铸造工艺设计及铸件结构工艺性
合集下载
铸件的结构设计
（a）直角连接 （b）圆角连接 图6-35 转角处的热节
（a）直角连接 （b）圆角连接 图6-36 金属结晶的方向性
2．避免锐角连接
如图6-37（a）所示，锐角连接会由于 内角散热条件差而增大热节，容易产生缩 孔、缩松等铸造缺陷。若两壁间的夹角小 于90°，则应采取过渡形式，如图6-37（b） 所示。
（b）改进后
图6-31 内腔的两种结构
2．便于砂芯固定、排气和铸件清理
如图6-32（a）所示，轴承架铸件的内腔需要采用两个砂芯，其中较 大的砂芯呈悬臂状，需用型芯撑支撑固定；如图6-32（b）所示，将轴承 架铸件的内腔改为整体砂芯，则砂芯的稳定性大大提高，并有利于排气。
（a）改进前
（b）改进后
图6-32 轴承架铸件
铸件中垂直于分型面的不 加工表面最好有结构斜度，以 便于起模或者便于用砂垛代替 砂芯。如图6-34（a）所示的铸 件结构设计不合理，对铸件的 结构斜度进行改进后的合理设 计如图6-34（b）所示。
（a）改进前
（b）改进后
图6-34 结构斜度的设计
二、合金铸造性能对铸件结构的要求
（一）铸件壁厚设计合理
工程材料及成形工艺
铸件的结构设计
一、铸造工艺对铸件结构的要求
铸件的结构设计不应只考虑对其结构性能的影响，还应有利于提高 铸件的工艺水平。所以铸件结构应尽可能使制模、造型、造芯、合箱和 清理过程简单化，防止产生废品，并为实现机械化生产创造条件。铸件 外形力求简单，铸件内腔设计合理是铸造工艺对铸件结构的主要要求。
为保证金属液充满铸型，避免浇不足、冷隔等缺陷的产生，铸件应当有合理 的壁厚。每种铸造合金都有其适宜的壁厚，选择得当，既能保证铸件力学性能， 又能防止铸造缺陷的产生。几种常用铸件在砂型铸造时的最小壁厚如表6-7所示。
第二章-铸造工艺方案的确定
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、
结构工艺性
在部件或机器装配图上，应根据机器的使用要求规定合适的装配技术要求。
第三节 毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合 理的结构。设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大 小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性 铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求， 便于铸造工艺过程顺利进 行，还能保证产品质量，如能简化铸造生产过程，减少铸造缺陷，节约金属材料，能降低成 本，及提高生产率，那所设计的铸件结构工艺性好。
从工艺过程分析，要造型、制芯方便，下芯、清理方便。应有如下要求：
1．外型应尽量简单
尽量简化外型、减少分型面，便于造型，只要能满足使用要求，不要复杂化（尽管复杂 形状也可铸造） ，以获得优质铸件。
2．铸件内腔合理设计
一般内腔要采用型芯， 这样会增加成本， 延长生产周期， 所以设计时如能直接铸出内腔 不要用型芯， 如非要用时， 应尽量避免悬臂型芯， 提高稳定性， 要做到便于下芯、 合箱安装、 固定及排气和清理。
注意起模方向
留有拔模斜度
将局部凸台连
成一体
可加长凸台面 积至分型面，避 免采用活块，或 不设凸台，锪平 即可
基本
要求
工艺性不好
%
'7
1
pj
r
去掉内凹处减
少铸造缺陷方
便制芯
制
芯
方 便
将箱形结构改 为肋骨形结构， 可省去型芯。但 强度和刚度变 差
将整体结构改 为组合结构简 化型芯形状保 证壁厚均匀
和 箱 下
3．铸件的结构斜度
垂直于分型面的不加工面要具有一定的结构斜度， 以便于起模。 对于不允许有结构斜度 的铸件应在模样上留出拔模斜度， 铸件愈高， 其斜度应相应减少， 以避免上下边绝对尺寸相 差过大。
第三节 毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合 理的结构。设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大 小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性 铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求， 便于铸造工艺过程顺利进 行，还能保证产品质量，如能简化铸造生产过程，减少铸造缺陷，节约金属材料，能降低成 本，及提高生产率，那所设计的铸件结构工艺性好。
从工艺过程分析，要造型、制芯方便，下芯、清理方便。应有如下要求：
1．外型应尽量简单
尽量简化外型、减少分型面，便于造型，只要能满足使用要求，不要复杂化（尽管复杂 形状也可铸造） ，以获得优质铸件。
2．铸件内腔合理设计
一般内腔要采用型芯， 这样会增加成本， 延长生产周期， 所以设计时如能直接铸出内腔 不要用型芯， 如非要用时， 应尽量避免悬臂型芯， 提高稳定性， 要做到便于下芯、 合箱安装、 固定及排气和清理。
注意起模方向
留有拔模斜度
将局部凸台连
成一体
可加长凸台面 积至分型面，避 免采用活块，或 不设凸台，锪平 即可
基本
要求
工艺性不好
%
'7
1
pj
r
去掉内凹处减
少铸造缺陷方
便制芯
制
芯
方 便
将箱形结构改 为肋骨形结构， 可省去型芯。但 强度和刚度变 差
将整体结构改 为组合结构简 化型芯形状保 证壁厚均匀
和 箱 下
3．铸件的结构斜度
垂直于分型面的不加工面要具有一定的结构斜度， 以便于起模。 对于不允许有结构斜度 的铸件应在模样上留出拔模斜度， 铸件愈高， 其斜度应相应减少， 以避免上下边绝对尺寸相 差过大。
铸造成型
热节 冷铁
冒口和冷铁
4. 缩孔和缩松 ➢ 缩孔和缩松的防止
（2）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺。
浇注位置的选择应服从定向凝固原则； 内浇道应开设在铸件的厚壁处或靠近冒口； 合理选择浇注温度和浇注速度，在不增加其
它缺陷的前提下，尽量降低浇注温度和浇注 速度。
定向凝固的缺点：
一是冒口浪费金属； 二是铸件内应力大，易于变形和开裂。
四、浇注系统
直接和型腔 相连的部分， 截面扁梯形
金属液体流入铸型型腔的通道。
漏斗 形 锥形
分配流向， 梯形截面
五、铸造工艺图的绘制
绘图要领
分型面的选择 浇注位置画法(上和下) 工艺参数定性给出即可
铸造工艺图中应标明的内容：
（1）铸件的浇注位置、分型面； （2）型芯的数量、形状、尺寸及固定方法 （3）机械加工余量、起模斜度和收缩率 （4）浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置等。
程
二、金属型铸造
金属型铸造特点（与砂型铸造相比）
铸型冷却速度快，铸件组织细密，力学性能好； 铸件质量稳定，加工余量小； 金属型可多次使用，提高生产率。 金属型不透气、无退让性、铸件冷却速度快，易
产生气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔等铸造缺陷。
应用
主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。
应用：适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。
7.2 砂型铸造工艺设计
设计要点
铸造工艺图的绘制
分型面的选择 工艺参数的确定
浇注位置的确定
概述：
质量要求很高的铸件,应 首先满足浇注位置的要求,
与浇口位置 的区别？
浇注时，铸 件在铸型中 所处的空间
位置。
一般铸件,以简化工艺、 降低成本为主，优先 考虑分型面 。
铸造工艺设计概论
01
对于粗而矮的砂芯，常可不用上芯头，这可使造型、合箱方便
02
对于等截面的或上下对称的砂芯，为下芯方便，上下芯头可用相同的高度合斜度。
03
决定芯头高度有以下几点值得注意：
芯头斜度 对垂直芯头，上下芯头都应设有斜度。
芯头间隙
压环、防压环和积砂槽
（二）芯头承压面积计算 芯头的承压面积应足够大，以保证在金属液最大浮力的作用下不超过铸型的许用压应力。 由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算铸型的许用压力即可。 芯头的承压面积S应满足下式
对于大平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液上升速度。
H值＝２００－４００毫米
应保证铸件能充满
具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。见图３－２－２３。
应有利于铸件的补缩 对于易产生收缩缺陷的铸件因优先考虑实现顺序凝固的条件
避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯合箱及检查
02
注意减轻铸件清理和机械加工量
01
为什么要设分型面？怎样选择分型面
02
浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？
03
怎样审查铸造零件图样？其意义何在？
思考题
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯。
砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排除型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂
砂芯形状适应造型、制芯方法
高速造型线限制下芯时间，常把若干个小砂芯组合成一个砂芯，以便节约下芯时间。
芯头：是指深出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分。
对于粗而矮的砂芯，常可不用上芯头，这可使造型、合箱方便
02
对于等截面的或上下对称的砂芯，为下芯方便，上下芯头可用相同的高度合斜度。
03
决定芯头高度有以下几点值得注意：
芯头斜度 对垂直芯头，上下芯头都应设有斜度。
芯头间隙
压环、防压环和积砂槽
（二）芯头承压面积计算 芯头的承压面积应足够大，以保证在金属液最大浮力的作用下不超过铸型的许用压应力。 由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算铸型的许用压力即可。 芯头的承压面积S应满足下式
对于大平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液上升速度。
H值＝２００－４００毫米
应保证铸件能充满
具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。见图３－２－２３。
应有利于铸件的补缩 对于易产生收缩缺陷的铸件因优先考虑实现顺序凝固的条件
避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯合箱及检查
02
注意减轻铸件清理和机械加工量
01
为什么要设分型面？怎样选择分型面
02
浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？
03
怎样审查铸造零件图样？其意义何在？
思考题
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯。
砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排除型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂
砂芯形状适应造型、制芯方法
高速造型线限制下芯时间，常把若干个小砂芯组合成一个砂芯，以便节约下芯时间。
芯头：是指深出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分。
压铸件结构工艺性
压铸件结构工艺性压铸件结构设计是压铸工作的第一步。
设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。
⑴、压铸件上应消除内侧凹，以保证压铸件从压型中顺利取出。
⑵、压力铸造可铸出细小的螺纹、孔、齿和文字等，但有一定的限制。
⑶、应尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。
由于压铸工艺的特点，金属浇注和冷却速度都很快，厚壁处不易得到补缩而形成缩孔、缩松。
压铸件适宜的壁厚：锌合金为1～4mm，铝合金为1.5～5mm，铜合金为2～5mm。
⑷、对于复杂而无法取芯的铸件或局部有特殊性能（如耐磨、导电、导磁和绝缘等）要求的铸件，可采用嵌铸法，把镶嵌件先放在压型内，然后和压铸件铸合在一起。
1、压铸件零件设计的注意事项⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容：a、即压力铸造对零件形状结构的要求；b、压铸件的工艺性能；c、压铸件的尺寸精度及表面要求；d、压铸件分型面的确定；压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面；⑵、压铸件的设计原则是：a、正确选择压铸件的材料；b、合理确定压铸件的尺寸精度；c、尽量使壁厚分布均匀；d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。
⑶、压铸件分类按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能（抗拉强度、伸长率、硬度）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。
在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。
压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。
第四章 铸件结构与工艺设计
第四章 铸件结构与工艺设计
铸件结构设计 砂型铸造工艺设计 铸造工艺设计实例
第一节 铸件结构设计
铸件结构不仅会直接影响到铸件的力学性 能、尺寸精度、重量要求和其它使用性能， 同时，对铸造生产过程也有很大影响。 所谓铸造工艺性良好的铸件结构，应该是 铸件的使用性能容易保证，生产过程及所 使用的工艺装备简单，生产成本低。 铸件结构要素与铸造合金的种类、铸件的 大小、铸造方法及生产条件密切相关。
（压铸）便于取出铸件的设计
熔模铸件平面上的工艺孔和工艺肋
2.铸件的组合设计 2.铸件的组合设计
因工艺的局限而无法整铸的结构，应采用组合设计。
铸钢底座的铸焊
组合床身铸件
a)砂型铸件改为b)组合压铸件 a)砂型铸件改为b)组合压铸件
第二节 砂型铸造工艺设计
1) 2) 3) 4)
砂型铸造工艺具体设计内容包括： 选择铸件的浇注位置和分型面； 确定工艺参数(机械加工余量、起模斜度、铸造圆 角、收缩量等)； 确定型芯的数量、芯头形状及尺寸； 确定浇冒口、冷铁等的形状、尺寸及在铸型中的 布置等。 然后将工艺设计的内容(工艺方案)用工艺符号或文 字在零件图上表示出来，即构成了铸造工艺图。
冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
第三节 铸造工艺设计实例
例1：支架零件铸造工艺设计
材料为HT200，单件、小批量生产工作时承受中等 静载荷，试进行铸造工艺设计。
1.零件结构分析： 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚，转角处未采用圆角。修改后的结 构如图b）所示。 选择铸造方法及造型方法： 2.选择铸造方法及造型方法： 3.选择浇注位置和分型面
铸件结构设计 砂型铸造工艺设计 铸造工艺设计实例
第一节 铸件结构设计
铸件结构不仅会直接影响到铸件的力学性 能、尺寸精度、重量要求和其它使用性能， 同时，对铸造生产过程也有很大影响。 所谓铸造工艺性良好的铸件结构，应该是 铸件的使用性能容易保证，生产过程及所 使用的工艺装备简单，生产成本低。 铸件结构要素与铸造合金的种类、铸件的 大小、铸造方法及生产条件密切相关。
（压铸）便于取出铸件的设计
熔模铸件平面上的工艺孔和工艺肋
2.铸件的组合设计 2.铸件的组合设计
因工艺的局限而无法整铸的结构，应采用组合设计。
铸钢底座的铸焊
组合床身铸件
a)砂型铸件改为b)组合压铸件 a)砂型铸件改为b)组合压铸件
第二节 砂型铸造工艺设计
1) 2) 3) 4)
砂型铸造工艺具体设计内容包括： 选择铸件的浇注位置和分型面； 确定工艺参数(机械加工余量、起模斜度、铸造圆 角、收缩量等)； 确定型芯的数量、芯头形状及尺寸； 确定浇冒口、冷铁等的形状、尺寸及在铸型中的 布置等。 然后将工艺设计的内容(工艺方案)用工艺符号或文 字在零件图上表示出来，即构成了铸造工艺图。
冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
第三节 铸造工艺设计实例
例1：支架零件铸造工艺设计
材料为HT200，单件、小批量生产工作时承受中等 静载荷，试进行铸造工艺设计。
1.零件结构分析： 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚，转角处未采用圆角。修改后的结 构如图b）所示。 选择铸造方法及造型方法： 2.选择铸造方法及造型方法： 3.选择浇注位置和分型面
铸造-铸件结构工艺性1
（3）可制成形状复杂的铸件最 小孔径为1.5mm，最小壁厚可达 0.7mm。
（4）工艺过程复杂。生产周期 长，铸件成本较高，铸件重量不 超过25kg。
应用：在汽车、拖拉机、汽轮机 仪表、刀具和武器等行业中都得 到广泛应用。
二、金属型铸造
1、定义：在重力下将金属液浇入金属铸 型中，以获得铸件的方法。 2、金属型的结构 如图所示（见金属型动画片） 3、金属型铸造的工艺特点
四、离心铸造
1、定义：将金属液浇入旋转的铸型中， 在离心力作用下，成形并凝固的铸造方法。 可用金属型，也可用砂型，适合铸造中空 铸件，又能铸造成形铸件。
2、离心铸造机：分为立式和卧式二大类， 如图所示。立式离心铸机的铸型绕垂直轴 旋转，生产高度小于直径的圆环类铸件 （注意有二个缺点：上薄下厚和内表面气 体及夹杂多）；卧式铸机绕水平轴旋转， 主要生产长度大于直径的管、套类铸件。
（1）金属型预热 （2）刷涂料 （3）浇注 （4）开型时间 4、金属型铸造的特点及应用范 围
金属型铸造的优点：
（1）铸型冷却快，组织致密，机械性 能高。
（2）铸件的精度和表面质量较高尺寸 公差为IT11-IT14,表面粗糙度Ra值可达 12.5～6.3μm。
（3）浇冒口尺寸较小节约金属。
（4）不用砂或少用砂，节约造型材料。
4、压力铸造的特点和应用范围
（1）铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度 最小，铸件可不经机械加工直接使用。
（2）铸件的强度和表面硬度都较高。因 为表层金属晶粒较细，组织致密。
（3）生产效率高，易于机械化和自动化。
压铸的缺点：
（1）高速液流会包住大量气体铸件表面 形成许多气孔故不能进行较多的切削加 工，以免气孔暴露出来。也不能进行热 处理，高温加热时，气孔内气体膨胀使 铸件表面鼓泡或变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
造型方法
机器造型比手 工造型小
模样材料
木模比金属模 斜度大
内外壁
内壁起模斜度 比外壁大
工艺参数的确定
起 模 斜 度 的 表 示
起 模 斜 度 的 获 得
工艺参数的确定
（4）铸造圆角
制造模样时，壁的连接和转角处要做成圆弧过渡
减少应力集中； 避免一些铸造缺陷
外圆角半径 2~8mm 内圆角半径 4~16mm
铸件结构设计
1.铸件外形的设计
尽量避免外部侧凹
铸造工艺
尽量使分型面为平面
凸台和筋条结构应便于造型和起模
垂直于分型面的不加工表面最好有结构斜度
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量避免外部侧凹
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量避免外部侧凹
合理
铸件结构设计
铸造工艺
上 下
上
下
不合理
尽量使分型面为平面
原则
不合理
合
理
确定浇注位置
上 下
原则
★ 易于产生缩孔、缩 松的铸件，应把厚大部 位放在上面或侧面，以
上 下
不 合 理
便于安放冒口进行补缩
合 理
确定浇注位置
原则
★ 应尽量减少型芯数量，且 便于安放、固定和排气
不 合 理
合 理
选择分型面
★ 便于起模，分型面一般选在铸件的最
大截面处
原则
★ 使造型工艺尽量简化 （分型面尽量平直；） （分型面的数量尽量少；） （尽量避免不必要的型芯、活块）
不合理
合理
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
1.铸件壁厚的设计
铸件的壁厚应合理：最 小壁厚与临界壁厚之间 铸件的壁厚应均匀
合金铸造性能
铸件壁的连接
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件的壁厚应均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件内壁厚应小于外壁
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
选择分型面
分型面应避免曲折， 尽量平直且为平面
原则
不 合 理
合
理
选择分型面
原则
分型面数量尽量 少，最好为一个
√
选择分型面
上
原则
★ 分型面的确定 应尽量与浇注位置 一致，并应尽量满
下
不 合 理
足浇注位置的要求
上
合 理
下
选择分型面
原则
★ 尽量使型腔的全 部或大部分置于同一
不 合 理
个砂型内，最好使加
支座铸造工艺简图
分型方案：
(3)方案Ⅲ 优缺点与方案Ⅱ类同，仅是将挖砂造型改用分模造 型或假箱造型，以适应不同的生产条件。
方案确定：
方案Ⅱ、Ⅲ的优点多于方案Ⅰ。但在不同生产批 量下，具体方案可选择如下：
支座铸造工艺简图
分型方案：
(1)单件、小批生产 由于轴孔直径较小、勿需铸出，而手工造型便于 进行挖砂和活块造型，此时依靠方案Ⅱ分型较为经济 合理。 (2)大批量生产 由于机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出 轴孔内凸台。同时，应采用方案Ⅲ从110 mm凹槽底面 分型，以降低模板制造费用。
图1
图2
2. 图2所示铸件在大批量生产时，其结构有何缺点？ 应如何改进（图示之）？
3. 在设计铸件壁厚时应注意什么？为什么要规定铸件的最 小壁厚？灰铸铁件壁厚过大或局部过薄会出现什么问题？
4. 图3所示，在保证尺寸H的前提下，如何使铸件的壁厚 尽量均匀（图示之）？
图3
机械加工余量：铸件为切削加工而加大的尺寸
铸孔
较大的孔和槽应铸出，以节 较小的孔和槽采用机械加工 的方法更经济
约金属，减少切削加工工时
工艺参数的确定
（3）起模斜度
铸件上垂直分型面的各个立壁应具有一定的斜度，以便于把模样
（或型芯）从砂型中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。
立壁高度
立壁愈高， 斜度愈小
工面与基准面位于下 型中 合 理
选择分型面
★ 尽量使型腔
及主要型芯位于 下型，以便造型、 下芯、合型和检 查型腔尺寸 机床支柱
原则
工艺参数的确定
（1）收缩余量
——由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸比型腔的尺 寸略为缩小，为保证铸件的尺寸，模样的尺寸比铸件图 纸尺寸增大的数值。
——放大该合金的一个线收缩量
不合理
铸件 的壁 厚应 均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件的壁厚应均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接 逐渐过渡
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
避免铸件收缩受阻
合理
铸件结构设计
设计步骤：62-63页
三、铸造工艺图的绘制
• 确定铸件的浇注位置 • 铸型分型面的选择
• 确定主要的工艺参数
• 铸造工艺简图的绘制
确定浇注位置
原则
★ 铸件的重要工作面或 主要加工面应朝下或位于 侧面
车床床身导轨
确定浇注位置
原则 不 合 理
★ 铸件上的大平面结构
应朝下 合 理
确定浇注位置
构 应 朝 下 或 呈 侧 立 状 态 ★ 铸 件 上 面 积 较 大 的 薄 壁 结
工艺参数的确定
（5）型芯头
——指型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只落入
芯座内，起到定位和支撑型芯及引导型芯中气体排 出的作用 ——芯头按在铸型中的位置：水平芯头和垂直芯头 ——芯头设计：芯头长度、芯头斜度和芯头间隙
工艺参数工艺图：在零件图上用各种工艺符号及参数表示
2.铸件加强筋的设计
合金铸造性能
筋的作用——增加铸件的刚度和强度，防止变形
减小铸件壁厚，防止产生缩孔、缩松
筋的设计——筋的厚度适当 筋的布局合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
避免铸件收缩受阻
合理
铸件结构设计
3.尽量减小铸件的收缩受阻
ε = ( L模 – L铸件) / L模×100%
——常用铸造合金的线收缩率 灰铸铁：0.7% ~ 1.0% 铸钢：1.6% ~ 2.0% 有色合金：1.0% ~ 1.5%
工艺参数的确定
（2）机械加工余量与铸孔
余量过大：将浪费 金属和机械加工工 时，增加零件成本
余量过小：达不 到加工要求，影 响产品质量
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
凸台和筋 条结构应 便于造型 和起模
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
凸台和筋 条结构应 便于造型 和起模
合理
铸件结构设计
铸造工艺
垂直于分 型面的不 加工表面 最好有结 构斜度
不合理
合理
铸件结构设计
铸造工艺
垂直于分 型面的不 加工表面 最好有结 构斜度
不合理
合理
铸造工艺
出铸造工艺方案的图纸。 其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、 形状、尺寸及固定方法，加工余量，收缩率，起模斜度，
浇注系统，冒口和冷铁的尺寸和布置等。
支座铸造工艺简图
支座铸造工艺简图
分型方案： (1)方案Ⅰ 优点：底面上110 mm凹槽容易铸出，轴孔下芯 方便，轴孔内凸台不妨碍起模。 缺点：底板上四个凸台必须采用活块，铸件易错 型，飞翅清理的工作量大。若采用木模，加强筋处 过薄，木模易损坏。 (2)方案Ⅱ 为铸出110 mm凹槽必须采用挖砂造型。 方案Ⅱ克服了方案Ⅰ的缺点，但轴孔内凸台妨碍 起模，必须采用两个活块或下型芯。当采用活块 造型时，φ30mm轴孔难以下芯。
第二章 铸 造
2.3节 砂型铸造工艺设计
一、设计依据
1.生产任务：铸造零件图样、零件的技术要求、 产品数量和生产期限。 2.生产条件：设备情况、原材料情况、工人技 术水平、工艺装备制造情况 3.考虑经济性
二、设计内容和程序
设计内容和程序：
绘制铸造工艺图、铸件图、铸型装配图和
编写工艺卡以及铸件生产工艺过程的技术文件。
铸件结构设计
铸件结构设计
2.铸件内腔的设计
尽量不用或少用型芯
铸造工艺
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量不用或少用型芯
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量不用或少用型芯
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
合理
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
铸造工艺
支座铸造工艺简图
方型芯的宽度大于底板，以便使上箱压住该型芯，防止浇 注时上浮。若轴孔需要铸出，采用组合型芯即可实现。
圆台座铸造工艺简图
圆台座 铸 造工艺简图
圆台座 铸 造工艺简图
第二章 铸造成形
2.4 铸件结构工艺性
铸件结构工艺性
• 铸造工艺对铸件结构的要求
• 合金铸造性能对铸件结构的要求
使铸件自由收缩 采用对称结构，防止变形
合金铸造性能
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
合理
避免铸件收缩受阻
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理