第二章-铸造工艺方案的确定

目录摘要第一章：零件简介1.1零件介绍 (2)1.2灰铸铁 (2)第二章：铸造工艺方案的确定 (3)2．1支座的生产条件、结构及技术要求 (3)2．2支座结构的铸造工艺性 (5)2. 3造型，造芯方法的选择 (6)2.4浇注位置的确定 (7)2. 5分型面的确定 (9)第三章：铸造工艺参数及砂芯设计 (10)3. 1 工艺设计参数确定 (10)3.1.1铸件尺寸公差 (11)3.1.2机械加工余量 (11)3.1.3铸造收缩率 (12)3.1.4起模斜度 (12)3.1.5最小铸出孔和槽 (13)3.1.6铸件在砂型内的冷却时间 (14)3.1.7铸件重量公差 (14)3.1.8工艺补正量 (14)3.1.9分型负数 (14)3.1.10反变形量 (14)3.1.11非加工壁厚负余量 (14)3. 2砂芯设计 (15)3.2.1芯头的设计 (16)3.2.2砂芯的定位结构 (16)3.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构 (16)3.2.4芯骨设计 (16)3.2.5砂芯的排气 (16)3.2.6砂芯负数 (16)第四章：浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计4.1浇注系 (17)4.1.1选择浇注系统类型 (17)4.1.2计算浇注时间并核算金属上升速度 (17)4.1.3计算阻流截面积 (17)4.1.4确定浇口比 (18)4.1.5计算内浇道截面积 (18)4.1.6计算横浇道截面积 (18)4.1.7计算直浇道截面积 (19)4.1.8浇口窝的设计 (20)4.1.9浇口杯的设计 (20)4.2冒口的设计 (20)4.3冷铁的设计.....................................................................................................21.4.4出气孔的设计 (21)第五章砂型铸造设备选用 (21)5.1 造型工部设备选用 (21)5.2 制芯工部设备选用 (21)5.3 清理工部设备选用 (21)设计心得 (22)参考文献 (22)1．1零件介绍支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。

《材料成型工艺》课程教学大纲开课学期：第四学期课程性质：学科基础课先修课程：材料成形原理，材料力学，机械设计实践（实训、实习）课时：29课时适合专业：环境艺术设计专业一、课程的目的与任务本课程是材料成形及控制工程专业的专业基础课。

通过该课程的学习，使学生掌握金属材料成形工艺的基础理论知识、工艺规程的制订。

学生在完成本课程的全部教学环节后，应达到：1) 掌握金属材料成形工艺的基本理论知识，具有制定一般零件的工艺流程设计的能力。

2) 能够分析零件结构设计工艺性，确定零件成形工序，懂得工艺设计及相应计算。

2)能够使用有关设计手册和参考资料。

二、理论教学要求绪论1) 砂型与砂芯制造2)铸造工艺方案的拟定3)浇注系统设计与计算掌握浇注系统组元及其作用，浇注系统类型及其选择；掌握计算阻流截面的水力学公式和浇注系统设计与计算。

4 ）冒口、冷铁与铸肋了解冒口的补缩原理；掌握冒口的设计与计算方法；了解冷铁与铸肋设计和典型铸造工艺分析实例。

5 ）模锻工艺6）锻模设计7 ）电弧焊掌握点焊、缝焊和闪光对焊原理特点应用；初步了解高频焊、摩擦焊、钎焊原理及应用。

三、实践教学要求实验项目的设置及学时分配实验学时 9应开实验项目个数 3序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型备注 1 浇注系统水模拟实验必做 2 塑性成形实验必做 3 CO2气体保护焊工艺实验必四、学时分配序号课程内容学时分配讲课实验上机课外小计 1 绪论1 12 第一章砂型与砂芯制造 2 23 第二章铸造工艺方案的拟定4 4 4 第三章浇注系统设计综合实验 6 3 95 第四章冒口，冷铁与铸筋4 4 6 铸造工艺分析实例 2 2 7 第五章模锻工艺 4 4 8 第六章锻模设计 2 2 9 第七章板料冲压实验 10 3 13 10 冲压工艺分析与模具设计实例 2 2 11 第八章电弧焊，CO2气体保护焊工艺实验8 3 11 12 第九章压力焊与钎焊五、课程有关说明1. 学习本课程应先修完机械制造基础、材料工程基础、传热学，材料成形原理、生产实习等课程。

第六—第二章砂型铸造铸型：铸造生产中使液态金属成为固态铸件的容器。

容器的内部称型腔，其轮廓相当于所制铸件的外形。

根据铸型特点分：一次型——砂型、熔模、石膏型、实型铸造（消失模铸造）；半永久型——泥型、陶瓷型、石墨型铸造；永久型——金属型、压力、挤压、离心铸造；根据浇注时金属所承受的压力状态分：重力作用下的铸造和外力作用下的铸造金属液在常压下完成浇注，称为自由浇注或常压浇注。

金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造。

砂型铸造：是利用型（芯）砂制造铸型的铸造方法。

整模造型分模造型一、概述1 缺点、优点：砂型铸造是铸造生产中最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80-90%。

型砂：将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物所混制成的混合物。

砂型（芯）：型（芯）砂在外力作用下成形并达到一定的紧实度或密度成为砂型（芯）。

2 砂型的种类湿型：由原砂、粘土、附加物及水按一定比例混碾而成湿型砂；用湿型砂春实，浇注前不烘干的砂型。

干型：经过烘干表面干型：表面仅有一层很薄（15-20mm）的型砂被干燥，其余部分仍然是湿的。

化学自硬砂型：砂型靠型砂自身的化学反应而硬化。

造型：制造砂型的工艺过程。

造芯：制造砂芯的工艺过程。

选择合适的造型（芯）方法和正确的造型（芯）工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。

1 按型（芯）砂粘（固）结机理分类机械粘结造型（芯）、化学粘结造型（芯）、物理固结造型（芯）2 按造型（芯）的机械化程度分类（1）手工造型（芯）手工造型（芯）是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以到目前为止，在单件、小批量生产的铸造车间中，手工造型（芯）仍占很大比重，在航空、航天、航海领域应用广泛。

缺点：劳动强度大、生产率低、铸件质量不易稳定。

模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。

目录第一章铸造工艺设计概论1第一节铸造工艺设计的概念、设计依据、内容及程序1第二节铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系5第二章铸造工艺方案的确定6第一节零件结构的铸造工艺性6第二节造型、造芯方法的选择8第三节浇注位置的确定11第四节分型面的选择15第三章砂芯设计及铸造工艺设计参数18第一节砂芯设计18第二节铸造工艺设计参数22第四章浇注系统设计30第一节液态金属在浇注系统基本组元中的流动30第二节浇注系统的基本类型及选择35第三节计算阻流截面的水力学公式38第四节铸铁件浇注系统设计与计算42第五节其他合金铸件浇注系统的特点47第六节金属过滤技术52第五章冒口、冷铁和铸肋54第一节冒口的种类及补缩原理54第二节铸钢件冒口的设计与计算58第三节铸铁件实用冒口的设计66第四节提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口82第五节冷铁88第六节铸肋96第一章铸造工艺设计概论第一节铸造工艺设计的概念、设计依据、内容及程序一、概念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。

因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件品质、生产率和成本起着重要作用。

二、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，才能很好地完成设计任务。

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(铸件分量、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, 成份不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂(特别是腔内复杂)或者简单、分量较大的零件毛胚。

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份组成。

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、等轴晶或者混合组织等.(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 选择挨近共晶成份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份最先凝固，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。

铸造工艺说明书第一章：引言铸造工艺是一项广泛应用于工程领域的制造技术，通过将熔融金属或合金注入到模具中，使其冷却凝固，并最终制成所需产品。

本说明书将详细介绍铸造工艺的操作步骤、工艺参数以及注意事项，以便操作人员能够正确、安全地进行铸造生产。

第二章：工艺流程2.1 模具准备在进行铸造之前，需要准备好适合产品尺寸和形状的模具。

模具可以由金属、木材、陶瓷等材料制成，必须具备足够的强度和耐磨性。

2.2 熔炼金属选择合适的金属或合金材料，并将它们放入熔炉中进行熔炼。

在熔炉中，要控制好熔炼温度和保持合金的均匀性。

2.3 模具喷涂与预热在将熔融金属注入模具之前，需要对模具进行喷涂以防止粘连，并对其进行适当的预热，以减少温度应力和提高铸件的质量。

2.4 熔融金属注入将熔融金属以适当的速度和流量注入模具中，注意保持注入的均匀性，避免气泡和杂质的产生。

2.5 冷却与凝固注入模具后，需要将其冷却至合适的温度使其凝固。

根据产品要求和金属性质，确定合适的冷却时间和冷却方法。

2.6 去除模具与后续处理待铸件完全凝固后，需将其取出模具，可以采用敲击、挤压或使用专用工具进行取模。

之后，可以进行热处理、喷砂、机加工等后续处理以得到符合要求的最终产品。

第三章：工艺参数3.1 熔炼温度不同材料对应不同的熔点，根据金属或合金的材质，设定适当的熔炼温度以保证材料完全熔化并维持其液态状态。

3.2 注入速度注入速度的控制对于铸件质量至关重要。

过快的注入速度可能引起气泡、渣滓的产生，而过慢则可能导致填充不充分。

根据铸件的形状和尺寸，确定合适的注入速度。

3.3 冷却时间冷却时间影响铸件的组织结构和力学性能。

过长的冷却时间可能导致产生内部应力和缺陷，而过短则可能导致铸件质量下降。

根据金属的特性和产品要求，设定合适的冷却时间。

3.4 预热温度预热温度能够减少模具表面的粘附和热应力，提高铸件表面的光洁度和质量。

根据模具材料和产品要求，确定合适的预热温度。