3.2.2及3.2.3 浇注位置,分型面的确定

湖南科技大学课程设计课程设计名称：端盖铸造工艺设计学生姓名：学院：专业及班级：学号：指导教师：2015 年7 月7 日铸造工艺课程设计任务书一、任务与要求1．完成产品零件图、铸件铸造工艺图各一张，铸造工艺图需要三维建模(完成3D图)。

2．完成芯盒装配图一张。

3．完成铸型装配图一张。

4. 编写设计说明书一份(15～20页)，并将任务书及任务图放置首页。

二、设计内容为2周1. 绘制产品零件图、铸造工艺图及工艺图的3D图(2天)。

2. 铸造工艺方案设计：确定浇注位置及分型面，确定加工余量、起模斜度、铸造圆角、收缩率，确定型芯、芯头间隙尺寸。

(1天)。

3. 绘制芯盒装配图(1天)。

4. 绘制铸型装配图、即合箱图(包括流道计算共2天)。

5. 编制设计说明书(4天)。

三、主要参考资料1. 张亮峰主编，材料成形技术基础[M]，高等教育出版社，2011.2. 丁根宝主编，铸造工艺学上册[M] ，机械工业出版社，1985.3. 铸造手册编委会，铸造手册：第五卷[M] ，机械工业出版社，1996.4. 沈其文主编, 材料成形工艺基础(第三版)[M]，华中科技大学出版社，2003.摘要本设计是端盖的铸造工艺设计。

端盖的材料为QT400-15，结构简单，无复杂的型腔。

根据端盖的零件图进行铸造工艺性分析，选择分型面，确定浇注位置、造型、造芯方法、铸造工艺参数并进行浇注系统、冒口和型芯的设计。

在确定铸造工艺的基础上，设计模样、芯盒和砂箱，并利用CAD、Pro/E等设计软件绘制端盖零件图、芯盒装配图。

关键词：铸造；端盖；型芯ABSTRACTThis design is about the casting process of end cap. The material of end cap is QT400-15. The end cap without complex cavity owns simple structures. Select the right parting line, pouring position, modeling method ,core making method, parameters of casting by analyzing the part drawing, then design gating system, riser, core. After the design of casting process, accomplish the part drawing of end cap and assembly drawing of core box with the aid of design software such as CAD and Pro/E.Keywords:Cast; End cap; Core目录第一章零件工艺性分析 (1)1.1零件分析 (1)1.2铸造工艺性分析 (1)第二章铸造合金和造型材料的选择 (2)2.1铸造合金的选用 (2)2.2造型和造芯材料 (2)第三章浇注位置及分型面的确定 (3)第四章铸造工艺参数设计 (5)4.1加工余量的选择 (5)4.2 铸件孔是否铸出的确定 (5)4.3起模斜度的确定 (6)4.4铸造圆角的确定 (6)4.5铸造收缩率的确定 (7)第五章造型方法设计 (8)第六章浇注系统和冒口设计 (10)6.1浇注系统的选择 (10)6.2 冒口的选择 (11)第七章装配图设计 (13)7.1铸型装配图 (13)7.2芯盒装配图 (13)第八章总结 (14)参考文献 (15)第一章零件工艺性分析1.1 零件分析轴承端盖起轴向固定作用，同时防尘密封，避免污染。

材料成形技术基础第一章1-1一、铸造的实质、特点与应用铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。

1、铸造的实质利用了液体的流动形成。

2、铸造的特点A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）；B成本低C工序多，质量不稳定，废品率高D力学性能较同样材料的锻件差。

力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。

二、铸造工艺基础1、铸件的凝固（1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。

它由晶核的形成和长大两部分组成。

通常情况下，铸件的结晶有如下特点：A以非均质形核为主B以枝状晶方式生长为主。

结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。

晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。

（2）铸件的凝固方式逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固 B糊状凝固 C中间凝固2、合金的铸造性能（1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。

它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。

生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手：A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好；B 提高浇注温度，延长金属流动时间；C 提高充填能力D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。

（2）收缩性A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。

对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。

适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。

综合分析手工造型和机器造型浇注位置和分型面选择原则浇注位置的确定：浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态（姿态）和位置。

也就是说：哪个部位在上或在下，哪个面朝上、呈侧立状态，或朝下。

浇注时，朝下的铸件表面比较光洁、干净；而朝上的表面，空易有砂孔，渣孔、夹砂等缺陷，表面粗糙度差；铸件下部的金属在凝固时，受到上部金属压力作用和补缩，比较致密，力学性能容易得到保证。

因此，浇注位置的确定是工艺设计中重要环节。

它关系到铸件的内在品质、铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易。

浇注公交车与造型（合型）位置、铸件冷却位置可以不同。

生产中常以浇注时分型面是处于水平、垂直或倾斜位置，分别称贷为水平浇注、垂直浇注或倾斜浇注，但这不代表铸件的浇注位置的含义。

浇注位置一般于选择造型方法之后确定。

应指出，确定浇注位置在很大程度上着眼于控制铸件的凝固。

实现顺序凝固的铸件，可消除缩孔、缩松，保证获得致密的铸件。

内应力小，变形小，金相组织比较均匀一致，不用或很少采用冒口，节约金属，减小热裂倾向。

但铸件内部可能有缩孔或轴线缩松存在。

因此多应用于薄壁铸件或内部出现轻微轴线缩松不影响使用的情况下。

这时，如铸件有局部肥厚部位，可置于浇注位置的底部，利用冷铁或其他激冷措施，实现同时凝固。

灰铸铁件、球墨铸铁件常利用凝固阶段的共晶体膨胀来消除收缩缺陷，因此，可遵循顺序凝固条件而获得健全铸件。

浇注位置可根据对合金凝固理论的研究和生产经验确定，确定浇注位置时诮考虑以下原则：1) 浇注位置应有利于所确定的凝固顺序。

2) 铸件的重要部分应尽时置于下部。

3) 重要加工面应朝下或呈直立状态。

4) 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。

对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷。

5) 应保证铸件能充满。

对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在内浇道以下或置于铸型的下部，以免出现浇不到、冷隔等缺陷。

6) 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合型及检验。

模县上用以取出制品及浇注系统凝料的RJ分离的接触表面称为分型面，常常是注射模定模和动模两部分的接触面。

在制品设计时，必须考虑成型时分型山的形状和位置，否则无法用模具成型。

在设计模具时首先需要确定分型面的位置，然后才能选择模具的结构。

分型面的设计是否合理对制品质量、AVX钽电容丁艺操作难易程度和模具的设计制造有很大的影响。

冈此，分型面的正确设计需要塑料产品设计人员和模具设计成员的共同努力和配合。

3．2．1 分型面的形状和方位分型面的形状应尽可能简单，以便于制品脱模和模具的制造。

分型面可以是平面、阶梯面或者曲面，如图3—11所尔。

一般只采用一个与注射机开模方向相垂也的分型面，而且尽可能采用简单的平团作为分型面，在特殊情况下才采用较多的分型面。

应尽量避免与开模运动方向垂直的侧向分型和侧向抽芯，因为这会增加模具结构的复杂性。

如图3—12所示，若按图3—12(a)设置型腔，内于与开模运动垂直的方向有侧凹，必须增加侧向分型的分型面，使模具结构复杂化，而按图3—12(b)采用斜分型面，便可避免在垂直方向上有侧凹。

根据分型而的不同方位，塑料制肋可以全部在动模内成型，也可以全部在定模内成型，还可以在动、定模内同时成型。

具体采用哪种形式成型要根据制nun的几何形状、浇注系统、椎们机构以及制品质量要求等因素综合加以考虑。

3．2．2 分型面位置的选择原则(1)分型凹必须开设在制品断面轮廓最大的部位才能使制品顺利地脱模。

(2)因为分型6J不tJJ避免地耍在制思上留下痕迹，所以分型团最好不选在制品光滑的外表团或带圆弧的转角处，如图3—13所示。

如图3—14(h)所示。

峭制风的壁很捏且内孔较小时，制品对型芯的包紧力不大，往往不能确切判断制品留在型芯上还是型腔内，故应将型腔和型；趣的主要部分都设齐动模一边，如司3—14(c)所示。

肖制佩的孔内行非螺纹连接的金属嵌件时，民件不会对型心产生包紧力，此时应将型腔设公动模一边，型芯既可没在动模一边，也可设在定模一边，如图3—14 ((1)所水。

模具设计-分模面的确定这样做是最好的胶件排位是指据客户要求,将所需的一种或多种胶件按合理注塑工艺、模具结构进行排列。

胶件排位与模具结构、塑胶工艺性相辅相成，并直接影响着后期的注塑工艺,排位时必需考虑相应的模具结构，在满足模具结构的条件下调整排。

从注塑工艺角度需考虑以下几点：(1)流动长度。

每种胶料的流动长度不同，如果流动长度超出工艺要求，胶件就不会充满。

(具体参见第二章)(2)流道废料。

在满足各型腔充满的前提下,流道长度和截面尺寸应尽量小，以保证流道废料最少。

(3)浇口位置。

当浇口位置影响胶件排位时，需先确定浇口位置，再排位。

在一件多腔的情况下，浇口位置应统一。

(4)进胶平衡。

进胶平衡是指胶料在基本相同的情况下,同时充满各型腔。

为满足进胶平衡一般采用以下方法:A.按平衡式排位(如图5.1.1)，适合于胶件体积大小基本一致的情况。

B.按大胶件靠近主流道，小胶件远离主流道的方式排位，再调整流道、浇口尺寸满足进胶平衡 (关于流道、浇口设计详见第九章)。

注意：当大小胶件重量之比大于8时，应同产品设计者协商调整。

在这种情况下，调整流道、浇口尺寸很难满足平衡要求。

(6)型腔压力平衡。

型腔压力分两个部分,一是指平行于开模方向的轴向压力；二是指垂直于开模方向的侧向压力。

排位应力求轴向压力、侧向压力相对于模具中心平衡，防止溢胶产生批峰。

满足压力平衡的方法：A.排位均匀、对称。

轴向平衡如图5.1.2；侧向平衡如图5.1.3B.利用模具结构平衡如图5.1.4 这是一种常用的平衡侧压力的方法，具体的技术要求参见下节。

从模具结构角度需考虑一下几点(1)满足封胶要求排位应保证流道、唧咀距前模型腔边缘有一定的距离,以满足封胶要求。

一般要求D1≥5.0mm，D2≥10.0mm，如图5.1.5所示。

行位槽与封胶边缘的距离应大于15.mm。

(2)满足模具结构空间要求排位时应满足模具结构件，如铲鸡、行位、斜顶等的空间要求。

同时应保证以下几点：A.模具结构件有足够强度B.与其它模胚构件无干涉C.有运动件时,行程须满足出模要求.有多个运动件时，无相互干涉.如图5.1.6D.需要司筒的位置要避开顶棍孔的位置(3)充分考虑螺钉、冷却水及顶出装置为了模具能达到较好的冷却效果,排位时应注意螺钉、顶针对冷却水孔分的影响，预留冷却水孔的位置。

任务三塑件在模具中得成型位置确定与浇注系统设计一、教学目的：1使学生熟悉型腔的数量和排列方式、分型面的选择对注塑结果的影响。

2熟悉浇注系统的组成及设计原则，掌握浇口设计对于注塑结果的影响二、教学重点：1型腔数量和排列方式，分型面选择对注塑结构的影响。

2浇注系统的设计原则；3浇口设计对于注塑结果的影响；三、教学难点：1塑料模具分型面选择原则的理解；2 浇注系统组成及设计原则。

3如何选择正确的浇口设计方案四、教学时数：学时，其中实践性教学学时。

五、习题六、教学后记1塑件在模具中的成型位置注射模每次注射循环所能成型的塑件数量是由模具的型腔数量决定的，型腔数量及排列方式、分型面的位置确定等决定了塑料制件在模具中的成型位置。

1.1型腔数目的确定型腔数目确定的方法：A在设计时，先确定注射机的型号，再根据所选用的注射剂的技术规格及塑件的技术要求，计算出选取的型腔数目；B设计时，根据经验先确定型腔的数目，然后根据生产条件进行校核计算。

型腔数目确定需要考虑的因素：A考虑塑料制件的批量和交货周期。

B质量的控制要求，多腔模不能生产高精度模具，没增加一个型腔，塑件精度就降低4%--8%。

C成型的塑料品种与塑件的形状尺寸。

D所选用的注射机的技术规格。

根据注射机的额定注射量及额定锁模力算出型腔数目。

型腔数目的确定既要保证最佳的生产经济性，技术上又要保证产品的质量，也就是应保证塑料制件的最佳技术经济性。

1．2型腔的布局型腔的布置与浇注系统的布置密切相关。

型腔的排布应使每个型腔浇口处有足够的压力，以保证塑料熔体同时、均匀地充满型腔。

使各型腔的塑件内在质量均一稳定，这要求型腔与主流道制件的距离尽可能最短，同时采用平衡的流到和合理的浇口尺寸以及均匀冷却。

1.3 分型面的选择1.3.1分型面及其基本形式分型面——模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，也叫合模面。

一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面。

单分型面塑料模即只有一个分型面的塑料模具。

1前言1.1铸造工艺设计的概念铸铁件广泛的应用在装备制造业，冶金，建筑，农机，给排水以及国防工业各部门，如在机械制造业中，铸铁件所占比重约为机械重量的40%至80% 。

生产的铸件是多种多样的，质量有大有小，厚度可以薄到2mm，也可以达到500mm，可以是各种形状。

那么什么是铸造呢？铸造工艺设计又是怎么设计的呢？现代科学技术的发展，要求金属铸件具有高的力学性能、尺寸精度和低的表面粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求生产周期短，成本低。

因此，铸件在生产之前，首先应进行铸造工艺设计，使铸件的整个工艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质高产的效果。

铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。

铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。

铸件的生产过程，也就是从零件图开始，一直到铸件成品检验合格入库为止，要经过很多道工序。

例如涉及到合金熔炼、造型、制芯材料的配制，工艺装备的准备，铸型的制造、合箱、浇注、落砂和清理等多方面工作。

人们把一个铸件的生产过程称为铸造生产工艺过程。

对于一个铸件，编制出铸造生产过程的技术文件就是铸造工艺设计。

这些技术文件必须结合工厂的具体条件，是在总结先进经验的基础上，以图形、文字和表格的形式对铸件的工艺生产过程加以科学的规定[1]。

它是生产的直接指导性文件，也是技术准备和生产管理、制定进度计划的依据。

1.2设计依据在进行铸造工艺设计前，设计者应掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。

此外，要求设计者有一定的生产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。

1.2.1生产任务1）铸造零件图样。

提供的图样必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。

设计者应仔细审查图样。

精品好资料——————学习推荐铸件浇注位置的选择1.铸件的重要面应朝下或侧立2.多个加工面，无法保证一些重要面时，须加大其加工余量3.铸钢件、球墨铸铁件，应有利于实现定向凝固4.铸件的大平面应朝下5.铸件薄壁应朝下，以利于金属液填充6.采用砂芯的铸件，要考虑便于砂芯的安放、调整和排气铸件分型面的选择1.分型面应在铸件最大截面处，以方便取模2.最好使铸件全部至于一个砂箱内，以防止错型3.应使基准面与加工面位于分型面同侧4.尽量减少分型面数目，尤其是对机器造型，只能有一个分型面5.工字型断面铸件分型面的选择，不应削弱铸件的结构强度铸件完全凝固后便进入了固态收缩阶段，若铸件的固态收缩受到阻碍，将在铸件内部产生应力，称为铸造应力。

它是铸件产生变形和裂纹的基本原因。

预防铸件产生热应力的基本措施是减小铸件各部分之间的温度差，使其均匀冷却。

具体为：1选择弹量模量较小的合金作为铸造合金2设计铸件结构时，力求使其壁厚均匀3采用合理的铸造工艺，使铸件的凝固符合同时凝固原则为防止变形，应尽可能使铸件的壁厚均匀或使其截面形状对称；在铸造工艺上应采取相应措施，力求使其同时凝固；有时，对细长易变形的铸件，在制造模型时，将模型制成与变形方向正好相反的形状以抵消其变形，这种方法为反变形法。

热裂是在铸件凝固末期的高温下形成的。

其形状特征是：裂纹短、缝隙宽、形状曲折、缝内金属呈氧化色；且裂纹沿晶界产生，外形曲折。

因为在凝固末期，铸件绝大部分已凝固成固态，但其强度和塑性较低，当铸件的收缩受到铸型、型芯和浇注系统等的机械阻碍时，将在铸件内部产生铸造应力，若铸造应力的大小超过了铸件在该温度下的强度极限，即产生热裂。

热裂是铸钢件、可锻铸铁件以及一些铝合金铸件的常见缺陷，一般出现在铸件的应力集中部位，如尖角、截面突变处或热节处等。

裂是铸件在较低的温度下，即处于弹性状态时形成的裂纹。

其形状特征是：裂纹细小、呈连续直线状、裂纹表面有金属光泽或呈微氧化色。