铸造工艺设计(PPT61页)

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铸造工艺设计案例.ppt

铸造工艺设计案例
铸钢件生产技术课程
1.生产条件及技术要求
(1)生产性质大批量生产。 (2)材质材质为ZG230-450。 (3)造型、造芯根据工厂条件采用水玻璃砂
造型，热芯盒法制芯。
1.生产条件及技术要求
(4)结构及技术要求 φ25㎜×φ25㎜铸钢阀体，铸件重为22kg。根据技术要求，外表和内腔所有型砂、氧化皮、飞边毛刺应清除干净，凡影响强度和气密性的缺陷，如缩孔、缩松、裂纹、夹杂物等均不允许存在。铸件经水压试验，以0. 6MPa压力持续试验2min 以上，未发现渗漏现象则认为合格。凡经焊补的铸件，焊补后应重新水压试验。水压试验必须于涂漆前进行。
(2)收缩率经过实际生产验证，一般尺寸均按2%。两侧法兰之间距离，由于收缩受阻碍，实际收缩率较小，约为1%。为了保证两个侧法兰厚度和加工尺寸，该尺寸按1％收缩率制作模样。
3.主要工艺参数
(3) 芯头设计每个铸件有一个砂芯，该砂芯具有三个水平芯头，长度均取为30mm。只在芯头端部留芯头间隙，上下方向不留间隙，以免砂芯浮起，影响铸件壁厚均匀性。
4.冒口设计
已知每个铸件重为22kg，每箱4件，每箱放置4个冒口。因此仍然相当于一个冒口补缩一个铸件。
(1)用补缩液量法计算冒口设ZG230-450的体收缩率已知为0.03,钢的密度为
7.8g/cm3，主、侧法兰根部热节圆直径T=36mm。那么可以计算出该件从浇注到凝固以后所需要补缩的钢液体积，把此体积视为球形，求出其直径d0。把d0加上热节圆直径T，则可做为冒口的最小直径。冒口补缩球直径d0为：
5.补贴设计
厚度按经验关系取为1.2T(1.2×36)=42mm。补贴高度按冒口高度的0.4倍选取（0.4H=0.4×160=64mm)，为65mm。

铸造工艺PPT

增大温度梯度，可以使合金的凝固方式向逐层凝固转化；反之，铸件的凝固方式向糊状凝固转化。
第十三页，共105页。
（二）铸造合金的收缩铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称Байду номын сангаас 收缩。它主要包括以下三个阶段：
1.液态收缩金属在液态时由于温度降低而发生的体积收缩。 2.凝固收缩熔融金属在凝固阶段的体积收缩。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。 3.固态收缩金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
•（三）影响合金收缩的因素 1. 化学成分不同成分的合金其收缩率一般也不相同。在常用铸造合金中铸刚的
收缩最大，灰铸铁最小。 2. 浇注温度合金浇注温度越高，过热度越大，液体收缩越大。
3. 铸件结构与铸型条件铸件冷却收缩时，因其形状、尺寸的不同，各部分的
冷却速度不同，导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际收缩率就越小。
第十五页，共105页。
图9-6 缩孔形成过程示意图
第十六页，共105页。
（2）缩松的形成宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位，显微缩松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞，形成缩松的主要原因也是液态收缩和凝固收缩所致。缩松形成过程见图9-7。
图9-7 缩松形成过程示意图
第十七页，共105页。
（3）缩孔、缩松的防止措施
a）采用定向凝固的原则所谓定向凝固，是使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。冒口和冷铁的合理使用，可造成铸件的定向凝固，有效地消除缩孔、缩松。定向凝固原则见图9-8。

铸造工艺方案及工艺图示例PPT课件

整理版课件
9
(2)方案Ⅱ 沿底面分型，铸件全部位于下箱，为铸出 110 mm凹槽必须采用挖砂造型。
方案Ⅱ克服了方案工的缺点，但轴孔内凸台妨碍起模，必须采用两个活块或下型芯。当采用活块造型时， φ30 mm轴孔难以下芯。
整理版课件
10
(3)方案Ⅲ 沿110 mm凹槽底面分型。
优缺点与方案Ⅱ类同，仅是将挖砂造型改用分模造型或假箱造型，以适应不同的生产条件。
该方案只需制造一个圆柱形内孔型芯，利于减少制模费用。
整理版课件
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(2)大批生产工艺方案
方案(2)所示，采用一个分模面、两箱造型，轴孔处于中间的浇注位置。该方案造型操作简便，生产效率高，但增加了四个形成Φ16 mm圆形凸台的1＃外型芯及一个形成长方形凹坑的3＃外型芯，因而增加制造芯盒及造芯的费用。但由于批量大，该费用均分到每个铸件上的成本就较低，因而是合算的。
零件的铸造工艺图的制定及铸件图举例(一) 首先应综合考虑浇注位置和分型面的确定，1 加工余量、2 起模斜度，3 砂芯的部位，要画出砂芯的位置、形状和芯头。
整理版课件
2
整理版课件
3
上下
收缩率 1%
Φ150 Φ70
全部 M15×4均布
110
Φ50
Φ100
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4
Φ80
收缩率1%
Φ50
Φ200
产效率高。
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车床刀架转盘：
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整理版课件
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整理版课件
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整理版课件
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整理版课件
33
第四节综合分析举例砂铸工艺设计综合分析举例

铸造工艺图ppt课件

可编辑课件PPT
19
设
计
要
点
铸造工艺方案的确定
工艺参数的确定
浇注系统和冒口
铸造工艺图的绘制
铸造工艺设计包括：
Ø选择铸造方法或造型方法
Ø铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；
Ø加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；
Ø浇注系统、冒口和冷铁的布置等；
Ø将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图
可编辑课件PPT
25
1.2 铸造工艺图概述
可编辑课件PPT
26
浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类型和分型负数，加工余量，拔模斜度，不铸孔和沟槽，砂芯个数和形状，芯头形式、尺寸和间隙，分盒面，芯盒的填砂(射砂)方向，砂芯负数，砂型的出气孔，砂芯出气方向、起吊方向，下芯顺序，芯撑的位置、数目和规格，工艺补正量，反变形量，非加工壁厚的负余量，浇口和冒口的形状和尺寸，冷铁形状和个数，收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量，和铸件同时铸造的试样，铸造收缩率等
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1.1. 3 设计的内容和程序
选择铸造方法或造型方法铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；浇注系统、冒口和冷铁的布置等；将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。
工作程序：审图—初步方案—讨论—确定—设计—
会签—修改—生效。
可编辑课件PPT
7
四羊方尊高58.3厘米；重 34公斤。1938年湖南省宁乡县出土。商代方尊的代表。铜尊盛行于商代和西周时期，是一种饮酒用具。这件四羊方尊是现存商代青铜方尊中最大的一件，是国家特级文物。被认为是中国青铜铸造史上最杰出的作品之一。

铸造工艺设计 ppt课件

图为起重臂分型面的选择，按图 (a)分型，必须采
用挖砂造型；采用图(b)方案分开，可采用分模造型，
使造型工艺简化。
ppt课件
12
轮形铸件在批量不大
的生产条件下，多采用三
箱造型；但在大批量生产
条件下，采用机器造型时，
需采用环状型芯。
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避免使用活块
未延伸凸台
延伸凸台
如图(a)所示凸台均妨碍起模，必须采用活块或增
ppt课件
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拔模斜度---为便于起模，凡垂直于分型面的立壁在制造模型时必需留拔模斜度。
ppt课件
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型芯头---型芯端头的延伸部位，芯头须留有一定斜度。
最小铸出孔及槽---铸件的孔、槽是否铸出，应从工艺、质量及经济上考虑。较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，同时也可减小铸件上的热节；孔、槽较小而壁较厚，则不易铸出，直接加工。
ppt课件
9
床身铸件pp的t课件分型方案
10
应尽量减少分型面的数ppt量课件
铸件图所示的三通铸件其内腔必须采用一个T字型芯来形成；
当中心线ab呈垂直时，铸型必须有三个分型面；
当中心线cd呈垂直时，铸型有两个分型面，
当中心线ab与cd都呈水平位置时，铸型只有一个分型面。
11
分型面应尽量平直
+3 +3
10 30
ø66
+3
非加工表面拔摸斜度30’~1o
2oபைடு நூலகம்
铸造圆角R3~5
收缩率1%
铸钢件表面粗糙、变形较大，其加工余量应比铸铁件大；
有色合金铸件表面较光洁、平整，其加工余量要小些；

砂型铸造工艺设计概述ppt(46张)

1.分型面应设在铸件最大截面处，以保证模样从型腔中顺利取出
2.应使造型工艺简化 ★应尽量使分型面平直，以简化模具制造及造型工艺，避免挖砂造型
★尽可能减少铸件的分型面，尽量做到只有一个分型面
★应使型芯和活块数量尽量减少。
3.应使铸件全部或大部放在同一砂箱。
4.应尽量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、合型及检验。
根据零件图及其相关要求，编制出一个铸件生产工艺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生产工艺过程加以科学地规定。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。
二、铸造工艺设计的内容
合金为0.8～1.2%，锡青铜为1.2～1.4%。
第三节砂芯设计
一、型芯的作用形成铸件的内腔、孔洞和形状复杂阻碍起模部分的外形。
二.型芯的数量及分块 ★型芯的数量取决于铸件的形状 ★大型复杂型芯根据需要分块制作
三.型芯的形式常用的型芯有水平型芯、垂直型芯、
500～800
顶面 5.0～7.0 底、侧面 4.0～5.0
800～1250
顶面底、侧面
6.0～7.0 4.0～5.5
50～120
4.0～4.5 3.0～3.5
4.5～5.0 3.5～4.0
5.0～6.0 4.0～4.5
6.0～7.0 4.5～5.0
6.5～7.5 5.0～5.5
加工面与基准面的距离(mm) 120～260 260～500 500～800
四、铸造工艺方案
概括说明铸造生产的基本过程和方法的工艺文献，包括造型和造芯方法、铸型种类、浇注位置和分型面的确定等。

最新1.3铸造工艺设计课件教学讲义ppt

✓指合金液能充满型腔的最小厚度，小于最小壁厚易产生浇不足、冷隔等缺陷。
✓铸件最小壁厚与合金种类、铸件尺寸等因素有关。
19
1.3 铸造工艺设计铸件壁厚不易过厚 ✓ 过大的壁厚会引起铸件晶粒粗大，强度下降，
产生缩孔、缩松等缺陷
20
1.3 铸造工艺设计 ➢2、铸件壁厚尽量均匀 ✓壁厚不均易产生缩孔和缩松，内应力和变形、开裂等缺陷。
30
1.3 铸造工艺设计
❖ 浇注位置选择原则 ➢ 重要面朝下 ➢ 大平面朝下 ➢ 薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 ➢ 厚大部分朝上或侧面 ➢ 型芯少而稳定
31
1.3 铸造工艺设计 ➢ 重要面朝下 ✓ 铸件上部易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，且晶
粒较粗大。重要加工面应朝下或位于侧面；重要加工面有数个时，应将较大的平面朝下。
➢ 选择浇注系统类型。 ➢ 确定内交道在铸件上的位置、数目和金属液引入方
向。 ➢ 决定直浇道的位置和高度。 ➢ 计算浇注时间并核算金属上升速度。 ➢ 计算阻流截面积S阻。 ➢ 确定浇口比并计算各组员截面积。 ➢ 绘出浇注系统图。
42
1.3 铸造工艺设计 2.铸件分型面的选择 ✓ 指上、下、左、右砂型间的接触面，应能在保
简化内腔自带型芯
13
1.3 铸造工艺设计
框形与肋板结构
肋板与框架立体图
14
✓ 型芯在铸型中应支撑牢固
1.3 铸造工艺设计
内腔是否连通立体图内腔连通不连通零件图
内腔连通不连通型芯放置
15
1.3 铸造工艺设计
✓ 增加型芯头或工艺孔，以固定型芯，同时便于型芯固排清
封闭内腔立体图
封闭内腔零件图封闭内腔型芯无法取出
➢ 浇口杯 ➢ 直浇道 ➢ 横浇道 ➢ 内浇道

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➢ 铸造合金收缩率的大小，随铸造合金种类、成分及铸件的尺寸和结构的不同而改变。通常灰铸铁的收缩率为 0.7～1.0%；铸钢的为1.5～2.0%；有色合金的为1.0～ 1.5%。
拔模斜度---为便于起模，凡垂直于分型面的立壁在制造模型时必需留拔模斜度。
➢ 造型和制芯时，为了很方便地把模型从铸型中或芯子从芯盒中取出，在起模方向上做出一定的斜度。
轮形铸件在批量不大的生产条件下，多采用三箱造型；但在大批量生产条件下，采用机器造型时，需采用环状型芯。
避免使用活块
未延伸凸台
延伸凸台
如图(a)所示凸台均妨碍起模，必须采用活块或增
加型芯来克服。改成图(b)的结构避免了活块和砂芯，
起摸方便，简化造型。
1.3.2 铸造工艺参数确定
机械加工余量---应根据生产批量、合金种类、铸件尺寸、加工面的位置、浇注位置等确定。
2）铸型分型面的选择:
分型面为两半铸型相互接触面。分型面选择是否合理，对铸件的质量影响很大。选择不当还将使制模、造型、造芯、合型、清理、甚至切削加工等工序复杂化。分型面的选择应在保证铸件质量的前提下，使造型工艺尽量简化。
分型面选择原则:
(1) 尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以 (2) 保证铸件的精度； (2) 尽量使铸件的加工面和加工基准处于同一砂箱； (3)(3) 尽量减少分型面的数量，分型面应尽量平直； (4) 分型面的选择应尽量减少型芯和活块的数量，以 (5) 简化制模、造型等工序。 (5) 尽量使型腔及主要型芯位于下型。 (6) 为了便于起模，分型面应选在铸件的最大截面。
部的致密。
卷扬筒
主要加工面为外圆柱面，采用立式浇注，卷筒的全部圆周表面位于侧位。
大平面浇注位置
充型过程中，灼热的金属液会对砂型上表面有强烈的热辐射作用，使该表面的型砂拱起或开裂，导致金属液钻进裂缝处，这将使铸件的该表面产生夹砂缺陷。
箱盖的浇注位置比较
图 (b)所示的箱盖铸件，薄壁部分置于铸型上部，易产生浇不足、冷隔等缺陷。改置于图(a)所示位置后，薄壁部分置于铸型下部，可避免出现上述缺陷。
最小铸出孔及槽---铸件的孔、槽是否铸出，应从工艺、质量及经济上考虑。较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，同时也可减小铸件上的热节；孔、槽较小而壁较厚，则不易铸出，直接加工。
实例分析
支座
方案Ⅱ 沿底面分型，铸件全部在下箱，不会产生错箱，铸件易清理。但轴孔内凸台必须采用活块或下芯且轴孔难以铸出。
零件的结构应符合铸造生产的要求；易于保证铸件品质，简化铸造工艺工程、降低成本。
1.4.1 合金铸造性能对铸件结构的要求（一）铸件壁的设计
（1）铸件应有合理的壁厚；（2）铸件的壁厚应尽可能的均匀；（3）按顺序凝固原则设计铸件结构
➢ 铸件的尺寸愈大或加工面与基准面间的距离愈大，由于铸件尺寸误差增大，机械加工余量也随之加大；
➢ 由于铸件的上表面比其底面和侧面更易产生缺陷，故加工余量应比底面和侧面的大。
收缩余量---按合金收缩率放大模样尺寸。
➢ 在制造模型或芯盒时，应根据铸造合金收缩率的大小，将模型或芯盒放大，以保证该合金的铸件冷却至室温时能符合尺寸要求。
➢ 拔模斜度的大小取决于该垂直壁的高度、造型方法及表面粗糙度等因素。
➢ 随垂直壁高度的增加，其拔模斜度应减小；机器造型的拔模斜度较手工造型的小；外壁的拔模斜度也小于内壁的。
拔模斜度---为便于起模，凡垂直于分型面的立壁在制造模型时必需留拔模斜度。
型芯头---型芯端头的延伸部位，芯头须留有一定斜度。
铸件的重要加工面或主要的工作面应朝下或位于侧面；
铸件的大平面应朝下；面积较大的薄壁部分置于铸型下部或侧面；铸件易产生缩孔的厚大部分应放在上部或
侧面，便于安放冒口，使铸件自下而上顺序凝固。
在液体浇注过
程中，其中的
车床
气体和熔渣往Βιβλιοθήκη 床上浮；身
由于静压力较
小，使铸件上
部组织不如下
图中机床床身导轨是主要工作面，浇注时应朝下。
方
法
铸型分型面选择
绘分型面的选择
图
要浇注位置画法(上和下)
领
工艺参数定性给出即可
2）典型零件工艺分析
5o
ø50
+4
上
下
+3
+3 +3
10 30
ø66
+3
非加工表面拔摸斜度30 ’~1o
2o
铸造圆角R3~5
收缩率1%
支座
支座铸造工艺图
1.4 铸件结构工艺性
铸件的结构工艺性是指所设计的零件采用铸造方法生产的方便性，即是否容易铸造。
床身铸件的分型方案
应尽量减少分型面的数量
铸件图所示的三通铸件其内腔必须采用一个T字型芯来形成；
当中心线ab呈垂直时，铸型必须有三个分型面；
当中心线cd呈垂直时，铸型有两个分型面，
当中心线ab与cd都呈水平位置时，铸型只有一个分型面。
分型面应尽量平直
图为起重臂分型面的选择，按图 (a)分型，必须采用挖砂造型；采用图(b)方案分开，可采用分模造型，使造型工艺简化。
1.3 铸造工艺设计与结构设计
铸造工艺设计是根据铸件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制工艺图，编制工艺卡和工艺规程等。
铸造工艺设计包括：
铸件的浇注位置铸型分型面铸造工艺参数
…
1.3.1 浇注位置与分型面
1）浇注位置的选择浇注位置——浇注时铸件在铸型中的空间位置。
➢ 铸件的机械加工余量是指为进行机械加工而增大的尺寸。零件图上所有标注粗糙度符号的表面均需机械加工，均应标注机械加工余量。
➢ 铸钢件表面粗糙、变形较大，其加工余量应比铸铁件大； ➢ 有色合金铸件表面较光洁、平整，其加工余量要小些； ➢ 铸铁件中灰铸铁件的加工余量较可锻铸铁和球墨铸铁的要
小。
➢ 机械造型的铸件比手工造型的精度高，故加工余量要小些；
方案Ⅰ 沿底版中心分型。轴孔下芯方便，但底版上四个凸台必须采用活块且铸件在上、下箱各半。
1.3.2 铸造工艺简图绘制
铸造工艺图---是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案和工艺参数的图形
1）常用铸造工艺符号及表示方法
首先要考虑这个零件有几种可能的分型方案
绘
制
对浇注位置的选择