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1、第4章 铸造工艺设计,铸造工艺图上的工艺符号见书末插页表4-1,浇注系统 和冒口,5,设,点,要,计,工艺参数 的确定,铸造工艺 图的绘制,铸造工艺设计包括: 选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置,型芯和芯头结构; 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数; 浇注系统、冒口和冷铁的布置等; 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来,绘制铸造工艺图。,一、 浇注位置及分形面的选择,浇注位置:浇注时铸件在铸型中所处的空间位置; 可采用:立浇、卧浇、斜浇等浇注位置。 分 型 面:是指两半铸型(上、下型)或多个铸型(多箱造型)相互接触、配合的表面。分型面是在造型时上下两箱接触
2、的面。而分模面是模具在此分开的两个面,很多分型面和分模面是一致的,也有些不一致铸件的造型位置由分型面决定,而铸件的浇注位置与造型位置通常是一致的。浇注位置和分型面对铸件质量及铸造工艺都有很大影响。 选择原则:着眼于控制铸件的凝固顺序估计到铸件发生缺陷的可能,1.浇注位置的选择原则,钳工平板,因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷,组织也不如下表面致密。如果这些加工面难以朝下,则应尽力使其位于侧面。当铸件的重要加工面有数个时,则应将较大的平面朝下。,(1) 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面,避免砂眼、气孔和夹渣,车床床身铸件的浇注位置方案,由于床身导轨面是关键表面,不容许有明
3、显的表面缺陷,而且要求组织致密,因此通常都将导轨面朝下浇注。,卷扬筒的浇注位置方案,因为卷扬筒的圆周表面质量要求高,不允许存有明显的铸造缺陷。 若采用卧铸,圆周的朝上表面的质量难以保证; 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。,(2)铸件的大平面应朝下,减少辐射防开裂夹渣。,铸件的大平面若朝上,容易产生夹砂缺陷。这是由于在浇注过程中金属液对型腔上表面有强烈的热辐射,型砂因急剧热膨胀和强度下降而拱起或开裂,于是铸件表面形成夹砂缺陷。 因此,平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。,图4-2a 大平面朝上引起夹渣缺陷,(3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂
4、直或倾斜位置,防止产生浇不足冷隔。,为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷,应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。图为油盘铸件的合理浇注位置。,图4-2b 大面积薄壁铸件浇注位置,(4)对于容易产生缩孔的铸件,应使厚的部分放在铸型的上部或侧面,以便在铸件厚壁处直接安置冒口,使之实现自下而上的定向凝固,铸钢卷扬筒,浇注时厚端放在上部是合理的;反之,若厚端放在下部,则难以补缩。,23,图4-2-1 有热节的浇注位置,(5).芯子数量力求少, 砂垛代芯省又好。,2. 分型面的选择原则,分型面是指两半铸型相互接触的表面。除了消失模铸造外,都要选择分型面。一般说来,分型面在确定浇注
5、位置后再选择。但是,分析各种分型面的利、弊之后,可能再次调整浇注位置。在生产中浇注位置和分型面有时是同时确定的。分型面的选择在很大程度上影响着铸件的质量、成本和生产率。分型面的选择要在保证铸件质量的前提下,尽量简化工艺,节省人力物力。,(1)便于起模,使造型工艺简化。,1)分型面应选在铸件的最大截面处;,2)分型面应尽量平直,平直分型面 可采用简便的分模造型。 大批量生产,单件小批时:耐用,弯曲分型面则需采用挖砂或假箱造型。,起重臂分型面的选择。,28,图2-21_2 尽量使用平直分型面,3) 避免活块和型芯,支架分型方案 按图中方案,凸台必须采用四个活块方可制出,而下部两个活块的部位甚深,取
6、出困难。当改用方案时,可省去活块,仅在A处稍加挖砂即可。,图4-4 角架铸件的分型方案,b) 机器造型,选择分型面时应尽量避免不必要的型芯。,若按图中方案1分开模造型,其上、下内腔均需采用型芯。 图中方案,采用整模造型,则上、下内腔均可由砂垛形成,省掉了型芯。,制造型芯需要专门的芯盒、芯骨,还需烘干及下芯等工序,增加了铸件成本。, 多一个分型面多一份误差,使精度下降; 分型面多,造型工时多,生产率下降; 机器造型只能两箱造型,分型面多,不能进行大批量生产。,24,4)尽量减少分型面,并尽量做到只有一个分型面,双联齿轮毛坯的造型方案,应尽量使铸型只有一个分型面,以便采用工艺简便的两箱造型,四箱,
7、三箱,两箱,图4-3 三通铸件的浇注位置和分型面,床身铸件,其顶部平面为加工基准面。 图中方案a在妨碍起模的凸台处增加了外部型芯,因采用整模造型使加工面和基准面在同一砂箱内,铸件精度高,是大批量生产时的合理方案。 若采用方案b,铸件若产生错型将影响铸件精度,但在单件、小批生产条件下,铸件的尺寸偏差在一定范围内可用划线来矫正,故在相应条件下方案b仍可采用。,(2)尽量使铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在一个砂型内,减少错箱、披缝和毛刺,提高铸件精度。,25,方案1要考虑采用活块造型或加外型芯才能铸造; 方案2则省去了活块造型或加外型芯。,26,使铸件全部或大部分放在同一砂型,不合理,合
8、理,尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内,尽量使加工基准面与大部分 加工面在同一砂型内,27,图2-21_1 尽量使型腔及主要型芯位于下型,(3)使型腔和主要型芯位于下箱,以便于造型、下芯、合型和检查型腔尺寸。,简化工艺 便于合箱,抓住主要矛盾、全面考虑,上述诸原则,对于具体铸件来说多难以全面满足,有时甚至互相矛盾。 例如, 质量要求很高的铸件(如机床床身、立柱、钳工平板、造纸烘缸等),应在满足浇注位置要求的前提下考虑造型工艺的简化。 没有特殊质量要求的一般铸件,则以简化工艺、提高经济效益为主要依据,不必过多地考虑铸件的浇注位置。 机床立柱、曲轴等圆周面质量要求很高、又需沿轴线分型的铸件,在批量生产中有时采用“平作立浇”法,此时,采用专用砂箱,先按轴线分型来造型、下芯,合箱之后,将铸型翻转90度,竖立后进行浇注。,