铸造工艺小知识

1怎么判断铸件结构是否合理？零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。

（1）铸件应有合适的壁厚（2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角。

（3）铸件内壁应薄于外壁（4）壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节（5）有利于补缩和实现顺序凝固（6）防止铸件翘曲变形（7）避免浇注位置上有水平的大平面结构2铸造方法选择的原则(1)优先采用砂型铸造，更要优先选用湿型(2)铸造方法应和生产批量相适应1)大批量生产的铸件大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。

2)单件小批量生产的铸件单件小批生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。

3）特种铸造低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产（3）造型方法应适合工厂条件（4）要兼顾铸件的精度要求和成本3浇注位置的确定？浇注位置选择应遵循的原则1．铸件的重要部分应尽量置于下部。

2．重要加工面应朝下或呈直立状态3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。

4．应保证铸件能充满。

5．应有利于铸件的补缩 6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。

7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型4分型面的选择原则分型面的选择原则如下：1. 应使铸件全部或大部分置于同一半型内 2. 应尽量减少分型面的数目；3.分型面尽量选用平面；4.便于下芯、合箱和检查型腔尺寸； 5.不使砂箱过高6. 受力件的分型面选择不应削弱铸件结构强度； 7. 注意减轻铸件清理和机械加工量5 浇口杯的作用①可用来承接来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；②减轻金属液流对型腔的冲击；③分离渣滓和气泡，阻止其进入型腔；④增加充型压力头。

6消除水平漩涡的措施（1）使用深度大的浇口杯，深度应大于直浇道上端直径的5倍；（2）应用拔塞、浮塞和铁隔片等方法，使浇口杯内液体达到深度要求时，再向直浇道提供洁净的金属（3）在浇口杯底部安置筛网砂芯或雨淋砂芯来抑止水平旋涡。

（4）浇口杯中置“闸门”、堤坝等，降低浇注高度以避免水平漩涡，并促使形成垂直旋涡。

（5）浇包嘴宜设计得长些为好。

（6）采用逆向浇注，液流不要冲着直浇道。

7直浇道的功用(1)从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。

(2)提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各冲流动阻力，在规定时同内充满型腔。

8. 直浇道窝的作用（1）缓冲作用（2）缩短直——横拐弯处的高度聚流区（3）改善内浇道的流量分布（4）减小直横浇道拐弯处的局部阻力系效和水头损失（5）浮出金属液中的气泡。

9. 横浇道的功用(1)向内浇道分配洁静的金属液；(2)储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓；(3)使金属液流平稳和减少产生氧化夹渣。

10.横浇道发挥阻渣作用应具备的条件（1）横浇道应呈充满流态，即满足充满条件。

（2）流速应尽可能低。

实践中常把横浇道扩大、做高，S横:S内=2～4。

（3）内浇道的位置关系要正确。

1)内浇道距直浇道应足够远，使渣团有条件浮起到超过内浇道的吸动区。

2)有正确的横浇道末端延长段。

直浇道、横浇道和内浇道截面积之比（S直:S横:2S内）称为浇口比。

11运用场合(1) 封闭式浇注系统这种浇注系统主要用于不易氧化的铸铁件。

铝、镁合金易于氧化，要求液流进入型腔时流动平稳，所以收缩式浇注系统应用很少。

(2)开放式浇注系统适用于轻合金铸件、球铁件等。

漏包浇注的铸钢件也直采用开放式浇注系统。

12对于铸铁、铸钢、轻合金浇注系统特点？铸铁件1）以内浇道为阻流的强封闭式浇注系统2）严格控制浇注时间3）小的薄壁件可利用浇注系统当”冒口”。

铸钢件浇注系统结构简单、截面积大，使充型快而平稳，流股不宜分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩，不应砠碍铸件的收缩。

轻合金件适合应用开放式的底注浇注系统。

低于100mm的矮铸件才可用顶注式或中间注入式浇注系统。

广泛应用垂直缝隙式和带立缝的底注式浇注系统13冒口，作用？什么是冒口？冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。

习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。

冒口的作用(1) 补偿铸件凝固时的收缩。

即将冒口设置在铸件最后凝固的部位，由冒口中的合金液补偿其体收缩，使收缩形成的孔洞移入冒口，防止铸件产生缩孔、缩松缺陷。

(2) 调整铸件凝固时的温度分布，控制铸件的凝固顺序。

(3) 排气、集渣。

(4) 利用明冒口观察型腔内金属液的充型情况。

14冒口的补缩距离：即冒口的有效补缩距离，它是冒口作用区和末端区长度之和，是确定冒口数目的依据。

1）什么是补贴？为实现顺序凝固和增强补缩效果，在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块称为补贴，也称衬补、增肉。

2）补贴的作用冒口附近有热节或铸件尺寸超出冒口补缩距离，利用补贴可造成向冒口的补缩通道，实现补缩，消除铸件热节下的缩孔，延长补缩距离，减少冒口的数量。

15设计的通用冒口应遵守顺序凝固的基本条件：(1) 冒口的凝固时间应大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。

(2) 冒口应有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件的液态收缩和疑固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。

(3) 在铸件整个凝固的过程中，冒口与被补缩部位之间的补缩通道应该畅通，即使扩张角始终向着冒口。

（4）还需要注意将冒口与浇注系统、冷铁、工艺补贴等配合使用，使铸件在较大的温度梯度下，自远离冒口的末端区逐渐向着冒口方向实现明显的顺序凝固。

铸铁实用冒口设计法是让冒口和冒口颈先于铸件凝固，利用全部或部分的共晶膨胀量在铸件内部建立压力，实现自补缩，更有利于克服缩松缺陷。

16 均衡凝固的定义均衡凝固技术就是利用收缩和膨胀的动态叠加，采取工艺措施，使单位时间的收缩与补缩、收缩与膨胀按比例进行的一种凝固原则，可以理解为有限的顺序凝固。

17冷铁、作用、要求为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。

冷铁分为内冷铁和外冷铁两大类。

放置在型腔内能与铸件熔合为一体的金属激冷块叫内冷铁。

造型(芯)时放在模样(芯盒)表面上的金属激冷块叫外冷铁。

冷铁的作用1）在冒口难于补缩的部位防止缩孔、缩松。

2）防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。

3）与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积。

4）用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固。

既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。

5）改善铸件局部的金相组织和力学性能。

如细化基体组织、提高铸件表面硬度和耐磨性等。

6）减轻或防止厚壁铸件中的偏析18内外冷铁的要求1）外冷铁的位置和激冷能力的选择，不应破坏顺序凝固条件，不应堵塞补缩通道2）每块冷铁勿过大、过长，冷铁之间应留间隙。

避免铸件产生裂纹和因冷铁受热膨胀而毁坏铸型。

3）外冷铁厚度可参照表3-5-14选取4）尽量把外冷铁放在铸件底部和侧面。

顶部外冷铁不易固定，且常影响型腔排气。

19铸肋又称工艺肋，分为割肋和拉肋两类。

（1）割肋(收缩肋)①先于铸件凝固并获得强度，承担铸件收缩时引起的拉应力而避免热裂。

②割肋除用于防止热裂之外，尚有加强冷却的作用。

（2）拉肋(加强肋)1）防止铸件变形。

2）个别情况下，可利用浇注系统当拉肋，以节约金属。

20铸造工艺装备是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具和装置的总称。

包括模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘砂板(器)、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。

此外，芯盒反烘干器的钻模和修整标准也属于铸造工艺装备。

21上固定：模样上钻通孔，螺钉穿过模样与模底板固定。

优点：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便。

缺点：破坏模样的工作表面，紧固后需用塑料或铝等填平模样表面上之螺钉孔坑。

下固定：模底板上钻通孔，模样上攻螺纹孔的固定方法优点：模样工作表面不受损害。

缺点：螺孔位置要躲开模底板底部之肋条，还要让出搬手空间，安装不甚方便。

22直接定位法：定位销(套)直接安装在模底板上间接定位法：定位销(套)装在模板框上。

模板和模板框之间另有定位。

23定位采用定位销与销套结构：24砂箱名义尺寸：是指分型面上砂箱内框尺寸(长×宽)乘砂箱高度。

25箱带有什么作用①增加型砂对砂箱的附着面积和附着力。

②提高砂型总体强度和刚性。

③提高砂型总体强度和刚性，保证铸型在吊运、翻箱、合箱和浇注过程中不掉砂和不塌箱。

④延长砂箱的使用期限。

26沙箱的定位机构：定位销套定位，定位套，合箱销 。

套装在箱壁的定位箱耳。

沙箱的搬运机构：手把用于小型砂箱；吊轴广泛用于各种中大砂箱；吊环主要用于重型砂型。

27压环 反压环 集渣槽的作用压环：为了防止合金液侵入芯座与芯头的间隙中，将芯头的通气孔道堵塞而增设的压紧环。

合箱后它能把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙钻入芯头，堵塞通气道。

只适于机器造型的湿型。

防压环：为避免下芯和合箱时压坏芯座边缘产生掉砂，而增设了防压肩(环)。

在水平芯头靠近模样的根部，设置凸起圆环，高度0.5～2mm ，宽5～12mm ，称为防压环。

积砂槽为收集造型或下芯时落下的散砂，以免垫在芯头下成砂芯位置偏斜而增设的积砂槽等结构。

在下芯座模样的边缘上设置一道凸环，造型后砂型内形成一环凹槽，称为积砂槽。

28机械加工余量、收缩率、起模斜度、反变形量机械加工余量：在铸件工艺设计时，对加工表面预先留出的，准备机械加工时切削去的金属层厚度，称为机械加工余量。

铸造收缩是指金属液浇注到铸型后，随温度的下降将发生凝固所引起的尺寸缩减。

铸造收缩率K 的定义是K=%100*L j jm L L起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。

这个斜度，称为起模斜度。

反变形量：由于冷却速度的不均匀性，铸件冷却后常出现变形，为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，使铸件冷却后变形的结果正好将反变形抵消，得到符合设计要求的铸件。

这种在模样上做出的顶变形量称为反变形量。

29直接使用冒口安放冒口是为了补给铸件的液态(一次)收缩，当液态收缩终止或体积膨胀开始时，让冒口颈及时冻结。

在刚性好的高强度铸型内，铸铁的共晶膨胀形成内压，迫使液体流向缩孔、缩松形成之处，这样就可预防铸件于凝固期内部出现真空度，从而避免了缩孔、缩松缺陷。

这种冒口又称为压力冒口。

计算题浇冒口模数M 冒口=f M 铸件一般取： f=1.2矩形长杆的模数： M =ab /2(a +b )方形长杆的模数： M =a /4大平面的模数： M =T /2立方体的模数： M =a /6空心圆柱体的模数：M =a /2铸件的尺寸铸件的基本尺寸=零件的基本尺寸+x MA+CT/2X 取1MA 机械加工余量Ct 公差芯头的长度浇注系统的敖赞公式 压头hP奥赞公式——计算阻流截面积S 阻H p =H 0-CP 22式中：H 0―― 内浇道以上至浇口杯中合金液面的高度(cm)； P ―― 内浇道以上型腔高度(cm)C ―― 铸件型腔的总高度(cm)。