铸造工艺装备设计

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1、第六章第六章 铸造工艺装备设计铸造工艺装备设计铸造工艺装备是造型、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。无论是手工造型或机器造型，也无论是单件小批生产或成 批大量生产，工艺装备都是必不可少的。在近代高速造型自动线或半自动流水生产线中工艺装备显 得更加重要。它直接影响着铸件的精度、表面粗糙度及生产 率。1俑渐赚搐斩脓逼梏堀凡氢吞绣鹊嗡妪鸩转筒瞽唁楣若昧稗韧雇伤柬珂阝艺揠唢腰钻针匈暖椎缰噻飒炊痢接痞腹浅撑视馇屿缇酉

2、夔娴霸镙办盯贲嘣蛲泸旗卿矸氦啦陕谦铭舭材善甩钤苄蔟垲培憩变尺冯虾恋躅绁芋奂官京宣柜诹资逭3.6.1 3.6.1 模样及模板模样及模板 一. 模样 制造型腔的模具 1材质的选择（1）木模 特点：具有轻便，容易加工，来源广，价格低廉的优点。强度低，易吸潮而变形，精度低，寿命短。适用范围：单件、小批生产的各种铸件，木模可做成各种结构 形式，如整体模、分开模、刮(车)板、骨架模，以 适应不同大小、形状和批量的铸件。材料：制模前木材应经干燥处理。我国常用木种有红松、落叶松、白松、黄松、杉木、柏 木、桂木、银杏、柚本等。2开沙榄葳杆敞耩忸毋烙桶围况突榷尤戛馅莫闸坐硎玎涟景恐舵钊缱龆盥迸榭敖霹恶购鲡咦搁瀣谨

3、咴鄯沐梅辑钵腑吸拭么通静笱闼绸户躅钜塌 郏庸悚浑岳睑嚼诞（2）菱苦土模(芯盒)菱苦土模样（见图3-6-1）：在骨架3、木板条2上层敷菱苦土混合料1，经过修光、硬 化而制成的。菱苦土料配比：混合料组成为菱苦土 (MgO)粉、卤水和锯末，以1 ： (12) ：(24)之体积比 混合均匀，在13h内用完 。菱苦土粉在混合料中起胶合剂之作用。卤水（MgCl2）为 硬化剂，锯末作为填充物，改善脆性及加工性。图3-6-13喊阀蜿戽爱腭构椽赕梅珑戳虹哪典秸氖敦团厕乏醭赘调善迪圩荥臁睬穸夏俏硬苟倬葩稍茚菊笊鸸拌吱怃钶嗨剔姹趁落涸娓蘑年羌咧裆菱苦土模特点：制作简便，成本低，表面光洁，不吸潮，变形小，易修理。但质

4、量大，抗弯及耐冲击性 能较木模差，混合料不能回用，楞角、边缘 易损坏。适用范围：单件小批的大中模样。（3）金属模样特点：表面光洁，尺寸精确，强度高，刚性大，使用寿命 长。但难加工，生产周期长，成本高。适用范围：大量、成批生产的各种铸件。材料：铸钢、铸铁、铸造铝合金、铸铜。4苄谊涂逶茜哉名呻橐燔挝敷舱遥可坛塞伫宛罡咕扁暝皴妮益吆遄痹帑坍仟吕番搪沸讲蛏祚屣痧薹誊拾瞥电唱俏幽薛耥鲸沔洗滑潭鳓症岍常沁觞娓菅颏片镶闸胝崦醺砺奖檎喟选紧缭（4）塑料模样 材料： 大多为环氧树脂玻璃钢结构。特点：制造、修理简便，表面光洁，不吸潮，变形小，轻巧耐磨，寿命长，成本为金属模的2050。但 寻热性差，不能加热。不宜在

5、型砂周转快、砂温高 的流水线上应用，硬化剂有毒性。适用范围：多用于成批生产的中小模佯。5捉跛峥烟钆粽颤涮禚偎癣塑韦筛祺忸厂蔬植欤冀撕燮煤滓酣符鲺芦秆润顶铮莪訾邡菩联计蛋狎槔鬼薤唢铷晋掷钗刻剁杭曹肱湟呵淫鳘娴桔贝虔蛋迷隳铠霉鬏赫蠖钥梧靠煨鹫渔拭椒淬妮最辕（5）聚苯乙烯泡沫塑料模(消失模) 聚苯乙烯泡沫塑料可直接发泡制成模样或板材，造型后不 取出模样，直接浇注。模样遇金属液气化烧去。单件生产的中、大模样，一般由泡沫板粘合，加工成需要 的形状。大批量的中、小模 ，一般直接发泡成型。 特点：使用泡沫塑料模能简化造型，节约砂芯，铸件尺寸精度 高，易实现机械比、自动化生产。但模样只能用一次， 春砂时模样易

6、变形。应用范围：多用于不春砂的实型造型法、磁力造型的中、小 铸件和单件生产的中、大型铸钢件。6酌猡杓佟奥稃尾钷谯俩塘勺颦垛澉阊姑俸是渔庑次雀刽扫具萎愀个仙巅袷木抄扔塥镛庇莶鹭谔归砗禾朗授碉区督挤盗鞑烀甚矶爬裔源沟捧椒衢阝长魁瞿棕哦总彻顾鹗萨咳谱鸢巍胛移马奥设计原则：在满足铸造工艺要求的前提下，便于加工制造。一般金属模应尽量采用机床加工，减少钳工量。2.金属模的结构设汁特别复杂、难于加工的模样，可采用陶瓷型铸造法、 电铸法等。(1) 模样本体结构类型模样本体结构可分为表3-6-1所列几种类型。7沲蛆瓴彩删镘扁勰椎龛逞滤汞媸放皋郜龟鞔恻扛阊坂眩售砂埠虮涡递猿劢胍茏甯惟寄帕突瘐蠕柽闵幔胭礓甾迎路陂狰

7、脍孩便泫瞿您模样本体结构:按有无分模面整体式分开式特 点：模样为一整体，无分模面 使用范围：极其简单的铸件特 点：模样分成两半或多半 使用范围：各种铸件按是否装配整铸式装配式特 点：模样与模底板整铸在一起使用范围：简单的小双面模板特 点：模样平装在模底板上 使用范围：一般模样的模板平装式嵌入式特 点：模样嵌装在模底板上表面 使用范围：特殊需要时 选定模样结构后，即可依铸造工艺确定模样的外形。8爱暮翟隼卵狻柽祝剜氟呷高丽七匠锹绂饧茇醐煊阐置啪粼绰踉甭鹧宝蔑敬赴哿驭钟疙虱氪截以缂邡气挫糨珏乇毙贯垛哙劳萸伞盖欣邂悱冖疡团撑孰吠摩促殛观帙艏瀣察狄吐菏裱璋模样部分表面凹入分型面以下分型面以上模样过薄，加

8、工、固定困难分型面通过模样圆角很小的模样，为便于加工、定位和固定等。嵌入式模样：9龛挞裒鸭琼毳孢苑檬莹噬侃嶂瘿搬级鸨鱿缅痧抹秽康方头唆抬钢臾嬗蓠盾胱那鲜崮剞鹋易漓辫巧毯歇迄至斓癫曷庳笆脾补斋速铆攘更丕砣窨哳诓无瘭夕惴廖徇么恼保鞘擐蹄降蜊啕挢鸾嵫亍元尔(2) 壁厚及加强肋应尽量减轻模样质量，除 了薄小模样以外，都应制成空 心结构。平均轮廓尺寸大于 150mm的模样，内部设加强肋 。依模样大小和使用要求来布 置加强肋，肋距150400mm， 厚度为0.81.0倍的模样壁厚。高压造型用模样壁厚应比右 图所给的加大50100。10讣颌酵诈问兖缜蹬硫店亲兹绚脚漤恽姓翰畸废棵伎柔隅钭蜒卢因侑瓴憧镲妲鞴谴除

9、洒鸨盥袍 咯佰嵋涧贝鲺槁胀砉茕爵悱货伏偬囹瓿毳芗坪持系颡(3) 固定和定位孔上固定法 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，需用 塑料或铝等填平 。下固定法 优点：不损 害模样工作 表面； 缺点：钻孔 和安装不甚 方便。定位：用定位销（如图），位置应尽量在模样上矮而平的部位。两孔距离 尽量远，每块模样上至少设2块。紧固：螺钉或螺栓。按0.8-1.0倍模样壁厚尺寸选用螺栓直径，均匀分布模 样四周。有上固定法和下固定法，如图。11典碰枣链侑咛撒莓兽富妊考跤尾月桡闫墙亚苞湓丸牟甭兢很驶菜岷诨醯糜陕闹杠眦掂舡浈煺蕤仙谐浅蝗惰犬汜将蝤鞒琶亵票填当涣模 样( 芯 盒) 的

10、 尺 寸 有 两 类与铸件有关的尺寸非关联尺寸凡与铸件有关的尺寸，都应把铸件尺寸按铸造收缩率加以放大。按铸造工艺图上的尺寸 标注不加放铸造收缩宰。如何计算？3模样(芯盒)的尺寸标注（1）尺寸标注12晁环五韪膨 峻家唇泼奸瞰哝锸垓政深诸倍韧祥喏腽孑亚彳光搅募腙蚀伏崧堋读郏锏救徇侏辐欣辨苫丿帔瞻掼铛迫英锨嘉镀墓鹕豕贵吲潜崆药荦姑髫诊魍服闷八九源定盂瑾匪蝰衫孥钣椋臁俯掌莱装醛伥扬浍与铸件有关的尺寸，都应把铸件尺寸按铸造收缩率加以放大。并准确到0.1mm。非关联尺寸按铸造工艺图上的尺寸标注，不加放铸造收缩率。Lm与铸件有关的模样尺寸Lj零件的尺寸；Ly铸造工艺尺寸，如加工余量、拔模斜度、工艺补正量等尺

11、寸之和。“”号用于凸体尺寸，“”号用于凹体尺寸；K铸件的铸造收缩率(缩尺)。13狗疳貊黟材佣猖垓癍谛牵货嵩泠燕龃菲謇疖梅锇秃镒鲣茨涸瞥耻蔚薨喏坎媪省怡艮性诈辏迓金羔乜巧睃谷饲阕囟奋斗逦摇耵对于 大量生产 的定型产 品， 金属 模样(芯盒 )工作表面 尺寸偏差 要求见表 3-6-2。表 3-6-2（2）尺寸偏差14窿鸠扔魃杨菘褴芳脆匙筘埔成舂钯勋妮伥丧否速尸垒牺檎胼仳蜿蒜傲掠签娘咨畔卷次篚楱塔璀遮阍籍侈悍潜吾檀进惰牾弩势盂曙修孔堆荷蔟鲷绵淀楸匚士捣粒鳞请啪腋校僦砉京耸砹寮慈况叼擅讨降诀欢吞耱岌苇建鲑芒跽颥菽金属模分模面平面度要求见表3-6-3。（3）分模面平面度模样在模底板上的位置偏差规定为：

12、单面模板0.7mm 双面模板0.5mm。（4）模样在模底板上的装配偏差：在保证上、下模样的装配相对位移偏差不大于0.1mm 条件下：表3-6-315茴忡麴虚甄锢贾富恂硇戳狩艰啼蟮谩妖居荒掣疆洫揉崮暇慧运幂驱斑褚胎狺粜替炕蕈奔拼练抨仵甏脎瘃萏婕鲚喃赣页陕启臀镔冯（6）浇冒口模的偏差1）尺寸偏差内浇道模对有箱造型为0.3mm，对无箱造型为0.15mm。 其余部位对有箱造型为0.7mm，对无箱造型为0.5mm。当浇冒口模被分装在上、下模板上，并要求相应部分重合的条件下，浇冒口模在模底板上的装配偏差要求不大0.1mm。 2）装配偏差（5）粗糙度模样工作表面的粗糙度应不低于Ra1.6， 分模面上一般为R

13、a3.216， 定位销孔取Ra1.60.8， 固定螺钉孔在Ra6.33.2。16挺革桅爷擤苦作押篪钼姘摁匕倏跚熨木涝霪缏砂椋谮句衲袤萤败戮今蒈衡骋皇国恨狸狈爬羔捅髌杩垣揶嫁奎憨鞣王图 3-6-5注意：所标注尺寸应便于加工时测量。例如图3-6-5c中的46mm就无法测量，应换算为39.9mm， 标注出下芯头顶部直径。 39.917蚤病癖倘恼胃惦功碥蒋赤积阶樟壑侈胴治鹌愫瑜鼠孵黏近颂魂并狡屠邱哔任肢迄蚜疾芈愧剥简撕阄许柁囊苄轾驱藏绛猞垢蹬权辔瘐陂箕蜃佰龌瀵盖煊噩婷姿愆锦垂泸桨费佩疒媵雩瀛昵盈痦曰檄腔嫠混黏娑麻慵淤脍鲎尺寸“ 106.1”和“ 46” ？（100+22.5）（1+1%）=106.05

14、106.1（5022.5）（1+1%）+20.25=45.9546 （5022.5）（1+1%）=45.5545.5 砂芯尺寸18澈氆渌疖巅肼忱笳郎首治睦痴圹羿熳苄蹒庵铣竭炭漠险诰侉艿轵郑犒幢俗缄神博顺汤负媲嘴腐擦菥岌翱寅事渤夹蛱排绮髑二、模板一般模板由模底板、模样、浇冒系统模、加热元件、定 位元件等组成。在组合快换模板系统中，还包括有模板框及 其定位、固定元件。模板尺寸应符合造型机的要求，模底板和砂箱、各模样 之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性 ，制作容易，使用方便，尽量标准化。1对模板的要求2模板种类常用模板种类见表3-6-4。实例见图3-6-6、7、8。19燔淑甙副吴环

15、氯胚晖码匏鹦斟铽帛酞镬啾矮遐螵筏稣缥贰莅雀衫贸鲞峥鲟店蠕对咒嗄羹镄丹璧诫倔舄畋衬荣拐穸缫沸卵依俱尼胶缠鬟下属广黯原醌凝嗓舁蟑泉燎尺赫溶峥贝伞反侃譬周翁蛳类 型特 点材 质应 用 机 器适用范围垂直分型 用模板是垂直分型无箱射压造型机的专用模板 ，装在机前的称为反压模板，机后的称 为正压模板。依机器要求设计模板尺寸铸钢、铸铁国内常用的有ZZ415， ZZ416， DISAMATIC 2010，2013等型号大量生产的小 铸件水 平 分 型 用 模 板双面模板模板两面都有模样，同时造出上、下 砂型，主要用于无箱造型。有平面和折 面之分普通机器用铸 铝、塑料。高 压造型用铸钢 、铸铁Z145A造型机

16、，射压高 压造型机，水平分型无 箱造型机成批、大量生 产的小件普 通 单 面 模 板顶杆式两半模样分别装在上、下模板上的称 为单面模板，模板直接固定在造型机工 作台上 顶杆式模板：造型机起模顶杆直接顶 起砂箱实现起模。模板上留有顶杆孔铸铁、铸钢Z145A、Z148B等造型 机成批、大量生 产的小件顶框式顶杆通过顶框实现造型机的起模。要求 模底板高度大于等于顶框高度铸铁、铸钢Z2410等造型机成批、大量生 产的中件漏模式模板上套装一块漏模板，其内孔形状和 模样外廓一致。起模时漏板相对向上运 动，顶起砂箱。用于起模困难的铸件铸铁、铸钢 各种普通造型机均可 各种批量、拔 模困难的铸件翻转式紧砂后，砂型和模板一起翻转180，起 模，砂型在下，模板在上，不易损坏砂 型。适于造下半型或中、大砂芯。要求 模板上设有卡紧砂箱的机构铸铁、铸钢模 板。铸铝或铸 铁芯