第三讲 铸造工艺装备设计

第三讲铸造工艺装备设计一、概述·1.铸造工艺装备种类：模型、模板、芯盒、砂箱、烘干器和检验样板等。·2.铸造工艺装备的重要性：·影响铸件的表面光洁度和精度，·影响生产效率，影响劳动条件。铸造工艺装备的设计依据：·铸造工艺图(依据对铸件的技术要求和结构特点设计)·生产批量·工厂的生产条件。本次课程设计的任务：完成一个标准通用砂箱的设计。二、常用砂箱的结构与组成砂箱的结构类型：方形，长方形、圆形和异形（随铸件形状改变）砂箱的组成砂箱的本体，包括外轮廓，箱壁，凸缘等；定位装置:泥号定位，箱锥定位，定位销定位；搬运装置:箱耳，箱把，吊轴4)紧固装置: 压铁，箱卡，紧固装置，楔形凸台和楔形箱卡。3．

砂箱结构设计应注意的问题1）强度要求:砂箱应有足够的强度和刚度,以保证使用过程中不变形、不断裂，在起吊时、翻箱时操作方便，安全可靠，浇注时能承受金属液的压力和热作用。在满足强度和刚度要求的前提下应使砂箱的重量最轻。2)功能要求:·砂箱应满足铸件在生产过程中的各项工艺要求.如砂箱与模样之间应留有合适的吃砂量，不妨碍浇注系统和冒口的安放，不妨碍铸件的收缩.·箱壁上要留有排气口以利于烘干和铸型排气等。砂箱内壁（包括箱带）与型砂既

要有足够的附着力，以使砂型翻转、起

吊、合箱和浇注过程中不掉砂、不塌箱，又要便于落砂和脱出铸件。砂箱定位要准确，既能保持铸件精度，同时持久耐用。砂箱结构应保证铸造、加工、装配方便。砂箱材料价格低廉，来源广泛。7)砂箱规格要标准化、系列化、通用化。4．

砂箱设计的主要内容砂箱材料的选定砂箱尺寸规格和吃砂量的确定；砂箱箱壁结构的确定；箱带和加强筋的结构、尺寸及其布置；出气孔尺寸及其分布；定位尺寸的确定和定位销、套的选用；箱耳、吊轴及砂箱紧固方法及其装置；实现的机械加工要求和砂箱的热处理等，有机械加工要求的标出精度符号，其余用不加工符号∽标出。三、砂箱的本体结构砂箱材料：铸铁HT150或HT200，铸钢（A3），铝合金；砂箱的内框尺寸砂箱的尺寸：考虑吃砂量、浇注系统和冒口布置及芯头尺寸，确定砂箱的内轮廓尺寸，有内凸缘的从内凸缘算起，尺寸表示方法为：A×B×H1/H2，即

长×宽×上箱高/下箱高需注意的是，A和B的个位数一定是0或5；吃砂量的确定：砂箱的轮廓尺寸轮廓尺寸=A×B×H1/H2→标准化A×B/2称为砂箱平均轮廓尺寸3．

箱壁结构1）断面形状：依据砂箱的工作条件和使用特点选择，注意事项：①断面有垂直和倾斜两种，经常翻箱的易采用倾斜壁，小批、单件采用直壁；②中箱采用带内外凸缘的垂直断面，因无箱带易塌箱；有带内外凸缘的两种砂箱结构，内凸缘一般设在分箱面上，有时分箱面和填砂面都设内凸缘。填砂面上的内凸缘的用途是防止翻箱时塌

箱，如果箱壁做成有斜度的也可以防止翻箱

时塌箱，这样在填砂面上就可以不设内凸缘，有箱带的也可以不在填砂面上设内凸缘。外凸缘一般砂箱都有，它的作用是增加砂箱的刚度和强度并因增大接触面积而减小接触应力，内凸缘也能起到这样的作用。3）砂箱角砂箱角是应力集中处，使用和铸造时常出现裂纹，应给予特别的注意。本次课程设计采用不同心的圆形砂箱角。4）砂箱的加强筋为了提高砂箱的强度和刚度，节省材料，通常在砂箱壁上作出纵、横加强筋。一般中大型砂箱都设有加强筋。①平均轮廓尺寸小于750mm的小砂箱可不设加强筋，②高度大于300mm在拐角处设横筋，其它部位设竖筋；③高度300mm—500mm的砂箱设一道横筋，

500mm以上设两道横筋。4）砂箱壁排气孔为了烘干和浇注时排出铸型内的气体，要在砂箱壁上开设排气孔。排气孔一般为圆形或长圆形，内小外大。4．

箱带的结构箱带的作用是增加砂箱的强度和刚度，同时增加砂型的附着力。设计中应注意的问题：小砂箱可不设箱带:即手工造型当平均轮廓尺寸小于400mm时，机器造型平均轮廓尺

寸小于600mm时，可不设箱带。对长而窄的砂箱，当宽度小于500mm时，设横箱带；宽度大于500mm时既设横箱带，

也要设纵箱带。通用砂箱的箱带高度h=0.25—0.3H.箱带形状应尽量简单，并有足够的强

度，排列要交错，以免应力集中、开裂和变

形；本次设计的箱带不随形，这样通用性强，专用砂箱是随形的。箱带不应妨碍舂砂，在保证强度的前提下，排放稀疏为好。而且要交错排列以免引起裂纹，大砂箱的箱带要留出收缩口；箱带的安放要不妨碍浇冒口的布置和影响铸件的收缩，要留出芯头和其它工艺位置，不影响填砂和落砂。箱带顶面最好比箱口低些，以减少加工量。四、砂箱的定位设计标准砂箱时采用定位销定位，因此，设计定位装置时要同时考虑箱耳的设计。砂箱的定位装置由三部分组成：箱耳、销套、定位销。箱耳：是砂箱上设置定位装置的地方。中小型砂箱的箱耳一般都在砂箱的两端，而且一般在砂箱的中心线上。设计箱耳时要注意的问题是：箱耳的尺寸要足够大，以便加工和安装定位销套；定位销孔的中心距以0或5结尾，以利于标准化；箱耳高度应低于分箱面，以防止变形后顶在模板上。表6-97中小型砂箱的定位箱耳2．

定位销选择定位销的长度要考虑砂箱的高度，砂箱高度不大时用插销，高度大时用座销。定位销按形状分为圆销、方销、三角销。应用最多的是圆销。3．

定位销套为了增加耐磨性，在箱耳的销孔内应镶销套。另外在砂箱使用过程中，由于受热或受型砂的张力作用，很容易变形，使两端定位销的中心距增大。为了适应这种情况，将砂箱一端的销套内孔作成圆形的（称为定位销套）；另一端的销套内孔作成椭圆形的（称为导向销套）。销套与箱耳孔的配合采用基孔制二级精度静配合或过渡配合；当砂箱不大或要求不高时，也可选用三级或四级精度的静配合。销套与定位销的配合是基轴制。五、

砂箱的紧固装置合箱后还要将上下箱夹紧，以防搬运时和浇注时抬箱。常用的夹紧装置有以下几种：楔形卡，常用于成批和大量生产的中小型砂箱。弓形卡和夹紧框用于单件小批生产的中小型砂箱。另外，在大量流水生产和脱箱造型时常用成型压铁。六、

砂箱的