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1、机械制造基础 -热加工工艺基础第第2 2讲 砂型砂型铸造造及铸造工艺及铸造工艺 第2讲 砂型铸造及铸造工艺方案n本讲主要内容砂型铸造工艺1 1、造型方法选择、造型方法选择砂型铸造、特种铸造手工造型、机器造型2 2、浇注位置、分型面选择、浇注位置、分型面选择3 3、工艺参数选择：、工艺参数选择：加工余量、收缩率、起模斜度4 4、型芯设计：、型芯设计：型芯的数量、形状、尺寸及芯头设计5 5、浇注系统设计、浇注系统设计6 6、冒口和冷铁的尺寸、数量及其布置、冒口和冷铁的尺寸、数量及其布置铸造工艺图床身造床身造型演示型演示飞轮的铸造工艺过程砂型的组成铸造工艺方案n包括：对零件结构进行铸造工艺性分析选择
2、造型、制芯方法确定铸件浇注位置及分型面确定铸造工艺参数型芯设计确定型芯形状、尺寸及数量浇注系统设计冒口和冷铁的尺寸、数量及其布置绘制铸造工艺图技术文件铸造工艺图1.造型芯方法n砂型铸造手工造型n整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型、假箱造型、三箱造型多箱造型机器造型n震压造型、微震压实造型、高压造型、射砂造型n特种铸造熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造整模造型整模整模造型造型方法演示方法演示特点：适合于外形简单，特点：适合于外形简单，仅有一个最大仅有一个最大 截面，且位于零截面，且位于零 件一端的铸件件一端的铸件分模造型特点：适合于外形简单，特点：适合
3、于外形简单，仅有一个最大截面，仅有一个最大截面，且位于零件中部的铸件且位于零件中部的铸件分模造型演示分模造型演示挖砂造型特点：适合于分型面为曲面的铸件特点：适合于分型面为曲面的铸件假箱造型特点：适合于分型面为曲面的铸件，替代挖砂造型特点：适合于分型面为曲面的铸件，替代挖砂造型活块造型特点：适合于外形上有影响起模的小结特点：适合于外形上有影响起模的小结构构,如凸台、吊耳等的铸件如凸台、吊耳等的铸件活块造型特点：适合于外形上有影响起模的小结特点：适合于外形上有影响起模的小结构构,如凸台、吊耳等的铸件如凸台、吊耳等的铸件三箱造型三箱造型演示特点：适合于外形简单，特点：适合于外形简单，起模方向上有两个
4、起模方向上有两个最大截面的铸件最大截面的铸件刮板造型特点：适合于回转体铸件，用刮板替代模样造型特点：适合于回转体铸件，用刮板替代模样造型地坑造型特点：适合于大型重特点：适合于大型重型铸件型铸件手工制芯造型方法选择n手工造型：刮板造型 vs 实体模样造型：批量机器造型-震压造型机器造型方法演示机器造型方法演示机器造型-震压造型机器造型-微震压实造型机器造型-高压造型机器造型-射砂造型机器造型-射砂造型射砂造型演示射砂造型演示射砂造型全过程机器造芯n由机器完成填砂、紧实、起模等操作由机器完成填砂、紧实、起模等操作生产率高；砂型紧实率高且均匀，型腔轮廓清晰，生产率高；砂型紧实率高且均匀，型腔轮廓清晰
5、，铸件外表光洁、尺寸精度高铸件外表光洁、尺寸精度高；生产准备时间长，设备和工艺装备费用高；生产准备时间长，设备和工艺装备费用高；一个分型面，整模或分模造型；一个分型面，整模或分模造型；适于中、小型铸件的成批或大批生产。适于中、小型铸件的成批或大批生产。机器造型的工艺特点讨论：活块、挖砂和三箱造型是否适合机器造型，怎样解决？大批量生产时单件小批量生产时2.分型面的选择原则n选择适宜的分型面，方便起模、下芯，简化造型应使铸件全部或大部置于同一半型内；分型面应尽量采用平面，且数量最少；尽量减少型芯的数量；便于下芯、合箱、检验；防止活块、挖砂造型；不使砂箱过高；减少铸件清理、机械加工的工作量。铸件全部
6、或大部位于同一砂箱分型面尽量选择平面起重臂起重臂铸件的分型面方案件的分型面方案弯弯曲分型面曲分型面尽量减少分型面的数目三通管砂芯尽量减少分型面的数目机器造型机器造型手工造型手工造型尽量减少型芯的数量便于下芯、合箱、检验铸件壁厚便于型芯固定和定位防止活块造型防止活块造型防止砂箱过高减轻铸件清理和机械加工的工作量3.浇注位置确实定n控制铸件的凝固和充满效果，保证获得合格的铸件重要的加工面、大平面应朝下或侧立铸件的薄壁局部应放在铸型的下部或侧面，保证铸件充满铸件的厚大部位应放在上部或侧面，便于补缩便于下芯、合箱、浇注重要外表朝下、大平面朝下或侧立重要外表朝下、大平面朝下或侧立薄壁应朝下、垂直或倾斜，
7、防止浇缺乏、冷隔厚壁位于上半型或朝上，容易补缩便于下芯、合箱、浇注和检验4.工艺参数1机械加工余量n需要通过切削加工提高精度的外表，需留有机械加工余量手工造型机器造型铸钢 铸铁铁合金 非铁合金贵 大型铸件 小型铸件朝上外表 侧面、底面nP33：灰铸铁机械加工余量表1机械加工余量n最小铸出孔大孔有利于均匀壁厚、减少加工余量P70表2-10n灰铸铁件最小铸出孔径单件：3050mm成批：1520mm大量：1215mmn不加工孔，是否需要铸造？n连接用的螺钉、螺栓孔？2收缩率n体积关系：模样 铸件 零件合金的收缩、切削加工n影响收缩率的因素：合金成分、铸型机械阻碍、铸件结构n收缩率灰铸铁0.7%1.0
8、%铸造碳钢1.3%2.0%铝硅合金0.8%1.2%3起模斜度n为方便起模，在平行于起模方向的加工外表上所增加的斜度模样高时取小值，矮时取大值金属模取小值，木模取大值手工造型取小值，机器造型取大值n结构斜度非加工外表起模斜度的形式a增加壁厚 b加减壁厚 c减小壁厚5.型芯设计n型芯的作用发动机缸体内腔的形成n型芯在浇注时形成内腔的过程型芯形成汽型芯形成汽车发动机缸体机缸体内内腔腔型芯的作用型芯的作用浇注注过程程动画画5.型芯设计n型芯型芯结构结构型芯型芯主体主体n用于形成所需的型腔轮廓用于形成所需的型腔轮廓型芯头型芯头n起支撑、固定、定位、排气的作用起支撑、固定、定位、排气的作用n斜度斜度上上6
9、 15 下下5 10 n间歇间歇1mm4mm常见型芯的形式a水平型芯；b垂直型芯；c悬臂型芯；d悬吊型芯；e引伸型芯；f外型芯垂直型芯a一般形式一般形式b只有下芯头只有下芯头c无芯头无芯头水平型芯a一般形式一般形式b联合芯头联合芯头c加长芯头加长芯头d芯头芯头+型芯撑型芯撑不用或少用型芯复杂型芯实例复杂型芯实例复杂型芯实例可溶陶瓷型芯复杂型芯实例复杂型芯实例6.浇注系统设计1.外浇口2.直浇道3.横浇道4.内浇口7.冒口及冷铁布置n冒口的主要作用冒口的主要作用补缩：防止缩孔、缩松补缩：防止缩孔、缩松集渣、排气集渣、排气n位置位置热节热节或厚壁处或厚壁处尽可能是最高处尽可能是最高处n类型类型明冒口、暗冒口明冒口、暗冒口顶冒口、侧冒口、贴边冒口顶冒口、侧冒口、贴边冒口n多个冒口之间可用冷铁划分补多个冒口之间可用冷铁划分补缩范围缩范围8.绘制铸造工艺图支架支架零件图零件图造型方法及分型面选择方案I：支架铸件工艺图收缩率：1%起模斜度：130方案II：支架铸造工艺图收缩率：1%起模斜度：1 1.5综合例如：C6140进给箱体分型面方案铸造工艺图接盘铸造工艺图小结n砂型铸造工艺方案结构工艺性分析造型、制芯方法确定浇注位置及分型面选择工艺参数确定型芯设计形状、尺寸、数量铸造工艺图