的上凹尺寸N可按下式计算：N=Mh/(h+H)参考图3-6-28。压砂1、压砂板（平压板）适用于高度不大322铸造工艺(教学法)课件323砂芯检验用具1、检验砂芯形状、尺寸的量具，如卡规、量规、环规、塞规等；可用工具钢制造，先将工作表面淬火，再磨削至需要的尺寸；2、检验砂芯在型内的位置是否准确的样板，图3-6-30；样板多用3mm厚的钢板焊上底座制成。先经消除应力退火，再精加工测量面和基准面。通常用样板控制铸件的加工基准面和尺寸要求严格的部位。砂芯1、检验砂芯形状、尺寸的量具，如卡324铸造工艺(教学法)课件325烘干器1、小于0.25m2烘干板，多用铝合金铸造，也可用3mm~4mm的钢板焊接而成。2、中大型烘干板多用铸铁铸成，并留有吊轴或吊孔。3、成型烘干器的结构类似上半芯盒，见图3-6-31。烘1、小于0.25m2烘干板，多用铝合金铸326铸造工艺(教学法)课件327工装图样的通用技术条件1、毛坯加工前需经消除应力退火。铸铝毛坯不少于5~6h，温度230~240℃；铸铁毛坯3~4h，温度500~600℃；铸钢毛坯需退火或正火后加工。2、注明尺寸偏差及形位公差。3、表面粗糙度要求。4、未注壁厚、起模斜度、铸造圆角等。说明是否按标准尺寸加工。5、其他技术要求。工装图1、毛坯加工前需经消除应力退火。328铸造工艺(教学法)课件329铸造工艺(教学法)课件330铸造工艺(教学法)课件331铸造工艺学主讲：河北工业大学材料加工与控制系李日铸造工艺学主讲：河北工业大学材料加工与控制系332铸造工艺学基础部分提高部分铸造工艺学基础部分333基础部分铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程通用冒口设计浇注系统设计铸造工程师的设计任务基础部分铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程334铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程铸造工艺基本概念—由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念铸造工艺流程图浇注位置和分型面的选择对铸件零件的处理砂芯设计铸造工艺基本概念及铸件生产的基本流程铸造工艺基本概念—由大球335铸造工艺基本概念大球的制造过程引出的基本铸造工艺概念套筒工艺与大球工艺的差别基本铸造工艺概念作业铸造工艺基本概念大球的制造过程引出的基本铸造工艺概念336铸造工艺基本概念由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念图1φ1000mm钢球体铸造工艺基本概念由大球及套筒铸件的制造过程引出的概念337图2形状不完备的球砂箱耐火材料图2形状不完备的球砂箱耐火材料338图3形状完备但取不出来的球体图3形状完备但取不出来的球体339图4分型面分型面图4分型面分型面340图5分型面图5分型面341图6造型图6造型342图7造型时分型面与分模面平齐一致图7造型时分型面与343图8造型时分型面与分模面平齐一致分模面图8造型时分型面与分模面344图9球形空腔图9球形空腔345图10在球形空腔上置浇道图10在球形空腔上置浇道346图11更平稳的浇注系统图11更平稳的浇注系统347图12浇注系统的典型形式1、浇口杯2、直浇道3、浇道窝4、横浇道5、集渣包6、内浇道图12浇注系统的典型形式348奥占公式：图13奥占公式奥占公式：图13奥占公式349图13无冒口系统时的铸件图13无冒口系统时的铸件350图14加入补缩源—冒口冒口图14加入补缩源—冒口冒口351模数法设计冒口的基本方法是：1）Mr=fMcMr为冒口模数，Mc为铸件模数，f=1.0-1.2。2）冒口要提供足够的补缩金属液：ε(Vc+Vr)+Ve<=Vrη3）一定的补缩通道角：可利用冷铁和其他工艺措施来造成合适的补缩通道角

模数法设计冒口的基本方法是：352紧固夹紧防止跑火等箱把：翻箱及吊运操作等吃砂量图16砂型装配示意图紧固夹紧防止跑火等箱把：翻箱及吊运操作等吃砂量图16砂型353定位销图15模样定位销示意图定位销图15模样定位销示意图354大球的制造过程引出的

基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面工艺类：浇注系统、冒口、冷铁工装类：模样、模板、砂箱等大球的制造过程引出的

基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面355套筒工艺与大球工艺的差别

——浇注位置、砂芯、外模样变化

套筒工艺与大球工艺的差别

——浇注位置、砂芯、外模样变化

356a垂直放置b水平放置c倾斜放置图17套筒铸件的三种浇注位置a垂直放置b水平放置c倾斜放置图17套筒铸件357图18直接把砂芯用砂箱做出图18直接把砂芯用砂箱做出358单独砂块图19用单独的砂块将孔做出单独砂块图19用单独的砂块将孔做出359单独砂块图19用单独的砂块将孔做出图20外模样的变化单独砂块图19用单独的砂块将孔做出图20外模样的变化360基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面、砂芯、模样工艺类：浇注系统、冒口、冷铁兼有成型与工艺特点的概念：浇注位置工装类：模样、模板、砂箱、芯盒基本铸造工艺概念成型类：分型面、分模面、砂芯、模样361浇注位置和分型面的确定浇注位置的确定分型面的确定作业：抄画教材图，并说明选择图中浇注位置和分型面的原因。浇注位置和分型面的确定浇注位置的确定362作业1、叙述球和套筒的铸造生产过程；并讨论分析该过程中需要开展的研究工作(画图)。2、分析讨论如何确定浇注位置和分型面，确定原则是什么。3、阅读第一章第一节，并找到复习思考题的答案。4、作业：抄画教材图，并说明选择图中浇注位置和分型面的原因。作业1、叙述球和套筒的铸造生产过程；并讨论分析该过程中需要开3635、确定下面铸件的浇注位置和分型面5、确定下面铸件的浇注位置和分型面364铸造工艺(教学法)课件365浇注位置的确定判定浇注位置的优先次序为：

保证铸件质量→凝固方式→充型→工艺操作浇注位置的确定判定浇注位置的优先次序为：366例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽量置于下部或垂直放置。重要面例1：铸件主要加工面或重要加工面，应尽量置于下部或垂直放置。367图3-2-36重要面图3-2-36重要面368

369例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或按一定次序厚大部分靠近冒口。例2：能保证顺序凝固。例如，厚大部分在上部，或按一定次序厚大370例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于铸件下部。例3：铸件水平面积大的部分应尽量置于铸件下部。371铸造工艺(教学法)课件372例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。例4：避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。373合箱时容易碰坏砂芯合箱时不会碰坏砂芯合箱时容易碰坏砂芯合箱时不会374分型面的确定分型面一般在确定浇注位置后选择。但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需要重新调整浇注位置。铸造分型面本质上是一种工艺方法，该方法是取出模样（砂型）、铸件（金属型）、保证（提高）精度、工艺操作简单等几个方面综合作用的结果。其优先次序为：

取出铸件→保证精度→工艺简单分型面的确定分型面一般在确定浇注位置后选择。但分析各种375例1：加工基准面与大部分加工面在同一半型内，基准面不要在分型面上。加工基准面被加工面例1：加工基准面与大部分加工面在同一半型内，基准面不要在分型376加工定位基准要加工的外圆螺纹加工定位基准要加工的377

例2：分型面数量应尽量少。例2：分型面数量应尽量少。378例3：分型面尽量为平面，避免曲面，不得已用曲面，也尽可能改为折面。例3：分型面尽量为平面，避免曲面，不得已用曲面，也尽可能改为379铸造工艺(教学法)课件380例4：不使砂箱过高。图3-2-32减速箱盖手工造型方案例4：不使砂箱过高。图3-2-32减速箱盖手工造型方案381多箱造型控制砂箱高度砂箱高度过高多箱造型控砂箱高382例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度。例5：受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度。383例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。例6：注意减轻铸件清理和机械加工量。384砂芯设计砂芯本体设计芯头设计砂芯设计砂芯本体设计385本体设计的典型实例分盒面1分盒面21、能制作出来；2、能进行烘干；3、如果自硬，则不需烘干，在型内干后直接取出使用。本体设计的典型实例分盒面1分盒面21、能制作出来；386砂芯本体设计的基本步骤确定砂芯总体形状定位形式初定（芯头位置）制作过程（分盒面确定）砂芯分解分解后砂芯之间的定位砂芯本体设计的基本步骤确定砂芯总体形状定位形式初定（芯头位置387确定砂芯组合方式终定砂芯再定各砂芯间的定位方式砂芯放置方式（考虑烘干或相关制作过程）确定砂芯组合方式终定砂芯再定各砂芯间的定位方式砂芯放置方式（388例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内腔尺寸较严的部分应当由同一半砂芯形成，避免为分盒面分割。例1：保证铸件内腔尺寸精度：铸件内腔尺寸较严的部分应当由同一389保证此处孔四壁壁厚均匀：将芯子分块。保证此处孔四390例2：保证操作方便：分割砂芯，但要防止金属钻入砂型分割面的缝隙，以防堵塞通气道。例2：保证操作方便：分割砂芯，但要防止金属钻入砂型分割面的391例3：保证铸件壁厚均匀。例3：保证铸件壁厚均匀。392例4：应尽量减少砂芯数目，如将砂芯做出（砂胎，教材图3-3-4；吊砂，浅底锅。用活块代替，教材图3-3-5）；例4：应尽量减少砂芯数目，如将砂芯做出（砂胎，教材图3-3-393铸造工艺(教学法)课件394例5：填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面。例5：填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面。395例6：砂芯形状适应造型、制芯方法，组合芯，教材图3-3-7。例6：砂芯形状适应造型、制芯方法，组合芯，教材图3-3-7。396芯头设计芯头组成芯头承压面积的核算特殊定位芯头芯头设计芯头组成397芯头组成芯头结构芯头长度芯头斜度芯头间隙压环、防压环和积砂槽芯头组成芯头结构398铸造工艺(教学法)课件399铸造工艺(教学法)课件400铸造工艺(教学法)课件401图3-3-10中：α、α1、a、a1等图3-3-10中：402图3-3-9：s、s1、s2图3-3-9：4033-3-10中：s、s1、s23-3-10中：404铸造工艺(教学法)课件405芯头承压面积的核算S>=kF芯/[σ压]σ压：湿型40~60KPa;活化膨润土砂型60~100KPa；干砂型0.6~0.8MPa。k：安全系数1.3~1.5芯头承压面积的核算S>=kF芯/[σ压]406特殊定位芯头特殊定位芯头407砂箱制作准备型砂准备模型制作准备芯盒制作准备芯砂准备芯骨制作制芯下芯合箱检验合箱浇注冷却凝固落砂开箱去除浇冒口表面清砂（吹砂、喷丸、抛丸）清理打磨去毛刺热处理铸件机加工熔炼造型铸造工艺流程图:砂