砂芯设计及铸造工艺设计参数

从下图中选取一个零件进行铸造工艺设计。

（1）端盖，材料为HT150，机器造型，大批量生产; （2）底座，大批量生产，承受中等静载荷；端盖阀盖比例1:2铸造工艺课程设计指导书§1设计目的与要求1．通过课程设计巩固和加深铸造工艺课及其它有关基础课和技术基础课的知识；2．通过课程设计能较系统的掌握铸造工艺及工艺工装的设计方法，锻炼运用铸造工艺手册及其它技术资料的基本技能，以达到培养学生分析和解决铸造生产实际问题的能力；3．通过课程设计使学生进一步提高图纸、文字表达能力；4．为今后工作打下基础。

§2设计任务学生要在规定的时间（三周）内，必须完成一个中等复杂程度的零件，采用机器造型的主要铸造技术文件汇（编）制工作。

具体任务包括：1．铸造工艺图一张2．模板装配图一张3．芯盒装配图一张4．铸型装配图一张5．铸造工艺卡一张6．设计说明书一份§3设计内容和步骤铸造工艺课程设计总的程序是：根据已下达的课题任务－零件图进行详细的工艺分析后，绘制出铸造工艺图。

然后以工艺图为依据，设计出模板图和芯盒图，然后再绘制铸型装配图（合箱图），最后编写设计说明书和工艺卡。

§3.1按设计步骤分别介绍各项主要内容与注意事项：§3.1.1首先了解和熟悉铸造零件图纸通过阅读图纸，应着重了解以下各点：1．了解铸造零件的结构形状及各投影间的关系，建立零件形状的明确完整的立体概念，以保证工艺设计及各项设计制图工作的顺利进行；2．弄清零件图的各项尺寸，并着重记录铸造零件的重量，主要壁厚及最大壁厚，零件最大尺寸（长宽高轮廓尺寸），以供工艺设计使用；3．零件各项公差要求，零件加工位置及零件各项加工要求（包括边面光洁度），并对加工方法做初步了解；4．零件材质及性能要求，以及图纸上指出的各项特殊技术要求。

§3.1.2了解和分析铸造零件在机器中的位置和作用进一步了解其负载情况及其工作条件，如了解零件所受载荷性质（静载荷，交变载荷，冲击载荷等）和载荷大小，并对受力情况做初步了解。

课堂讨论 图3-2-26
1．应使铸件全部或大部分置于同一半型内
图2-15 轮毂分型方案
2．应尽可能减少分型面数目 铸件的分型面少，铸件精度容易保ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，且砂箱数目 少
图2-16 确定分型面数目的实例
3．平直分型面和曲折分型面的选择 尽可能选择平直分型面以简化工装结构及
其制造、加工工序和造型操作
图2-17 摇臂铸件的分型面
最小壁厚/㎜
高温合金
铝合金
0.6~1.0
1.5~2.0
0.8~1.5
2.0~2.5
1.0~2.0
2.5~3.0
—
3.0~3.5
—
3.5~4.0
铸件尺寸㎜
50×50 100×100 225×225
金属型铸造时铸件的最小壁厚
铝硅合 金
最小壁厚/㎜
铝镁合金、镁合 铜合金 金
灰铸铁
2.2
3
2.5
3
2.5
3
3
（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板结构
改进妨碍起模的铸件结构 a）不合理 b）合理
教材220面,学生看,老师提问
（2）尽量取消铸件外表侧凹
图2-6 外壁内凹的框形件 a）不合理 b）合理
（3）有利于砂芯的固定和排气 (4) 减少或简化分型面(P221)
轴承架铸件
P222
（5）便于铸件的清理 (P222,图3-2-15) （6）简化模具制造 (P222,图3-2-16)
原则：
铸件精度和生产批量 吃砂量要求 吃砂量的确定
吃砂量: 铸件表面所需要的的最小型砂厚度。
根据铸件大小、重量、厚度、种类以 及型砂的特性和砂箱的结构确定。
吃砂量过小 砂型紧实困难，易引起胀砂、包砂、掉砂、

于填砂，舂砂，安放芯骨和采取排气措施； ④ 砂芯烘干支撑面最好是平的——从分型面处分成两半砂
芯，烘后最粘合一起；同时烘芯板可通用； ⑤ 砂芯的分盒面应尽量与砂型的分型面一致——起芯与起
模斜度的大小方向一致，以保证砂芯和砂型之间形成的 壁厚均匀，减少披缝，同时有利于气体的排出； ⑥ 便于下芯、合型； ⑦ 设高度方向的分层砂芯——选择砂芯的划分面时，应力 求使同层砂芯组合后的上面为平面，以利于测量组装后 的砂芯尺寸； ⑧ 被分开的砂芯每段要有良好的定位条件； ⑨ 分芯时要考虑下芯的顺序不得产生干涉；
线收缩率(%) 自由收缩 0.9~1.1 0.8~1.0 0.7~0.9 0.8~1.0 0.6~0.8 0.9~1.1 1.5
受阻收缩 0.8~1.0 0.7~0.9 0.6~0.8 0.7~0.9 0.5 0.7~0.9 1.0
几种合金的线收缩率
合金种类
自由收缩 受阻收缩
球墨铸铁
1.0
0.8
白口铸铁 铸钢
9、工艺筋
是为了防止铸件产生裂纹或变形的一个附 加结构，获得铸件后一般都要去除。
工艺筋分为
割筋（收缩筋） 拉筋（加强筋）
第四讲 砂芯
1、砂芯的作用 2、砂芯的构成 3、砂芯的设计原则 4、砂芯的固定和定位 5、芯头间隙 6、芯撑和芯骨（略） 7、砂芯排气（略） 8、砂芯拼合
1、砂芯的作用
铸件的内腔
影响线收缩率的因素：
◆ 合金的种类，成分。（主要） ◆铸件的大小 ◆铸件结构复杂程度 ◆铸型种类 ◆型砂与芯砂的强度 ◆浇冒系统的结构与分布 ◆浇注温度 ◆砂箱箱带的形状和位置
几种合金的线收缩率
合金种类
灰铸铁 筒形铸件 孕育铸铁
中小铸件 大中铸件 特大铸件 长度方向 直径方向 HT250~HT300 HT350

砂芯铸造的工艺过程
砂芯铸造是一种常见的铸造工艺，它是通过在铸造前制造出砂芯，再在砂芯内注入液态金属，最后冷却凝固形成所需铸件的过程。

下面
将简要介绍砂芯铸造的工艺过程。

首先，选择合适的砂芯材料和适当的砂芯型腔。

根据铸件形状和
尺寸的不同，选择不同的砂芯型腔，并通过设计、调整和测试确认最
佳参数。

然后将选好的砂芯材料，如石英砂、石膏砂、水玻璃砂等，
经过制砂加工处理，得到均匀、致密、稳定的砂芯。

其次，制作砂芯。

将制好的砂芯材料放入砂芯模具中，通过振动、加压、模具开关等操作，将砂芯模具完整地填充好。

然后将砂芯模具
放在干燥室中，靠空气干燥或加热干燥，以使砂芯在模具中稳定形成。

在干燥过程中，还需注意控制温度、湿度、通风等条件，以保证砂芯
质量。

接下来，组装砂芯。

将制好的砂芯硬化后拆下，然后用砂芯粘合
剂或钢丝等连接多个砂芯。

将砂芯组合成一体，形成符合铸件形状的
整体砂芯，再将其放入砂箱内。

最后，注铸液态金属。

将整体砂芯放入铸造设备中，熔化黄铜、
铝合金、铸铁等铸造材料，注入砂芯内，待铸造材料冷却凝固后，拆
开砂芯，得到所需的造型，即铸件。

总之，砂芯铸造是一种将砂芯和铸造材料有机结合的铸造过程，
其优点是可制造出复杂形状、不易变形、表面光滑的铸件。

不过，由
于砂芯制作时间较长，成本较高，因此需要在实际应用中权衡成本与
生产效率。