《砂型铸造工艺设计》PPT课件

材 料 成 形 技 术 根 底 l 铸 造 工 艺 设 计 ： 在 生 产 铸 件 之 前 ， 首 先 要 编 制 出 控 制 铸 件 生 产 工 艺 过 程 的 技 术 文 件 。l 本 章 主 要 介 绍 砂 型 铸 造 工 艺 设 计 。l l 主 要 内 容 ： 铸 造 工 艺 方 案 确 实 定l 铸 造 工 艺 参 数 确 实 定l 浇 注 系 统 和 冒 口 确 实 定l 铸 造 工 艺 方 案 及 工 艺 图 例 如 具 体 内 容 ： 选 择 铸 件 的 浇 注 位 置 及 分 型 面 ； 确 定 型 芯 的 数 量 、 定 位 方 式 、 下 芯 顺 序 、 芯 头 形 状 及 尺 寸 ； 确 定 工 艺 参 数 如 机 械 加 工 余 量 、 起 模 斜 度 、 铸 造 圆 角 及 收 缩 率 等 ； 浇 注 系 统 、 冒 口 、 冷 铁 的 形 状 和 尺 寸 及 在 砂 型 中 的 布 置 ； 绘 制 铸 造 工 艺 图 。 浇 注 位 置 ： 浇 注 时 铸 件 在 铸 型 中 所 处 的 空 间 位 置 。1.铸 件 的 重 要 加 工 面 和 受 力 面 应 朝 下 或 位 于 侧 面 上下 下上上下3.铸 件 的 大 平 面 应 朝 下 2. 应 将 面 积 较 大 的 薄 壁 部 位 置 于 铸 型 下 部 ， 或 使 其 倾 斜 位 置上下4.为 防 止 铸 件 产 生 缩 孔 、 缩 松 的 缺 陷 ， 应 使 铸 件 的 厚 大 部 位 朝 上 或 侧 放 上下 下上 1. 分 型 面 应 选 在 铸 件 的 最 大 截 面 处 。2. 应 尽 量 使 铸 件 的 全 部 或 大 部 置 于 同 一 砂 箱 ， 以 保 证 铸 件 的 尺 寸 精 度 。 3. 应 尽 量 减 少 分 型 面 的 数 量 ， 并 尽 可 能 选 择 平 面 分 型 。 上下中 4. 为 便 于 造 型 、 下 芯 、 合 箱 及 检 验 铸 件 壁 厚 ， 应 尽 量 使 型腔 及 主 要 型 芯 位 于 下 箱 。 上 下上下 上下上 下 l 型 芯 用 来 形 成 铸 件 内 腔 或 外 形 阻 碍 起 模 的 部 位 。多 块 型 芯 拼 装 时 ， 必 须 考 虑 每 块 型 芯 的 下 芯 顺 序 。 1 机 械 加 工 余 量 和 铸 孔 机 械 加 工 余 量 ： 在 铸 件 需 要 进 行 切 削 加 工 的 外 表 上 增 加 的 一 层 金 属 层 厚 度 。 铸 件 机 械 加 工 余 量 应 与 铸 件 尺 寸 公 差 配 套 使 用 ， 规 定 机 械 加 工 余 量 的 代 号 用 字 母 MA表 示 ， 加 工 精 度 由 精 到 粗 分 为 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H、 J共 九 个 等 级 。 使 用 表 4-3， 应 遵 守 以 下 几 条 规 定 ： 表 中 每 栏 有 两 个 加 工 余 量 数 值 ， 上 面 的 是 单 侧 加 工 时的 加 工 余 量 ， 下 面 的 是 双 侧 加 工 时 每 侧 的 加 工 余 量 。 在 小 批 和 单 件 生 产 中 ， 铸 件 的 不 同 加 工 外 表 允 许 采 用相 同 的 加 工 余 量 数 值 。 用 砂 型 铸 造 的 铸 件 ， 其 顶 面 (相 对 于 浇 注 位 置 )的 加 工 余 量 等 级 应 比 底 、 侧 面 加 工 余 量 等 级 降 一 级 选 用 。 例 如 ： 某 铸 件 的 底 、 侧 面 的 加 工 余 量 为 CTl0级 、 MA一G级 ， 其 顶 面 加 工 余 量 那 么 应 为 CT11级 、 MA-H级 。 砂 型 铸 造 中 孔 的 加 工 余 量 等 级 ， 可 采 用 与 顶 面 相 同 的 等 级 。 生 产 批 量 最 小 铸 出 孔 直 径灰 口 铸 铁 件 铸 钢 件大 量 生 产成 批 生 产单 件 、 小 批 生 产 12 1515 3030 50 30 5050注 ： 假 设 孔 很 深 ， 孔 径 很 小 ， 一 般 不 铸 出 ； 不 加 工 的 特 形 孔 ， 原 那 么 上 应 铸 出 ； 非 铁 金 属 铸 件 上 的 孔 ， 应 尽 量 铸 出 。 2 起 模 斜 度 在 造 型 和 造 芯 时 ， 为 了 顺 利 起 模 而 不 致 损 坏 砂 型 和砂 芯 ， 应 该 在 模 样 或 芯 盒 的 起 模 方 向 上 带 有 一 定 的 斜 度， 这 个 斜 度 称 为 起 模 斜 度 。 假 设 铸 件 本 身 没 有 足 够 的 结 构 斜 度 ， 就 要 在 铸 造工 艺 设 计 时 给 出 铸 件 的 起 模 斜 度 。 4 铸 造 收 缩 率5 型 芯 及 芯 头圆 角 半 径 一 般 约 为 相 交 两 壁 平 均 厚 度 的 1/31/2。 通 常 灰 铸 铁 为 0.71.0%， 铸 造 碳 钢 为 1.32.0%， 铝 硅合 金 为 0.81.2%， 锡 青 铜 为 1.21.4%。 型 芯 的 功 用 是 形 成 铸 件 的 内 腔 、 孔 洞 和 形 状 复 杂 阻 碍 起模 局 部 的 外 形 。 芯 头 的 作 用 ： 1 定 位 作 用 ；2 固 定 作 用 ；3 排 气 作 用 。 一 、 浇 注 系 统 引 导 金 属 液 流 入 型 腔 的 一 系 列 通 道 的 总 称 。1. 浇 注 系 统 的 组 成 及 作 用 组 成 ： 浇 口 杯 、 直 浇 道 、 横 浇道 和 内 浇 道 等 。 作 用 ： 通 道 。 内 浇 道 总 横 截 面 尺 寸 S内 确 实 定 理 论 上 ： 用 水 力 学 公 式 计 算 ； 生 产 中 ： 根 据 有 关 经 验 图 表 直 接 查 出 。 浇 注 系 统 其 它 组 员 横 截 面 尺 寸 确 实 定 封 闭 式 浇 注 系 统 S直 S横 S内 S直 S横 S内 =1.15 1.1 1 开 放 式 浇 注 系 统 S直 S横 S内 S直 S横 ： S内 =1 2 42. 浇 注 系 统 尺 寸 确 实 定 (1)顶 注 式 浇 注 系 统 优 点 ： 金 属 液 自 由 下 落 ， 自 下 而 上 地 逐 渐 充 满 型 腔 ， 利 于 定 向 凝 固 和 补 缩 ；缺 点 ： 冲 击 力 大 (与 铸 件 高 度 有 关 )， 充 型 不 平 稳 ， 易 发 生 飞 溅 、 氧 化 和 卷 入 气 体 的 现 象 ， 使 铸 件 产 生 缺 陷 。用 途 ： 这 种 浇 注 系 统 多 用 于 质 量 不 大 、 高 度 不 高 和 形 状 简 单 的 薄 壁 或 中 等 壁 厚 的 铸 件 ； 易 氧 化 金 属 铸 件 那 么 不 宜 采 用 。内 浇 道 开 设 在 铸 件 的 顶 部 优 点 ： 内 浇 道 开 设 在 分 型 面 上 ， 能 方 便 地 按 需 要 进 行 布 置 ， 有 利 于 控 制 金 属 液 的 流 量 分 布 和 铸 型 热 量 的 分 布 。应 用 ： 应 用 普 遍 ， 适 用 于 中 等 质 量 、 高 度 和 壁 厚 的 铸 件 。 内 浇 道 开 设 在 分 型 面 上 内 浇 道 开 设 在 型 腔 底 部 优 点 ： 金 属 液 充 型 平 稳 ， 防 止 了 金 属 液 冲 击 型 芯 、 飞 溅 和氧 化 及 由 此 引 起 的 铸 件 缺 陷 ； 型 内 气 体 易 于 逐 渐 排 出 ， 整个 浇 注 系 统 充 满 较 快 ， 利 于 横 浇 道 撇 渣 。缺 点 ： 型 腔 底 部 金 属 液 温 度 较 高 ， 而 上 部 液 面 温 度 较 低 ，不 利 于 冒 口 的 补 缩 。 故 采 用 底 注 式 浇 注 系 统 时 ， 应 尽 快 浇 注 。应 用 ： 底 注 式 浇 注 系 统 多 用 于 易 氧 化 的 合 金 铸 件 。 具 有 多 层 内 浇 道 的 浇 注 系 统 优 点 ： 兼 有 底 注 式 和 顶 注 式 的 优 点 ， 又 克 服 了 两 者 的 缺 点 ， 既 注 入 平 稳 ， 减 少 了 飞 溅 ， 又 利 于 补 缩 。缺 点 ： 浇 注 系 统 结 构 复 杂 ， 增 大 了 造 型 及 铸 件 清 理 工 作 量 。应 用 ： 它 多 用 于 高 度 较 高 、 型 腔 较 复 杂 、 收 缩 率 较 大 或 品 质 要 求 较 高 的 铸 件 。 l 应 使 内 浇 道 中 的 金 属 液 畅 通 无 阻 地 进 入 型 腔 ， 不 正 面冲 击 铸 型 壁 、 砂 芯 或 型 腔 中 薄 弱 的 突 出 局 部 。 内 浇 道 尽 量 不 开 设 在 铸 件 的 重 要 部 位 。 因 内 浇 道 附 近易 局 部 过 热 而 造 成 铸 件 晶 粒 粗 大 ， 并 可 能 出 现 疏 松 ， 进 而影 响 铸 件 品 质 。 内 浇 道 不 应 阻 碍 铸 件 收 缩 。 如 图 4 16所 示 的 圆 环 铸件 ， 其 四 个 内 浇 道 做 成 曲 线 形 状 ， 就 不 会 阻 碍 铸 件 向 中 心的 收 缩 ， 防 止 了 铸 件 的 变 形 和 裂 纹 。 l 内 浇 道 应 开 在 容 易 清 理 和 打 磨 的 地 方 。 如 图 4 17所 示的 开 在 铸 件 砂 芯 内 的 内 浇 道 就 难 以 去 除 。 当 合 金 收 缩 较 大 且 壁 厚 有 一 定 差 异 时 ， 宜 将 内 浇 道 从铸 件 厚 壁 处 引 入 ， 以 利 铸 件 定 向 凝 固 ； 而 对 壁 薄 而 轮 廓尺 寸 又 较 大 的 铸 件 ， 宜 从 铸 件 薄 壁 处 引 入 ， 以 利 铸 件 同时 凝 固 ， 减 小 铸 件 的 内 应 力 、 变 形 量 ， 防 止 裂 纹 产 生 。 冒 口 是 在 铸 型 中 设 置 的 一 个 储 存 金 属 液 的 空 腔 。应 放 置 在 铸 件 的 热 节 圆 直 径 dy较 大 的 部 位 。 冒 口 普 通 冒 口特 种 冒 口 明 冒 口暗 冒 口保 温 冒 口发 热 冒 口大 气 压 力 冒 口易 割 冒 口 l 比 例 法 ： 根 本 原 理 是 使 冒 口 根 部 的 直 径 d大 于 铸 件 被 补 缩 处的 热 节 圆 直 径 dy， 冒 口 高 度 H由 所 选 定 的 系 数 乘 以 d得 出 。 注 ： L 冒 口 的 相 对 长 度 相 对 延 续 率 沿 铸 件 长 度 方 向 各 个 冒 口 根 部 长 度 的 总 和 与 铸 件 被 补 缩 局 部 长 度 之 比 的 百 分 数 。 第 四 节 液 态 成 形 工 艺 设 计 实 例 上下 材 料 ： HT200收 缩 率 ： 1.0 %上上 下下 上下 下 上 上下