鑄造成形技術(shù)鑄造工藝設(shè)計(jì)

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1、鑄造工藝設(shè)計(jì) 澆注位置的選擇原則 分型面的選擇原則 鑄造工藝參數(shù)的確定 鑄件三維造型工藝分析 鑄造工藝方案 選擇鑄件的 澆注位置 及 分型面 型芯 的數(shù)量、形狀及其固定方法 確定 工藝參數(shù) （加工余量、起模 斜度、圓角、 收縮率） 澆冒口、冷鐵形狀、尺寸 及其布 置 鑄造工藝圖 在零件圖上用各種工藝 符號(hào)表示出鑄造工藝方案的圖形 它是制造模樣和鑄型，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備 和鑄件檢驗(yàn)的依據(jù) 基本工藝文件 。 鑄造工藝設(shè)計(jì)是根據(jù)鑄件 結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條 件 等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)， 繪制圖樣和標(biāo)注符號(hào)，編制工藝卡 和工藝規(guī)范等。 1.澆注位置的選擇原則 澆注位置是指澆注時(shí) 鑄件在鑄

2、型中 所處的空間位置 。 選擇正確與否，對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大。 選擇時(shí)應(yīng)考慮以下原則： 鑄件的 重要加工面 應(yīng)朝下或位于側(cè)面 鑄件 寬大平面 應(yīng)朝下 面積 較大的薄壁部分 應(yīng)置于鑄型下部 或垂直 易形成縮孔 的鑄件，較厚部分置于上 部或側(cè)面 應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量 要便于安放 型芯、固定和排氣 鑄件的 重要加工面 應(yīng)朝下 或 位于側(cè)面 因?yàn)殍T件上部凝固速度慢，晶粒較粗大，易在鑄件 上部形成砂眼、氣孔、渣孔等缺陷。鑄件下部的晶粒 細(xì)小，組織致密，缺陷少，質(zhì)量?jī)?yōu)于上部。 機(jī)床 床身導(dǎo)軌 和鑄造 錐齒輪 的錐面都是主要的工作 面，澆注時(shí)應(yīng)朝下。 實(shí)際澆鑄機(jī)床床身落砂后的照片 鑄件寬大平面應(yīng)朝下 因?yàn)樵跐?/p>

3、注過(guò)程中，熔融金屬對(duì)型腔上表面 的 強(qiáng)烈輻射 ，容易使上表面型砂急劇地膨脹而 拱起或開裂 ，在鑄件表面造成 夾砂結(jié)疤 缺陷 面積較大的薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或 垂直 將薄壁部分置于鑄型上部，易產(chǎn)生澆不 足、冷隔等缺陷。改置于鑄型于下部后， 可避免出現(xiàn)缺陷。 易形成縮孔的鑄件，較厚部分置于 上部或側(cè)面 應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量 要便于安放型芯、固定和排氣 合理的方案 ： 不合理 ： 2.分型面的選擇原則 分型面為鑄型之間的結(jié)合面，對(duì)鑄件 的質(zhì)量影響很大。選擇不當(dāng)還將使 制模、 造型、合型、甚至切削加工 等工序復(fù)雜化， 分型面的選擇應(yīng)在保證鑄件質(zhì)量的前提下， 使造型工藝盡量簡(jiǎn)化，節(jié)省人力、物力。 分型

4、面選擇應(yīng)考慮以下原則： 分型面應(yīng)選擇 最大截面 處 分型面的選擇應(yīng) 盡量簡(jiǎn)化工序 分型面應(yīng) 盡量平直 基準(zhǔn)面放在 同一個(gè)砂箱 中 盡量 減少分型面 使型腔和主要芯 位于下箱 分型面應(yīng)選擇最大截面處 分型面的選擇應(yīng)盡量簡(jiǎn)化工序 活塊造型三維動(dòng)畫分析 pro/E活塊造型三維動(dòng)畫分析 砂芯代替活塊三維動(dòng)畫分析 pro/E砂芯代替活塊三維動(dòng)畫分析 分型面應(yīng)盡量平直 右圖為采用 平直 分型面的造型圖 基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中 加工基準(zhǔn)面放在同一個(gè)砂箱中，以避免產(chǎn)生 錯(cuò)箱、 披縫 和 毛剌 ，降低鑄件精度 和增加清理工作量。 盡量減少分型面 三箱造型動(dòng)畫的動(dòng)圖演示： 觀看影像 二箱造型動(dòng)畫的動(dòng)圖演示： 觀看

5、影像 零件、砂芯、木模圖 使型腔和主要型芯位于下箱 使型腔和主要芯位于 下箱 ，便于下 芯、合型和 檢查型腔 尺寸。 3.鑄造工藝參數(shù)的確定 鑄造工藝參數(shù)包括 收縮余量、 加工余量 、 起模斜度 、 鑄造圓角 、 芯頭 、芯座 等。 收縮余量 ： 為了補(bǔ)償收縮，模樣比鑄件圖紙尺寸 增大的數(shù)值稱收縮余量。收縮余量的大小 與鑄件尺寸大小、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和鑄造 合金的線收縮率有關(guān)，常常以鑄件線收縮 率表示： =(L模 -L鑄件 )/ L模 X100% 通常 灰鑄鐵 的線收縮率為 0.7一 1.0 鑄鋼 為 1.6 2.0 非鐵合金 為 1 0一 1.5 加工余量 鑄件為進(jìn)行機(jī)械加工而加大的尺寸稱為

6、機(jī)械加工余量。 由鑄件的大小、生產(chǎn)批量、合金種類、 鑄件復(fù)雜程度及加工面在鑄型中的位置來(lái) 確定。 灰鑄鐵 表面光滑平整，精度較高，加工余量小； 鑄鋼 的表面粗糙，變形較大，比鑄鐵件要大些； 非鐵金屬 由于表面光潔、其加工余量可以小。 機(jī)器造型 比手造型精度高，故加工余量小一些。 零件上的 孔與糟 是否鑄出，應(yīng)考慮 工藝上的可行性和使用上的必要性。 一般說(shuō)來(lái)，較大的孔與槽應(yīng)鑄出， 以節(jié)約金屬、減少切削加工工時(shí)，同 時(shí)可以減小鑄件的熱節(jié)；較小的孔， 尤其是位置精度要求高的孔、槽則不 必鑄出，留待機(jī)加工反而更經(jīng)濟(jì) 。 （表 1-3） 起模斜度 為使模樣容易地從鑄型中取出或型芯 自芯盒中脫出，平行于起

7、模方向在模樣或 芯盒壁上的斜度，稱為 起模斜度 。 起模斜度的大小根據(jù) 立壁的高度 、 造型 方法 和 模樣材料 來(lái)確定。 立壁愈高，斜度愈??；外壁斜度比內(nèi)壁 ??；機(jī)器造型的一般比手工造型的小；金 屬模斜度比木模小。 一般外壁為 15 3，內(nèi)壁為 3 10 。 典型零件造型工藝分析 三通的分型方案（ d是合理的分型方案 ） 鑄造工藝設(shè)計(jì) 主要是畫 鑄造工藝圖 、鑄件 毛坯 圖 、鑄型 裝配圖 和編寫 工藝卡片 等。 一般 大量生產(chǎn) 的定型產(chǎn)品、 特殊 重要 的單件生產(chǎn)的鑄件，鑄造工 藝設(shè)計(jì)訂得 細(xì)致，內(nèi)容涉及較多 。 單件、小批 生產(chǎn)的 一般性產(chǎn)品 ，鑄造 工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容可以 簡(jiǎn)化 。 在最簡(jiǎn)單

8、的情況下，只須繪制一張 鑄 造工藝圖 即可。 鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序 見下表 項(xiàng) 目 內(nèi)容 用途及應(yīng)用范圍 設(shè)計(jì)程序 鑄 造 工 藝 圖 在零件圖上用規(guī)定的 紅、蘭等各色符號(hào)表 示出：澆注位置和分 型面，加工余量，收 縮率，起模斜度，反 變形量，澆、冒口系 統(tǒng)，內(nèi)外冷鐵，鑄肋， 砂芯形狀、數(shù)量及芯 頭大小等 是制造模樣、模底板、 芯盒等工裝以及進(jìn)行生 產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù) 適用于各種批量的生 產(chǎn) 產(chǎn)品零件的技術(shù)條件 和結(jié)構(gòu)工藝性分析 選擇鑄造及造型方法 確定澆注位置和分型 面 選用工藝參數(shù) 設(shè)計(jì)澆冒口、冷鐵和 鑄肋 型芯設(shè)計(jì) 鑄 件 圖 把經(jīng)過(guò)鑄造工藝設(shè)計(jì)后， 改變了零件形狀、尺寸 的地方

9、都反映在鑄件圖 上 是鑄件驗(yàn)收和機(jī)加工夾具設(shè) 計(jì)的依據(jù)。適用于成批、大 量生產(chǎn)或重要鑄件的生產(chǎn) 在完成鑄造工藝圖的基 礎(chǔ)上，畫出鑄件圖 鑄 型 裝 配 圖 表示出澆注位置，型 芯數(shù)量、固定和下芯 順序，澆冒口和冷鐵 布置，砂箱結(jié)構(gòu)和尺 寸大小等 是生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、檢驗(yàn)、 工藝調(diào)整的依據(jù) 適用于成批、大量生產(chǎn)的 重要件，單件的重型鑄件 通常在完成砂箱設(shè)計(jì)后 畫出 鑄造 工藝 卡片 說(shuō)明造型、造芯、澆注、 打箱、清理等工藝操作 過(guò)程及要求 是生產(chǎn)管理的重要依據(jù) 根據(jù)批量大小填寫必要條 件 綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 實(shí)例分析： 以 C6140車 床進(jìn)給箱體 為例分析毛 坯的鑄造工 藝方案如下： 質(zhì)量約 35

10、Kg。 車床進(jìn)給箱體零件圖 該零件 沒(méi)有特殊質(zhì)量要求 的表面， 僅要求盡量保證 基準(zhǔn)面 D不得有明顯 鑄造缺陷 ，以便進(jìn)行定位。 材料：灰鑄鐵 HT150，勿需考慮補(bǔ)縮。 在制訂鑄造工藝方案時(shí)，主要應(yīng)著 眼于 工藝上的簡(jiǎn)化 。 1.分型面 三個(gè)方案供選擇： 方案 I：分型面在 軸孔的中心線上。 方案 II：從 基準(zhǔn)面 D分型，鑄件絕大部分位于 下型。 方案 III：從 B面 分型，鑄件全部置于下型。 方案 I： 凸臺(tái) A因距分型面較近，又處于上 型，若采用活塊，型砂易脫落，故只能用 型芯 來(lái)形成， 槽 C可用 型芯或活塊 制出。 主要優(yōu)點(diǎn) ：適于鑄出軸孔，鑄后軸孔的飛 邊少，便于清理。同時(shí)，下

11、芯頭尺寸較大， 型芯穩(wěn)定性好，不容易產(chǎn)生偏芯。 主要缺點(diǎn)： 基準(zhǔn)面 D朝上，使該面較易產(chǎn)生 氣孔和夾渣等缺陷，且型芯的數(shù)量較多。 方案 II： 凸臺(tái) A不妨礙起模，但 凸臺(tái) E和 槽 C妨礙起模，也需采用 活塊或型芯 來(lái)克 服。 它的 缺點(diǎn) 除基準(zhǔn)面朝上外，其軸孔難以 直接鑄出。軸孔若擬鑄出，因無(wú)法制出 型芯頭，必須加大型芯與型壁的間隙， 致使飛邊清理困難。 方案 III： 優(yōu)點(diǎn) 是鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺 陷；基準(zhǔn)面朝下，其質(zhì)量容易保證； 同時(shí)，鑄件最薄處在鑄型下部，金屬 液易于充滿鑄型。 缺點(diǎn) 是 凸臺(tái) E、 A和 槽 C都需采用活塊或 型芯，而內(nèi)腔型芯 上大下小 穩(wěn)定性差； 若擬鑄出軸孔，其缺

12、點(diǎn)與 方案 II相同。 大批量生產(chǎn)，為減少切削加 工工作量， 九個(gè)軸孔 需要鑄出。 此時(shí)，為了使 下芯、合箱及 鑄件的清理簡(jiǎn)便 ，只能 按照方 案 I從軸孔中心線處分型。 為了便于采用 機(jī)器造型、盡量 避免活塊 ，故凸臺(tái)和凹槽均應(yīng) 用 型芯 來(lái)形成。 為了 克服基準(zhǔn)面朝上的缺點(diǎn) ， 必須 加大 D面 的加工余量。 單件、小批量生產(chǎn)，采用 手 工造型 ，使用 活塊造型 較型芯 更為方便。同時(shí)，因鑄件的尺 寸允許偏差較大， 九個(gè)軸孔不 必鑄出 。 此外，應(yīng)盡量降低 上型高度 ， 以便利用現(xiàn)有砂箱。 顯然，在單件生產(chǎn)條件下，宜 采用 方案 II或方案 III。 2. 鑄造工藝圖 采用分型 方案 I時(shí)的鑄造工藝圖 3. 工藝參數(shù)的確定 機(jī)械加工余量 起模斜度 鑄造圖角 鑄造收縮率