材料成形工艺第五六章铸造工艺工装设计

材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。

本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。

通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。

为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。

二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。

2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。

3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。

第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。

2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。

3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。

第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。

3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。

第六章 铸造工艺装备设计第一节 概 述铸造工艺装备是造型、制芯和合箱过程中所使用的模具和装置的总称，其内容见教材表 6­1。

第二节 模样设计一、材质的选择1．木模适用于单件、小批量生产的各种铸件。

2．金属模样常用的金属为：适用于大量、成批生产的各种铸件。

3．聚苯乙烯泡沫塑料模（消失模）用于实型造型法、磁丸造型的中、小铸件和单件生产的中、大型铸钢件。

二、金属模样的结构设计1．模样本体结构类型平装式结构简单，容易加工，最常用。

嵌入式在特殊条件下应用，如模样部分表面凹入分型面以 下（图 6­2a）；分型面以上模样过薄，加工、固定困难（图 6­2b）；分型面通过模样圆角（图6­2c）；很 小的模样（图 6­2d）而方便于加工、定位和固定等。

选定模样结构后，即可依铸造工艺图确定模样的外形。

图 6-2 嵌入式模样1－模样 2－底板2．壁厚及加强筋应尽量减轻模样的质量。

除了薄小模样（小于 50 ㎜×50 ㎜或高度低于 30 ㎜）以外，都应制成空 心结构。

平均轮廓尺寸大于 150 ㎜的模样，内部设加强筋。

3．固定和定位孔模样在模底板上的固定，可用螺钉或螺栓，用定位销定位。

模样上钻通孔，螺钉穿过模样与模底 板固定，称为上固定法，如图 6­4a 。

优点有：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便；缺点是：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孔坑。

模底板上钻通孔，模样上攻螺纹孔的 固定方法称下固定法，如图 6­4b 。

优点是模样工作表面不受损害；缺点是确定螺孔位置要避开模底板 底部之筋条，还要让出扳手空间，安装不甚方便。

下固定法用于模样高大且四周没有低矮的凸边可以利 用的条件下。

定位销孔的位置应选在模样上矮而平的部位，两孔间距尽量远。

每块模样上至少应设 2 个。

图6-4 模样的固定和定位a ）上固定法b ）下固定法1－模样 2－模底板 3－螺钉 4－定位销4．模样（芯盒）的尺寸标注模样（芯盒）的尺寸有两类：一类是与铸件有关的尺寸；另一类为非关联尺寸，如芯头长度等。

铸造工艺及工装设计课程设计任务书
1，用CAD绘制符合国家制图标准的铸件零件二维三视图（零件图就是第4次作业绘制的铸件图），经过指导老师检查合格打印出图，图纸采用A0图幅;（12月16日至17日，2天）；
2、在A0铸件图样上用红蓝铅笔做铸造工艺设计，包括分型面、加工余量、分型（芯）负数、拔模斜度、铸造体（线）收缩率、补正量、冷铁，浇注系统设计、冒口设计、砂芯设计、工艺说明等；必须设计3种分型方案，从中选取一种合适的方案做铸造工艺设计，设计中冒口及浇注系统等设计须有详细的计算过程和计算依据；（12月18日至23日，6天）
3、铸造工艺图设计完成后，根据铸造工艺图设计金属模板装配图、金属芯盒装配图（中等难度砂芯），用A2图幅打印出图；（12月24日至29日，6天）
4、撰写铸造工艺及工装设计说明书，说明书必须是打印文件；（12月30日至元月3日，5天）
5、答辩。

（元月4日至元月5日，2天）
注：1）做课程设计时间包括星期六和星期天。

2）提前完成的同学经指导老师检查认可后，可以申请提前答辩，
提前答辩时间安排在12月29日至31日其中的一天。

3）本次课程设计时间及进程安排不受学校提前放假日期的影响，
完全按学校制定的原教学计划执行。

砂型铸造工艺及工装设计一、工艺流程设计砂型铸造的工艺流程设计是整个工艺的基础，包括以下步骤：设计铸造模具：根据产品需求和工艺要求，设计铸造模具的结构和尺寸。

制作砂型：根据模具和产品需求，制作符合要求的砂型。

浇注：将熔融的金属液体注入砂型，填充模具的型腔。

冷却：让金属液体冷却凝固，形成铸件。

脱模：将凝固的铸件从砂型中脱出，完成整个铸造过程。

二、铸造模具设计铸造模具的设计是整个工艺的核心，直接影响产品的质量和工艺的效率。

设计时需考虑以下几点：模具材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择合适的模具材料。

模具结构确定：根据产品形状和尺寸，设计模具的结构和形状。

模具尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定模具的尺寸精度。

浇口设计：浇口是金属液体注入模具的通道，设计时需考虑浇口的尺寸、位置和形式。

排气口设计：排气口是排除模具内的空气和挥发物的通道，设计时需考虑排气口的位置和大小。

三、砂型制作工艺设计砂型制作是整个工艺的重要环节，其质量直接影响产品的质量和工艺的效率。

设计时需考虑以下几点：砂型材料选择：选择符合要求的砂型材料，如黄沙、石英砂等。

砂型紧实度控制：控制砂型的紧实度，以保证砂型的强度和稳定性。

砂型透气性控制：控制砂型的透气性，以保证浇注过程中金属液体能够顺利填充模具的型腔。

砂型表面处理：对砂型的表面进行处理，以提高产品的表面质量。

四、浇注系统设计浇注系统是金属液体注入模具的通道，其设计直接影响到金属液体的流动和填充效果。

设计时需考虑以下几点：浇注系统结构形式：根据产品要求和工艺条件，选择合适的浇注系统结构形式。

浇注系统尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定浇注系统的尺寸精度。

浇注速度控制：控制浇注速度，以保证金属液体能够平稳、充足地填充模具的型腔。

浇口位置选择：根据产品形状和模具结构，选择合适的浇口位置。

溢流槽设计：溢流槽是收集多余金属液体的结构，设计时需考虑溢流槽的位置和大小。

过滤网设置：过滤网是过滤金属液体中的杂质和气泡的结构，设计时需考虑过滤网的形式和材料。