砂型铸造工艺设计概述

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。
大量生产，上限用于单件小批生产
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批生产
最小铸孔
最小铸出孔直径
灰口铸铁件
12～15 15～30 30～50
铸钢件
－ 30～50
50
注：对于零件上不要求加工的孔槽，无论大小均应铸出
二、起模斜度 为了起模方便又不损坏砂型，凡垂直于分型面的壁上须 留有斜度。
起模斜度的形式
三、铸造圆角
铸件上相邻两壁之间的交角，应做出 铸造圆角，防止在尖角处产生冲砂及裂纹 等缺陷。圆角半径一般为相交两壁平均厚 度的1/3～1/2
四、收缩率
铸件由于凝固、冷却后的体积收缩，其各部分尺寸均小 于模样尺寸。为保证铸件尺寸要求，需在模样(芯盒)上加大 一个收缩的尺寸。加大的这部分尺寸称收缩量，一般根据铸 造收缩率来定。铸造收缩率定义如下：
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
对于要求比较高的单件生产的重要铸件和大量生产的铸件，除要 详细绘制铸造工艺图，填写工艺卡以外，还应绘制铸件图、铸型装配 图以及大量的工装图，如模样图、模板图、砂箱图、芯合图、下芯夹 具图，检验样板及量具图等。
三、铸造工艺设计的一般步骤
1.对零件图纸进行审核和进行铸造工艺性分析 2.选择铸造方法 3.确定铸造工艺方案 4.绘制铸造工艺图 5.绘制铸件图 6.填写铸造工艺卡和绘制铸型装配图 7.绘制各种铸造工艺装备图纸
上
下
上
②
下
①
第二节 铸造工艺参数的确定
一、机械加工余量和最小铸孔
灰铸铁的机械加工余量
铸件最大 尺寸 (㎜)
浇注时 位置
<50
<120
顶面 3.5～4.5 底、侧面 2.5～3.5
120～260
顶面 4.0～5.0 底、侧面 3.0～4.0
260～500
顶面 4.5～6.0 底、侧面 3.5～4.5
K＝[(L模－L件)/L件]×100% 式中： K为铸造收缩率；L模为模样尺寸；L件为铸件尺寸。
铸造收缩率主要取决于合金的种类，同时与铸件的结构、 大小、壁厚及收缩时受阻碍情况有关。对于一些要求较高的 铸件，如果收缩率选择不当，将影响铸件尺寸精度，使某些 部位偏移，影响切削加工和装配。
通常灰铸铁为0.7～1.0%，铸造碳钢为1.3～2.0%，铝硅
铸造工艺设计包括以下几种主要技术文件：
1.铸造工艺图
5.模样图
2.铸造工艺卡
6.芯合图
3.铸型装配图
7.砂箱图
4.铸件图
8.模板图
由于每个铸件的生产任务和要求不同，生产条件不同，因此，铸
造工艺设计的内容也不同。
对于不太重要的单件小批量生产的铸件，铸造工艺设计比较简单。 一般选用手工造型，只限于绘制铸造工艺图和填写有关工艺卡，即可 投入生产
3. 铸件大面积的薄壁部分放在铸型的下部或垂直、倾斜。 原因：这样能增加薄壁处金属液的压强，提高金属液
的流动性，防止薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷。
4.易产生缩孔的构件，应使厚截面位于分型面附近的上部或侧面
原因：便于安放冒口，实现定向凝固，进行补缩。
二、铸型分型面的选择 原则：在保证质量的前提下，尽量简化工艺
5.0～5.5 4.0～4.5
6.0～7.0 4.5～5.0
6.5～7.0 4.5～5.5
7.0～8.0 5.0～6.0
6.5～7.0 5.0～6.0
7.0～8.0 5.0～6.0
7.5～8.0 5.5～6.0
7.5～9.0 6.5～7.0
8.0～9.0 5.5～7.0
800～1250
8.5～10 6.5～7.5
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。
第四章 砂型铸造工艺
教学目的
1.了解砂型铸造工艺设计有关知识。 2.掌握浇注位置、分型面选择；铸造工艺参数确定；型
芯设计；浇冒系统等有关知识。 3.学会绘制简单铸件的铸造工艺图。
教学重点
1.浇注位置、分型面选择。 2.铸造工艺参数确定。
教学难点: 型芯及浇冒系统设计 计划学时：1学时
概述
一、铸造工艺设计的概念
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、
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。
第一节 浇注位置与分型面的选择
浇注位置：浇注时铸件在砂型中所处的空间位置。 分型面：铸型组元间的结合面
一、浇注位置的选择原则
原则：主要考虑铸件质量 1.铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面
原因：铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等 缺陷，组织也不如下表面致密。
2.铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注
原因：铸型的上表面除了容易产生砂眼、气孔、 夹渣外，大平面还极易产生夹砂缺陷。这是由于在 浇注过程中，高温的液态金属对型腔上表面有强烈 的热辐射，型砂因急剧膨胀和强度下降而拱起或开 裂。拱起处或裂口浸入金属液中，形成夹砂缺陷。 同时铸件的大平面朝下，也有利于排气，减小金属 液对铸型的冲刷力。