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1、崔 煥 勇 2003.5崔 煥 勇金屬工藝學(xué) 崔 煥 勇 2003.5第二篇Part 2鑄 造Foundry 崔 煥 勇 2003.5第三章Chapter 3 砂型鑄造 Sand Foundry 崔 煥 勇 2003.5 用 造 型 混 合 料 及 模 樣 等 工 藝 裝 備 制 造 鑄型 的 過 程 稱 為 造 型 。 型 砂 砂 型 造 型 是 砂 型 鑄 造 的 最 基 本 工 序 ， 通 常 分為 手 工 造 型 和 機(jī) 器 造 型 兩 大 類 。 崔 煥 勇 2003.5鑄造工藝圖 利 用 各 種 工 藝 符 號 ， 把 制 造 模 型 和 鑄 型 所 需 的 資 料 直 接繪 在

2、零 件 圖 上 的 圖 樣 。 根 據(jù) 鑄 造 工 藝 圖 繪 出 模 型 圖 和合 箱 圖零 件 結(jié) 構(gòu) 的 鑄 造 工 藝 性 分 析 澆 注 位 置 分 型 面 的 選 擇型 芯 的 數(shù) 量 及 其 設(shè) 計(jì)鑄 造 工 藝 參 數(shù)澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 冒 口 、 冷 鐵 、 鑄 筋 設(shè) 計(jì)繪 制 鑄 造 工 藝 圖1、機(jī)械加工余量和最小鑄出孔2、拔模斜度3、收縮率4、鑄造圓角5、型芯頭模 型 圖合 箱 圖 崔 煥 勇 2003.5鑄造工藝圖 崔 煥 勇 2003.5v澆注位置的選擇原則v分型面的選擇原則 崔 煥 勇 2003.5 澆 注 位 置 澆 注 時(shí) ， 鑄 件 在 鑄型 中 所

3、處 的 位 置 /鑄 件 的 某 個(gè)表 面 位 于 鑄 型 的 上 、 下 還 是 側(cè)面 。 澆 口 位 置 內(nèi) 澆 口 與 鑄 型 型腔 連 接 處 的 位 置 /液 態(tài) 金 屬 流入 鑄 型 型 腔 的 位 置 。上下澆注位置的選擇 崔 煥 勇 2003.51、 鑄 件 的 重 要 加 工 面 或 主 要 工 作 面 應(yīng) 朝 下 。2、 鑄 件 的 大 平 面 應(yīng) 朝 下 ， 以 免 夾 砂 。3、 為 防 止 鑄 件 薄 壁 部 分 產(chǎn) 生 澆 不 足 或 冷 隔 現(xiàn) 象 ， 應(yīng) 將面 積 大 的 薄 壁 部 分 置 于 鑄 型 下 部 或 使 其 處 于 垂 直 、 傾斜 位 置 。4

4、、 容 易 形 成 縮 孔 縮 松 的 鑄 件 ， 厚 大 部 位 放 在 分 型 面 附近 的 上 部 或 側(cè) 面 ， 以 便 于 安 放 冒 口 、 冷 鐵 。5、 應(yīng) 減 少 型 芯 的 數(shù) 量 ， 便 于 型 芯 固 定 和 排 氣 。6、 盡 可 能 避 免 使 用 吊 砂 、 吊 芯 或 懸 臂 式 砂 芯 。7、 應(yīng) 使 合 箱 位 置 、 澆 注 位 置 和 鑄 件 冷 卻 位 置 一 致 ， 避免 多 次 翻 動 砂 箱 。一、澆注位置的選擇原則 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則車 床 床 身上中 下中鑄 件 的 重 要 加 工 面 或 主 要 工作 面 應(yīng) 朝 下

5、 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則鑄 件 的 重 要 加 工 面 或 主 要 工作 面 應(yīng) 朝 下卷揚(yáng)機(jī)筒 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則鑄 件 的 大 平 面 應(yīng) 朝 下 ， 以 免 夾 砂 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則為 防 止 鑄 件 薄 壁 部 分 產(chǎn) 生 澆 不 足 或 冷 隔 現(xiàn) 象 ， 應(yīng) 將 面 積 大的 薄 壁 部 分 置 于 鑄 型 下 部 或 使 其 處 于 垂 直 、 傾 斜 位 置 。 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則為 防 止 鑄 件 薄 壁 部 分 產(chǎn) 生 澆 不 足 或 冷 隔 現(xiàn) 象 ， 應(yīng) 將 面 積 大的 薄

6、壁 部 分 置 于 鑄 型 下 部 或 使 其 處 于 垂 直 、 傾 斜 位 置 。 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則容 易 形 成 縮 孔 縮 松 的 鑄 件 ， 厚 大 部 位 放 在 分 型 面 附 近 的 上部 或 側(cè) 面 。 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則應(yīng) 減 少 型 芯 的 數(shù) 量 ， 便 于 型 芯 固 定 和 排 氣 。 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則應(yīng) 減 少 型 芯 的 數(shù) 量 ， 便 于 型 芯 固 定 和 排 氣 。 崔 煥 勇 2003.5澆注位置的選擇原則盡 可 能 避 免 使 用 吊 砂 、 吊 芯 或 懸 臂 式 砂 芯 。

7、 崔 煥 勇 2003.5分 型 面 砂 箱 間 的 接 觸 面1、 盡 可 能 使 用 最 少 的 分 型 面 。2、 應(yīng) 盡 量 使 型 芯 、 活 塊 數(shù) 量 少 。3、 盡 量 將 鑄 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱 以 防 止 錯(cuò) 型 、 飛翅 、 毛 刺 等 缺 陷 ， 保 證 鑄 件 尺 寸 的 精 確 。4、 應(yīng) 使 鑄 件 的 加 工 面 和 加 工 基 準(zhǔn) 面 處 于 同 一 砂 箱 中 。 若鑄 件 的 加 工 面 很 多 ， 又 不 可 能 全 部 與 基 準(zhǔn) 面 放 在 分 型 面的 同 一 側(cè) 時(shí) ， 則 應(yīng) 使 加 工 基 準(zhǔn) 面 與 大 部 分

8、加 工 面 處 于 分型 面 的 同 一 側(cè) 。 5、 盡 量 選 用 平 面 避 免 曲 面 分 型 ， 并 應(yīng) 盡 量 選 在 最 大 截 面上 ， 以 簡 化 模 具 制 造 和 造 型 工 藝 。 6、 為 便 于 造 型 、 下 芯 、 合 箱 、 檢 驗(yàn) 及 檢 查 ， 盡 量 將 型 腔置 于 下 箱二、分型面的選擇原則 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 可 能 使 用 最 少 的 分 型 面 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 可 能 使 用 最 少 的 分 型 面 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則應(yīng) 盡 量 使 型 芯 、 活 塊 數(shù) 量 少

9、 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 量 將 鑄 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱 以 防 止 錯(cuò) 型 、 飛 翅 、毛 刺 等 缺 陷 ， 保 證 鑄 件 尺 寸 的 精 確 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 量 將 鑄 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱 以 防 止 錯(cuò) 型 、 飛 翅 、毛 刺 等 缺 陷 ， 保 證 鑄 件 尺 寸 的 精 確 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 量 將 鑄 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱 以 防 止 錯(cuò) 型 、 飛 翅 、毛 刺 等 缺 陷 ， 保 證 鑄 件 尺 寸 的

10、精 確 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則應(yīng) 使 鑄 件 的 加 工 面 和 加 工 基 準(zhǔn) 面 處 于 同 一 砂 箱 中 。螺栓塞頭方頭 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則 鑄 件 的 加 工 面 很多 ， 又 不 可 能 全 部 與基 準(zhǔn) 面 放 在 分 型 面 的同 一 側(cè) 時(shí) ， 則 應(yīng) 使 加工 基 準(zhǔn) 面 與 大 部 分 加工 面 處 于 分 型 面 的 同一 側(cè) 。輪轂的分型面加工基準(zhǔn) 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 量 選 用 平 面 避 免 曲 面 分 型 ， 并 應(yīng) 盡 量 選 在 最 大 截 面 上 ，以 簡 化 模 具 制 造 和 造 型

11、工 藝 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則盡 量 選 用 平 面 。 崔 煥 勇 2003.5分型面的選擇原則為 便 于 造 型 、 下 芯 、 合 箱 、 檢 驗(yàn) 及 檢 查 ， 盡 量 將 型 腔 置 于下 箱 崔 煥 勇 2003.5v機(jī)械加工余量v最小鑄出孔、槽v拔模斜度v鑄造圓角v收縮率v型芯頭v其它如分型負(fù)數(shù)、工藝補(bǔ)正量等 崔 煥 勇 2003.51、 機(jī) 械 加 工 余 量 鑄 件 上 為 切 削 加 工 而 加 大 的 尺 寸 叫 機(jī) 械 加 工 余 量 鑄造工藝參數(shù)的確定1 2 崔 煥 勇 2003.51、 機(jī) 械 加 工 余 量 零 件 上 需 要 加 工 的 表

12、 面 ， 如 零 件 圖 上 標(biāo) 有 表 面 粗 糙度 符 號 的 部 位 、 注 有 尺 寸 公 差 的 部 位 、 有 螺 紋 符 號 的 部位 、 注 有 表 面 形 位 尺 寸 公 差 代 號 的 部 位 等 應(yīng) 需 有 適 當(dāng) 的加 工 余 量 。 加 工 余 量 過 大 ， 不 僅 浪 費(fèi) 金 同 、 增 加 機(jī) 加 工 工 時(shí) ，而 且 還 會 因 截 面 增 加 、 熱 節(jié) 變 大 、 使 鑄 件 晶 粒 粗 大 ， 力學(xué) 性 能 降 低 ； 加 工 余 量 過 小 ， 可 能 會 因 錯(cuò) 型 等 原 因 造 成切 削 余 量 不 夠 、 表 面 硬 度 偏 高 、 甚 至 留

13、 有 黑 皮 達(dá) 不 到 尺寸 精 度 而 報(bào) 廢 。 鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.5 1、 機(jī) 械 加 工 余 量 鑄 件 加 工 余 量 的 大 小 取 決 于 鑄 件 的 材 料 、 鑄 造 方法 、 鑄 件 尺 寸 與 復(fù) 雜 程 度 、 生 產(chǎn) 批 量 、 加 工 面 與 基 準(zhǔn)面 的 距 離 及 加 工 面 在 鑄 型 中 的 位 置 、 加 工 精 度 要 求 等 。 灰 鑄 鐵 件 較 鑄 鋼 件 線 收 縮 率 小 、 熔 點(diǎn) 低 ， 鑄 件 表面 較 光 潔 、 平 整 ， 故 其 加 工 余 量 小 ， 鑄 鋼 件 加 工 余 量應(yīng) 比 鑄 鐵 件 大 ：

14、非 鐵 合 金 鑄 件 表 面 光 潔 、 且 材 料 昂 貴 、加 工 余 量 應(yīng) 比 鑄 鐵 件 小 ； 鑄 件 的 尺 寸 愈 大 或 加 工 面 與基 準(zhǔn) 面 的 距 離 愈 大 ， 鑄 件 的 尺 寸 誤 差 也 愈 大 ， 故 余 量也 應(yīng) 隨 之 加 大 ； 大 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 因 采 用 機(jī) 器 造 型 鑄 件精 度 高 ， 故 余 量 可 減 小 ， 反 之 ， 手 工 造 型 余 量 應(yīng) 加 大 ，此 外 ， 澆 注 時(shí) 朝 上 的 表 面 ， 因 產(chǎn) 生 缺 陷 的 機(jī) 率 宰 大 ，其 加 工 余 量 應(yīng) 比 底 面 和 側(cè) 面 大 。 表 2 9 鑄造工藝參數(shù)的確

15、定 崔 煥 勇 2003.5鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.5 2、 最 小 鑄 出 孔 、 槽 零 件 上 的 孔 、 槽 、 臺 階 等 應(yīng) 從 鑄 件 質(zhì) 量 及 經(jīng) 濟(jì) 方 面考 慮 。 較 大 的 孔 、 槽 等 應(yīng) 鑄 出 來 ， 以 便 節(jié) 約 金 屬 和 機(jī) 械加 工 工 時(shí) ， 同 時(shí) 還 避 免 鑄 件 局 部 過 厚 所 造 成 的 熱 節(jié) ， 提 高 鑄 件 的 質(zhì) 量 ， 較 小 的 孔 槽 ， 則 不 宜 鑄 出 ， 直 接 加 工 反 而 方 便 ； 有 特 殊 要 求 ， 且 無 法 實(shí) 行 機(jī) 加 工 的 孔 如 彎 曲 孔 ， 則 一 定 要 鑄

16、出 。 鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.53、 拔 模 斜 度 為 使 模 樣 容 易 從 鑄 型 中 取 出 或 型 芯 自 芯 盒 中 脫 出 ，平 行 于 起 模 方 向 在 模 樣 或 芯 盒 壁 上 的 斜 度 稱 為 拔 模 斜 度 。 凡 垂 直 于 分 型 面 （ 分 盒 面 ） 的 沒 有 結(jié) 構(gòu) 斜 度 的 壁 均 應(yīng) 設(shè) 起 模 斜 度 。 起 模 斜 度 的 大 小 ， 應(yīng) 根 據(jù) 模 壁 測 量 面 高 度 、 模 樣 材 料 及 造 型 方 法 確 定 。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.53、 拔 模 斜 度 外 壁 0.25 3 ， 內(nèi) 壁 3

17、 10 鑄造工藝參數(shù)的確定 上 下 崔 煥 勇 2003.54、 鑄 造 圓 角R=( 1/3 1/5 ) ( a + b )/2鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.55、 收 縮 率 指 為 了 補(bǔ) 償 鑄 件 收 縮 ， 模 樣 比 鑄 件 圖 樣 尺 寸 增大 的 數(shù) 值 。 而 用 來 度 量 模 樣 尺 寸 的 刻 尺 稱 為 縮 尺 (模樣 工 縮 尺 )， 其 分 度 以 普 通 尺 的 單 位 長 度 乘 以 (1十 鑄 件線 收 縮 率 )。 灰 口 鑄 鐵 ： 0.7% 1.0% 鑄 造 碳 鋼 ： 1.3 % 2.0% 鋁 硅 合 金 ： 0.8 % 1.2% 有

18、色 合 金 ： 1.0% 1.5%鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.56、 型 芯 頭 指 模 樣 上 的 突 出 部 分 ， 在 型 內(nèi) 形 成 芯 座并 放 置 芯 頭 。 或 指 型 芯 的 外 伸 部 分 ， 不 形 成鑄 件 輪 廓 ， 只 是 落 入 芯 座 內(nèi) ， 用 以 定 位 和 支承 型 芯 。 芯 頭 可 分 為 垂 直 芯 頭 和 水 平 芯 頭 。 單 支點(diǎn) 的 水 平 芯 頭 又 稱 為 懸 臂 芯 頭 。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.5 垂 直 芯 頭 一 般 都 有 上 下 芯 頭 ， 芯 頭 高 度 H主 要 取 決 于 芯 頭 直 徑 d

19、。 為 了 提 高 芯 頭 的 穩(wěn)定 性 和 可 靠 性 ， 下 芯 頭 斜 度 應(yīng) 小 些 (5 10 )， 高 度 H 應(yīng) 大 些 ； 為 便 于 合 型 、 上 芯 頭 的 斜 度 應(yīng) 大 些 (6 15 )， 高 度 H 應(yīng) 小 些 。 短 而 粗 的 芯 頭 也 可 不 留 上 芯 頭 。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.5 水 平 芯 頭 其 長 度 上 主 要 取 決 于 芯 頭 直 徑 d和 芯 的 長 度 。 為 便 于 下 芯 及 合 型 ， 鑄 型 上 的 芯座 端 部 也 應(yīng) 留 有 一 定 的 斜 度 、 懸 臂 芯 頭 必 須 做 得 比 較 長 而 大 ，

20、 并 使 用 芯 撐 以 防 止 芯 下 垂 或 被 液 體 抬 起 。芯 頭 和 芯 座 之 間 應(yīng) 有 14m m 的 間 隙 S。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.57、 分 型 負(fù) 數(shù) 指 為 抵 消 鑄 件 在 分 型 部 位 的 增 厚 ， 在 模 樣上 相 應(yīng) 減 去 的 尺 寸 。 砂 型 的 分 型 面 一 般 不 可 能很 平 整 ， 因 此 干 型 或 表 面 烘 干 型 合 型 后 ， 上 下型 不 能 密 合 ， 金 屬 液 就 有 可 能 從 分 型 面 處 溢 出 ，即 “ 跑 火 ” 。 為 了 防 止 跑 火 ， 就 要 在 下 型 的 分型 面 上

21、鋪 設(shè) 泥 條 、 油 泥 條 或 石 棉 繩 等 ， 使 上 、下 型 接 觸 面 密 封 ， 這 樣 就 使 上 箱 抬 高 ， 增 加 了鑄 件 的 高 度 或 鑄 件 頂 面 的 厚 度 。 制 做 模 樣 時(shí) ，為 了 使 模 樣 符 合 零 件 圖 上 尺 寸 的 要 求 ， 在 模 樣上 相 應(yīng) 減 去 這 個(gè) 抬 高 的 尺 寸 ， 即 為 分 型 負(fù) 數(shù) 。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.57、 工 藝 補(bǔ) 正 量 由 于 工 藝 上 的 原 因 ， 在 鑄 件 相 應(yīng) 部 位 非 加工 面 上 增 加 的 金 屬 層 厚 度 稱 為 工 藝 補(bǔ) 正 量 。 在單

22、件 、 小 批 量 手 工 砂 型 鑄 造 時(shí) ， 由 于 偏 心 ， 錯(cuò)型 等 原 因 可 能 造 成 鑄 造 缺 陷 ， 采 用 工 藝 補(bǔ) 正 量以 減 少 廢 品 率 ； 對 于 成 批 大 量 生 產(chǎn) 的 鑄 件 ， 不使 用 工 藝 補(bǔ) 正 量 ， 而 采 用 修 改 模 具 的 方 法 。鑄造工藝參數(shù)的確定 崔 煥 勇 2003.51、 分 型 面 /澆 注 位 置 ： 用 藍(lán) 線 （ 或 紅 線 ） 和 箭 頭 表 示 ，加 以 漢 字 表 示 方 向2、 機(jī) 械 加 工 余 量 ： 用 紅 線 畫 出 輪 廓 ， 剖 面 處 用 紅 剖面 線 或 全 涂 以 紅 色 表 示

23、。 數(shù) 值 用 紅 字 標(biāo) 在 加 工 符 號上 。 若 加 工 余 量 帶 有 斜 度 ， 可 用 分 數(shù) 表 示 。3、 非 鑄 出 孔 /槽 ： 用 紅 “ ”表 示 。 剖 面 處 用 紅 剖 面線 或 全 涂 紅 色 。4、 芯 頭 和 型 芯 ： 用 藍(lán) 線 畫 出 芯 頭 ， 并 注 明 尺 寸 。5、 澆 注 系 統(tǒng) ： 用 紅 線 畫 出 ， 并 標(biāo) 注 尺 寸 。6、 活 塊 ： 用 紅 筆 注 明 “ 活 塊 ” 及 其 形 式 和 編 號 。鑄造工藝圖的繪制 崔 煥 勇 2003.57、 冷 鐵 ： 用 綠 線 或 藍(lán) 線 畫 出 ， 并 表 明 “ 冷 鐵 ” 及 其

24、 主 要尺 寸 和 編 號8、 拔 模 斜 度 ： 用 紅 線 或 文 字 表 示 。9、 鑄 造 圓 角 ： 用 文 字 表 示 。10、 冒 口 /出 氣 口 ： 用 紅 線 表 示 并 表 明 主 要 尺 寸 及 編 號 。11、 其 它 參 閱 鑄 造 手 冊 鑄造工藝圖的繪制 崔 煥 勇 2003.5應(yīng) 用 綜 合 舉 例 崔 煥 勇 2003.5 崔 煥 勇 2003.5鑄造工藝圖 崔 煥 勇 2003.5鑄造工藝圖 崔 煥 勇 2003.5【 例 2】 要 鑄 造 圖 示 支 承 臺 零 件 40個(gè) ， 此 件 用 于 中 等 靜載 荷 ， 試 選 擇 鑄 造 合 金 和 繪 出

25、 鑄 造 工 藝 圖 。10 崔 煥 勇 2003.51. 選 材 ： H T1502. 鑄 型 、 造 型 方 法 ： 砂 型 ， 手 工 造 型3. 澆 注 位 置 /分 型 面 ： 因 支 承 臺 50mm的 內(nèi) 孔 及外 壁 均 無 需 加 工 ， 只 有 兩 端 面 有 機(jī) 械 加 工 要求 。 為 使 支 承 臺 兩 端 面 組 織 致 密 、 滿 足 加 工要 求 ， 所 以 將 鑄 件 水 平 放 置 、 使 兩 加 工 面 在側(cè) 壁 位 置 作 為 該 件 的 澆 注 位 置 ， 這 樣 還 有 利于 型 芯 的 固 定 、 排 氣 和 檢 驗(yàn) 。 為 便 于 起 模 、下

26、芯 和 檢 驗(yàn) ， 選 中 間 對 稱 的 最 大 截 面 為 分 型面 。 此 時(shí) 分 型 面 與 分 模 面 一 致 。方案1 崔 煥 勇 2003.54.加 工 余 量 ： 最 大 尺 寸 200 查 表 得 4mm，考 慮 拔 模 斜 度 ， 下 端 取 3mm5.最 小 鑄 出 孔 ： 18、 21不 予 鑄 出6.拔 模 斜 度 ： 垂 直 拔 模 斜 度 取 1 7.鑄 造 圓 角 ： R3 58.型 芯 設(shè) 計(jì) ：9.澆 注 系 統(tǒng)10.鑄 造 工 藝 圖 崔 煥 勇 2003.5 崔 煥 勇 2003.51. 選 材 ： H T1502. 鑄 型 、 造 型 方 法 ： 砂 型 ， 手 工 造 型3. 澆 注 位 置 /分 型 面 ： 采 用 三 箱 造 型方案2 崔 煥 勇 2003.5