Transcript 第八章铸造 - 《材料及热加工工艺》精品课程

材料及热加工工艺—第八章 铸造
第四节 铸件工艺的制定原则及结构工艺性
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材料及热加工工艺—第八章 铸造
一、铸件浇注位置及分型面的选择
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。
浇注位置不同，铸件质量不同：
一般下部质量比上部好。
铸件侧面周长方向质量均匀。
分型面是铸型砂箱间的结合面。
其位置合理与否不仅影响到铸件质量，还影响
到能否简化铸造工艺。
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1、确定浇注位置的原则
1）铸件的重要加工面或主要
工作面应处于底面或侧面。
避免出现气孔、砂眼、缩
孔、缩松等铸造缺陷。
锥齿轮铸件的浇注位置
汽缸的浇注位置
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1、确定浇注位置的原则
2）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇注
以避免产生夹砂、气孔等缺陷。
平板浇注时的位置
3）铸件的薄壁部分应放在铸型
的下部或侧面。
以免浇不到、冷隔等铸造缺陷。
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1、确定浇注位置的原则
4）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型
面的侧面，以便在铸件厚壁处直接安置
冒口，使之实现自下而上的定向凝固。
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2、确定分型面的原则
分型面一般应取在铸件的最大截面
上，否则难以取出模样。
选择分型面应考虑以下原则：
1）铸件尽可能放在一个砂箱内，或
将重要加工面和加工的基准面放在同
一砂箱中，以保证铸件的尺寸精度；
管子塞头分型方案
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2、确定分型面的原则
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2、确定分型面的原则
2）尽量减少分型面的数目，且为平直分型面；
起重臂的分型面
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2、确定分型面的原则
三通铸件的分型方案
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2、确定分型面的原则
3）应尽量减少型芯、活块的数量。
支架的分型方案
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2、确定分型面的原则
4）为利于下芯、合型和便于检查
通常把主要的型芯放在下型中；
机床立柱的分型面
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上述原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时
甚至互相矛盾。因此，必须主要矛盾，全面考虑，至
于次要矛盾，应从工艺措施上设法解决。
简单的说，确定应考虑的原则：
三个最少、三个尽量：
（1）分型面最少；（2）型芯最少；
（3）活块最少；（4）尽量使铸件放在一个砂箱内；
（5）尽量把主要型芯放在下半型；
（6）尽量选平直分型面。
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3、工艺参数的确定
（1）机械加工余量和最小铸出孔
【机械加工余量】是指铸件加工面上预留的、准备切
除的金属层厚度; 大小与铸件的精度要求、生产批量、
合金的种类、铸件的大小等有关。
较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约
金属材料，并可
减小铸件上的热
节；较小的孔则
不必铸出，用机
加工较经济。
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3、工艺参数的确定
（2）铸造收缩率
铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证
铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个的
收缩率。
灰铸铁件线收缩率一般为0.7-1.0%，球铁件一般为
0.8-1.3%，铸钢件一般为1.3-2.0%；
收缩受阻时取较小值；具体数据还需实践加以调整。
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3、工艺参数的确定
（3）拔模斜度
定义：凡垂直于分型面的立壁，
制造模样时必须留出一定的倾斜
度，此倾斜度称为起模斜度。
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3、工艺参数的确定
（4）型芯头的构造
芯头设计的好坏，对型芯的定
位、稳固、排气和从铸件中的
清理，起至关重要的作用。
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在确定浇注位置、分型面和各项工艺参数之后，再
经过浇注系统，冒口等的设计，即可按规定的工艺
符号或文字绘制铸造工艺图。
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二、浇注系统的类型与确定
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三、铸造工艺图举例
支座
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四、铸件结构工艺性
铸件结构设计，首先要保证铸件工作性能的要求，
同时须满足铸造工艺性的要求，避免铸造缺陷，
简化铸造工艺，降低铸造成本等。
评价铸件结构工艺性好坏，主要从两方面看：
1、铸造工艺对铸件结构的要求
2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（一）铸件的外形设计
1.铸件应避免外部侧凹以便于起模，减少分型面
端盖的设计
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（一）铸件的外形设计
2. 应尽量使分型面平直
平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；
同时，铸件的毛边少，便于清理。
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（一）铸件的外形设计
3.凸台和筋条结构不应妨碍起模
零件上凸台的设计
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（一）铸件的外形设计
4.垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度
造型时为便于起模，在
垂直于分型面的非加工
侧壁，一般应设计 1 -3°
的结构斜度。结构斜度
的大小随壁的高度增加
而减小；并且内壁的斜
度大于外壁的斜度。
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（
二
）
铸
件
内
腔
的
设
计
1. 应使铸件尽可能不用或少用型芯
悬臂支架
封闭结构
开式结构
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1、铸造工艺对铸件结构的要求
（
二
）
铸
件
内
腔
的
设
计
2．便于型芯的固定、排气和铸件清理
图 轴承架铸件
图 增设工艺孔结构
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
1）合理设计最小壁厚
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
2）壁厚应均匀
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壁厚均匀，使铸件的各部分具有相近的冷却速度。
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
3）铸件内表面及外表面转角的连接处要有结构圆角
a)不合理
a)不合理结构 b)合理结构
b) 合理
1—易产生热节处
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
4）铸件的壁间连接、交叉应合理
交错接头适用于中小型铸件；
环形接头适用于大型铸件；
铸件壁与壁之间应避
免锐角连接，以减小
热节和内应力。
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
5）厚壁与薄壁的连接应逐步过渡，以防止应力集中。
6）尽量避免过大的水平面
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
6）铸件结构应有利于自由收缩
如图轮辐为偶数、直线型，对于线收缩很大的合金，
会因应力过大而产生裂纹。改为奇数轮辐，或带孔辐
板和弯曲轮辐 ，可借轮辐和轮缘的微量变形来减少
应力，防止裂纹。
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2、合金的铸造性能对铸件结构的要求
8）铸件上易产生
变形或裂纹的部
位，设计加强筋
结构，可防止其
变形。
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