株洲南方航空高级技工学校模具专业介绍——模具行业从业者必备知识手册

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铸造工艺学
株洲南方航空高级技工学校向前
讲授内容
一、铸造概述
二、砂型铸造
三、造型材料
四、浇注系统
五、铸造合金及其熔炼
六、铸造工艺设计
七、铸造缺陷的分析、检验和修补
八、特种铸造
第二节浇注位置与分型面选择
浇注位置---浇注时,铸件在型内所处的状态和位置.
分型面---两半个铸型相互接触的表面
一、浇注位置选择原则
铸造工艺设计
车床床身浇注位置
1、重要加工面应朝下或呈直立状态
因铸件上表面的气孔、夹渣比下部多，组织也不如下面致密，如果难以作到朝下，则应尽力使其位于侧面，当铸件的加工面有数个时，应使较大的面朝下。
铸造工艺设计
a)不合理
b)合理
起重机卷筒的浇注位置分析
铸造工艺设计
2.铸件的大平面应放在下部。
铸造工艺设计
3.铸件的薄壁部分应放在铸件下部或放在内浇口以下。
为防止铸件上大面积薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，这对于流动性差的合金尤其重要
铸造工艺设计
a)不利于补缩
b)有利于补缩
收缩大的铸钢件浇注位置选择
4.易于产生缩孔、缩松的铸件，应把厚大部位放在上面或侧面，以便于在铸件厚处直接安放冒口，使之自上而下地定向凝固，进行补缩，防止缩孔。
铸造工艺设计
卷扬筒厚端放分型面上部是合理的,若厚端放下面,难以补缩。另：圆周面质量要求高，若采用卧铸，则圆周的上表面质量难以保证；反之若采用立铸，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其质量均匀一致，较易获得合格铸件。
起重机卷扬筒的合理浇注位置
铸造工艺设计
5、尽量减少型芯的数目, 同时有利于砂芯的定位、稳固、排气、检验方便，较大的砂芯应尽量使芯头朝下,尽量避免砂芯吊在上箱或悬壁.
铸造工艺设计
二、分型面的选择
1、尽量使铸件全部或大部置于同一半型内，或者使加工面和加工基准面放在同一半型中，这样有利于保证铸件精度（如防止错箱影响精度）。
汽车后轮毂的分型方案
铸造工艺设计
(a) 一个分型面(机器造型)
b) 二个分型面(手工造型)
2.应尽量减少分型面的数目.
为简化操作过程,保证铸件尺寸精度，应尽量减少分型面数目,减少活块的数目,特别是机器造型流水线生产, 通常只允许有一个分型面,而且尽量不用活块,常用砂芯代替活块.
铸造工艺设计
铸件的几种分型方案
铸造工艺设计
以型芯代替活块
铸造工艺设计
3、分型面应尽量采用平直面，简化造型工艺
起重臂的分型面
a) 曲面分型面
b) 平面分型面
铸造工艺设计
5、分型面选择应尽量减少型芯数目.易于机械加工的小孔、内腔，尽量不用型芯。内腔简单的铸件，尽量采用“自带砂型”。
用砂胎减少砂芯数目的实验
4、分型面的确定应便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。
铸造工艺设计
D>H时,可用砂垛取代型芯
(砂垛:上箱叫吊砂,下箱叫自带型芯)
铸造工艺设计
砂型铸造-手工造型分型方案选定
铸造工艺设计
第三节工艺参数确定
机械加工余量、起模斜度、收缩率、最小铸出孔、铸造圆角等
一、机械加工余量
定义:在铸件的加工面上预先留出的准备在机械加工时切去的金属层厚度。
影响因素:
1.合金种类: 灰口铸铁:表面平整,加工余量少.
铸钢: 表面粗糙,加工余量大.
有色金属:表面光洁,材料昂贵，加工余量小.
2.造型方法:大批量生产,机器造型,加工余量少.
小批量生产,手工造型,加工余量大.
3.铸件尺寸: 尺寸大,误差越大,加工余量大.
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二. 起模斜度
定义：为使模样易从铸型中取出,凡垂直于分型面的立壁,在制模时必须留出一定的倾斜度,该斜度为起模斜度.如果零件本身有结构斜度，则起模斜度可省去。
影响因素:
1.立壁高度:立壁愈高,斜度愈小
2.造型方法:机器造型比手工造型斜度小
3.模样材料:木模比金属模斜度大
(一般取15’-3,但内壁斜度要比外壁大，内外壁有差别（内壁3-10）。
铸造工艺设计
铸造工艺设计
三. 收缩率：
铸件冷却后由于线收缩而比模样尺寸小,为保证铸件应有的尺寸,制造模样时必须使模样的尺寸比铸件加大.
影响因素:
1合金种类: 灰铁, 0.7—1.0%
铸钢, 1.3—2.0%
锡青铜, 1.2—1.4%
2铸件形状及尺寸:收缩是非自由的,所以受铸件形状、
尺寸的影响.
铸造工艺设计
四.最小铸出孔
确定原则:(经济性原则)
1、大孔和槽应铸出,较小孔和槽不铸出.
孔: 加上加工余量的孔径<25mm,不铸出.
槽、台阶、胖肚圆:h<10mm,b<20mm 不铸出.
2、零件图上不加工孔和槽无论大小均铸 .
铸造工艺设计
h<10mm,b<20mm 不铸出.
铸造工艺设计
五.铸造圆角
为减少应力集中和造型时不塌箱,以及减少金属液流动时的阻力,铸件的连接壁处应做成圆角.
一般中小件圆角半径在4~12mm内选取,相联两壁的平均厚度大时取上限,小时取下限.
六、铸造尺寸精度
一级精度适用于熔模铸造和其它工艺方法铸造成的精密铸件.
二级精度用于金属模、塑料模的机器造型.
三级精度一般用于手工造型（手工造型误差大）
铸造工艺设计
七.型芯的设计(包括型芯的分块和芯头的设计)
1.型芯的分块(选定形状和数目)
1）应使型芯有足够的强度、定位准确，安放牢固，排气方便。
2）应使型芯有大的填砂面和烘干面，便于造芯和烘干。
铸造工艺设计
（3）易于机械加工的小孔、内腔，尽量不用型芯。内腔简单的铸件，尽量采用“自带砂型”。
用砂胎减少砂芯数目的实验
铸造工艺设计
2.芯头设计:
芯头是指铸件以外不与金属液接触的型芯部分。芯头的作用是定位、固定、排气、和使清砂方便.型芯头的形状和尺寸对于型芯的装配工艺性和稳定性有很大影响.
(1)垂直芯头---上芯头斜度大,高度小些,便于合箱,下芯头斜度小,高度大些,稳定.若垂直型芯粗,短,上芯头可省略.
(2)水平芯头---芯头较长,芯头也有斜度,便于下芯合箱,悬壁型芯头必须长而大,以支持型芯,防下垂,或被金属液抬起.
铸造工艺设计

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