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砂型铸造工艺设计说明书
设计说明书题目:砂型铸造压工艺及模具设计年级、专业:姓名:学号:指导教师:完成时间:目录第一章、简介 (5)1.1.我国铸造技术发展现状 (5)1.2.我国铸造未来发展趋势 (5)第二章、铸造工艺方案的确定 (6)2.1.产品的生产条件、结构及技术要求 (6)2.2.零件铸造工艺性 (6)2.3.造型，造芯方法的选择 (7)2.4.浇注位置的确定 (8)2.5.分型面的确定 (9)2.6.砂箱中铸件数量及排列方式确定 (9)第三章、铸造工艺参数及砂芯设计 (11)3.1.工艺设计参数确定 (11)3.1.1.铸件尺寸公差 (11)3.1.2.机械加工余量 (11)3.1.3.铸造收缩率 (12)3.1.4.起模斜度 (12)3.1.5.最小铸出孔和槽 (12)3.1.6.铸件在砂型内的冷却时间 (13)3.1.7.铸件重量公差 (13)3.1.8.工艺补正量 (13)3.1.9.分型负数 (13)3.2.砂芯设计 (13)3.2.1.芯头的设计 (15)3.2.2.砂芯的定位结构 (16)3.2.3.芯骨设计 (17)3.2.4.砂芯的排气 (17)第四章、浇注系统及冒口、出气孔等设计 (18)4.1.浇注系统的设计 (18)4.1.1.选择浇注系统类型 (18)4.1.2.确定内浇道在铸件上的位置、数目、金属引入方向 (18)4.1.3.决定直浇道的位置和高度 (19)4.1.4计算浇注时间并核算金属上升速度 (20)4.1.5.计算阻流截面积 (20)4.1.6.计算直浇道截面积 (20)4.1.7.浇口窝的设计 (21)4.2.冒口的设计 (22)4.3.出气孔的设计 (22)第五章、铸造工艺装备设计 (23)5.1.模样的设计 (23)5.1.1.模样材料的选用 (23)5.1.2.金属模样尺寸的确定 (23)5.1.3.壁厚与加强筋的设计 (23)5.1.4.金属模样的技术要求 (23)5.1.5.金属模样的生产方法 (24)5.2.模板的设计 (24)5.2.1.模底板材料的选用 (24)5.2.2.模底板尺寸确定 (24)5.2.3.模底板与砂箱的定位 (24)5.3.芯盒的设计 (25)5.3.1.芯盒的类型和材质 (25)5.3.2.芯盒的结构设计 (25)5.4.砂箱的设计 (25)5.4.1.砂箱的材质及尺寸 (25)5.4.2.砂箱型壁尺寸及圆角尺寸 (25)5.4.3.砂箱排气孔尺寸 (26)第六章、砂型铸造设备选用 (27)6.1.造型工部设备选用 (27)6.2.制芯工部设备选用 (27)6.3.溶化工部设备选用 (27)6.4.砂处理工部设备选用 (27)6.5.清理工部设备选用 (27)总结 (28)参考文献 (29)第一章、简介1.1.我国铸造技术发展现状尽管近年来我国铸造行业取得迅速的发展,但仍然存在许多问题。
第四章砂型铸造工艺设计
第四章砂型铸造工艺设计1.引言砂型铸造是一种常见的金属成型工艺，广泛应用于各种金属件的生产。
本章将介绍砂型铸造工艺的设计过程，包括模具设计、砂型制备、铸造工艺参数的确定等。
2.模具设计模具设计是砂型铸造工艺的基础，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在模具设计中，需要考虑以下几个方面的因素：2.1铸件结构首先需要根据铸件的结构确定模具的形状和尺寸。
一般情况下，模具应该尽量符合铸件的外形，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
2.2浇注系统浇注系统是指从熔融金属到铸件腔室的流动路径。
浇注系统应该保证金属液能够均匀地填充整个铸件腔室，并避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，浇注系统包括浇口、浇杯、导流槽等。
2.3排气系统排气系统是指从砂型中排出空气和燃烧产物的通道。
排气系统应该保证空气能够顺利地从砂型中排出，避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，排气系统包括排气槽、排气孔等。
2.4垫块和芯垫块和芯是为了形成复杂形状的内部空间而使用的辅助构件。
垫块和芯应该和模具保持一定的间隙，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
3.砂型制备砂型制备是砂型铸造工艺的核心环节，直接影响到铸件的表面质量和尺寸精度。
在砂型制备中，需要注意以下几个方面的问题：3.1砂料的选择砂料的选择应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
一般情况下，砂料应该具有一定的粘结力和抗压强度，并且易于流动和散落。
3.2砂型的填充砂型的填充应该保证砂料能够均匀地填充整个模具腔室，并且能够与铸件的表面接触紧密。
填充过程中需要注意控制填充速度和压实度，避免产生气孔和夹杂物。
3.3砂型的硬化砂型的硬化是指将填充好的砂料固化成为坚硬的砂型。
硬化过程中需要注意控制硬化时间和硬化温度，避免产生裂纹和变形。
4.铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定是砂型铸造工艺的重要环节，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在确定铸造工艺参数时，需要考虑以下几个方面的因素：4.1浇注温度浇注温度应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
砂型铸造工艺与工装设计
详细描述
针对大型船用柴油机缸盖的工装设计，采用了高强度和刚性的材料，确保了工装的稳定性和精度。同 时，加强筋和支撑结构的设计提高了工装的耐久性和使用寿命，减少了维修和更换的频率。
实例四：复杂阀体的工装设计
总结词
结构紧凑、定位准确、操作简便
VS
详细描述
复杂阀体的工装设计采用了紧凑的结构布 局，减少了占地面积和制造成本。准确定 位和夹紧系统保证了阀体的加工精度和一 致性，提高了产品质量。同时，人性化的 操作界面和便捷的调整方式使得操作过程 简单易懂，降低了操作难度和培训成本。
砂型铸造工艺的应用范围
机械制造
砂型铸造广泛应用于机械制造领域，如汽车、船舶、 航空航天等。
农业机械
在农业机械领域，砂型铸造工艺用于生产各种农机具 和零部件。
五金工具
五金工具制造中，砂型铸造工艺用于生产各种刀具、 量具等。
砂型铸造工艺的历史与发展
历史
砂型铸造工艺起源于古代中国，随着技术的发展和进步，逐渐传播到世界各地 。
发展
现代砂型铸造工艺不断改进和创新，采用新型材料和工艺技术，提高了铸件质 量和生产效率。
02
CATALOGUE
砂型铸造工装设计基础
砂型铸造工装设计的原则
功能性原则
工装设计应满足铸造生产的功 能需求，确保能够实现预定的
铸造工艺过程。
标准化原则
工装设计应遵循标准化原则， 尽量采用标准化的零部件和材 料，以提高互换性和降低成本 。
实例二：汽车发动机缸体的工装设计
总结词
模块化、柔性、高精度
详细描述
汽车发动机缸体的工装设计采用了模块化结构，便于后期维护和升级。同时，柔性化的设计使得工装能够适应不 同型号的缸体生产，提高了设备的利用率。高精度的定位和测量系统确保了缸体的加工精度和产品质量。
某HT300主轴箱砂型铸造工艺设计
2020年第6期2020年12月!"设备与工艺FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY Dec.2020 N〇6•铸造工艺•doi:10.16666/ki.issnl004-6178.2020.06.007某H T300主轴箱砂型铸造工艺设计谭宇函，丁旭，黄放，彭和宜(贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025)摘要：以某HT300主轴箱为研究对象，分析该主轴箱的实际工作条件、材料特性、结构特点以及工艺要 求，对主轴箱进行砂型重力铸造工艺设计。
浇注位置将轴孔水平放置，分型面选择中间最大截面处，内浇口位置设置在铸件质量要求相对不高的厚大底座处，采用阶梯式浇注系统，并在成形轴孔部位的砂芯处安置管状芯骨进行排气，在主轴孔热节处放置冷铁，铸件浇注位置最高处设置出气孔，在保证轴孔质量的前提下，造型简单，提高了工艺出品率，有效降低生产成本。
关键词：砂型铸造;HT300主轴箱；工艺设计;数值模拟中图分类号:TG242 文献标识码:A 文章编号％ 1674-6694(2020)06-0025-05Design of Sand Casting Process for a HT300 Spindle BoxTAN Yu-han，DING Xu，HUANG Fang，PENG He-yi{School of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guiyang Guizhou 550025 $ China) Abstract:Taking a HT300 headstock as the research object，the actual working conditions，material characteristics，structural characteristics and process requirements of the headstock are analyzed，and the sand gravity casting process design of the headstock is carried out. Place the shaft hole horizontally at the pouring position，choose the largest section in the middle of the parting surface，set the inner gate at the thick base where the quality of the casting is relatively low，adopt a stepped pouring system，and form the sand core at the shaft hole Place a tubular core bone for exhaust，place a cold iron at the hot section of the main shaft hole，and set an air outlet at the highest point of the casting position. Under the premise of ensuring the quality of the shaft hole，the shape is simple，the process yield is improved，and the production cost is effectively reduced LKey words：sand casting，HT300 spindle box，technological design，numerical simulation主轴箱是各类机床承载刀头运转的主要零部 件，其对于机床的加工精度和平稳性，以及机床的强度起决定性的作用，尤其是轴孔、钳口、滑动导轨 面不能有任何铸造缺陷。
砂型铸造及铸造工艺设计
一、铸造生产的特点及其应用
结合教材，说出铸造的生产特点有哪些？主要应用在哪些地方？
生产特点： 1.可生产复杂形状的毛坯或者零件。（因为金属液体的流动性） 2.比较灵活。（铸件大小、重量及生产批量不受限制） 3.成本低，节省资源，材料利用率高。（铸型可批量制造，溶液状态下的金属） 4.质量不够稳定，废品率高。（工序多，投料多，控制不好出现）
应用：机床、汽车、拖拉机、动力机械等制造业中， 25%～80%的毛坯制造。
二、铸造生产一般工艺流程
浇将
金
从
入熔
属
铸
铸铸
凝
型
型型
固
中
铸金
冷
取
属
却
出
合格
清
理
去
除 浇
检
冒 口
验
及
毛
刺
不合格
砂型铸造简易流程图
三、铸型的构造及作用
三、铸型的构造及作用
铸型一般由上型、下型、型芯、浇注系统等几部分组成。
型芯的作用及形成
常见的型芯 水平型芯 垂直型芯 悬臂型芯 悬吊型芯 引申型芯 外型芯
型芯是砂型中的重要组成部分，在制造中空铸件或有妨碍 起模的凸台铸件时，往往要使用型芯。
四、砂型的制造
造型 方法
材料 性能
材料 分类
造型 方法
材料 性能
材料 分类
1.黏土砂：黏土砂是由砂、黏土、水和附加 物（煤粉、木屑等）按比例混合制成。 2.水玻璃： 3.油砂、合脂砂和树脂砂 4.树脂砂
砂型铸造及铸造工艺规程设计
授课班级：19级机电班 授课老师：廖复边
新课引入（问题引入）
回忆上一节课的看的视频，说出铸 造的基本过程是什么？
砂型铸造工艺设计
三、砂型铸造工艺设计简介1. 铸造工艺图(1)浇注位置的确定(2)分型面的确定 (3)工艺参数的确定 (4)铸造工艺图绘制举例本节其它知识点：铸件图铸造工艺设计铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图标和标注符号、编制工艺和工艺规程等。
它是进行生产、管理、铸件验收和经济核算的依据。
铸造工艺设计主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。
１.铸造工艺图铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷 铁、保温衬板）等内容的图样。
（１）浇注位置的确定浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。
由于浇注时气体、熔渣、砂粒等杂质会上浮，使铸件上部易出现气孔、夹渣、夹砂等缺陷，而铸件下部质量较好。
确定浇注位置应遵循“三下一上”的原则。
１）主要工作面和重要面应朝下或置于侧壁。
床身的导轨面要求组织致密，耐磨，所以导轨面朝下是合理的。
气缸套要求质量均匀一致，浇注时应使其圆周表面处于侧壁２）宽大平面朝下大平面长时间受到金属液的烘烤容易掉砂，在平面上易产生夹砂、砂眼、气孔等缺陷，故铸件的大平面应尽量朝下，如划线平台的平面应朝下。
３）薄壁面朝下铸件薄壁处铸型型腔窄，冷速快，充型能力差，容易出现浇不到和冷隔的缺陷。
如电机端盖薄壁部位朝下，避免冷隔、浇不到等缺陷。
４）厚壁朝上将厚大部分放于上部，可使金属液按自下而上的顺序凝固，在最后凝固部分便于采用冒口补缩，以防止缩孔的产生。
如将缸头的较厚部位置于顶部，便于设置冒口补缩。
１）尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中，以避免错型而造成尺寸偏差。
如左图所示：(a)不合理，铸件分别处于两个砂箱中。
(b)合理，铸件处于同一个砂箱中，既便于合型，又可避免错型。
２）尽可能使分型面为一平面。
如左图所示：(a)若采用俯视图弯曲对称面作为分型面，则需要采用挖砂或假箱造型，使铸造工艺复杂化。
(b)起重臂按图中所示分型面为一平面，可用分模造型、起模方便。
第三章 砂型铸造工艺
manufacturing process
机电工程学院 金工学部 陈光南
金属工艺学
绪论 一、概述 本课程是研究机械制造中的各种工 艺方法及相应的工艺基础知识， 艺方法及相应的工艺基础知识，是一门 实践性很强的培养工程人员的技术基础 课。
二、机械制造基本过程
产品设计
总体设计 零部件设计 决定功能 选材料 决定结构及 尺寸 绘出图纸
４．铸造收缩率 根据合金类型选择．（用红笔写到工艺说明 根据合金类型选择．（用红笔写到工艺说明 ．（ 中） ５．铸造圆角 除分型面和孔外， 除分型面和孔外，任意两壁的交角都应做成 圆角．（用红笔写到工艺说明中） ．（用红笔写到工艺说明中 圆角．（用红笔写到工艺说明中）
上
下 工艺说明
1.拔模斜度1°30’ 2.铸造收缩率1% 3.铸造圆角R3
四、型芯设计 型芯主要用来形成铸件内腔、 型芯主要用来形成铸件内腔、孔及外形不易 取模的部分。 取模的部分。 水平芯头：两芯头处在水平位置。 水平芯头：两芯头处在水平位置。上芯座和 芯头间留有间隙，防止压垮。 芯头间留有间隙，防止压垮。 垂直芯头：两芯头一上一下。 垂直芯头：两芯头一上一下。上芯头较短且 斜度较大，上芯座与上芯头留有间隙， 斜度较大，上芯座与上芯头留有间隙，防止合箱 时压垮砂。下芯头较长且斜度较小， 时压垮砂。下芯头较长且斜度较小，主要固定和 支撑整个型芯。 支撑整个型芯。 悬臂芯头：只有一个水平芯头。 悬臂芯头：只有一个水平芯头。型芯另一边 悬空，多用芯撑固定。 悬空，多用芯撑固定。 用蓝线画到零件图上。 用蓝线画到零件图上。
二、型砂性能对铸件质量的影响
强度不够→ 强度不够→垮砂 透气性不良→ 透气性不良→气孔 耐火性不高→ 耐火性不高→粘砂 退让性不好→裂纹 退让性不好→
《砂型铸造工艺设计》
整理课件
4、内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则
• ①应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面 冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。
• ②内浇道不应妨碍铸件收缩。如图4—16所示的圆环铸 件，其四个内浇道做成曲线形状，就不会阻碍铸件向中心 的收缩，避免了铸件的变形和裂纹。
• ③内浇道尽量不开设在铸件的重要部位。因内浇道附近 易局部过热而造成铸件晶粒粗大，并可能出现疏松，进而 影响铸件品质。
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(2) 分型面(中间)注入式浇注系统
内浇道开设在分型面上
优点：内浇道开设在分型面上，能方便地按需要进行布置， 有利于控制金属液的流量分布和铸型热量的分布。
应用：应用普遍，适用于中等质量、高度和壁厚的铸件。
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(3) 底注式浇注系统
内浇道开设在型腔底部
优点：金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯、飞溅和 氧化及由此引起的铸件缺陷；型内气体易于逐渐排出，整 个浇注系统充满较快，利于横浇道撇渣。 缺点：型腔底部金属液温度较高，而上部液面温度较低， 不利于冒口的补缩。
30～50 50
注： 若孔很深，孔径很小，一般不铸出； 不加工的特形孔，原则上应铸出； 非铁金属铸件上的孔，应尽量铸出。
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2．起模斜度
在造型和造芯时，为了顺利起模而不致损坏砂型和 砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度， 这个斜度称为起模斜度。
若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工 艺设计时给出铸件的起模斜度。
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注：L－冒口的相对长度（相对延续率） 沿铸件长度方向各个冒口根部长度的总和与铸件被补缩 部分长度之比的百分数。
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第四节 液态成形工艺设计实例
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46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生