第二章 铸造工艺方案的确定
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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、
铸造工艺设计【精品课件】
a)
b)
阀体的内、外壁厚
a) b=a 不合理 b) b<a 合理
（四）铸造斜度
Ⅰ
为便于起模，简化铸造工艺，应在铸件非加工
避 免 缺
面上铸件壁的内、外两侧，沿起模方向设计适当 的斜度，即铸造斜度。为从芯盒中取出型芯的方 便，铸件上相应部位亦应有一定的铸造斜度。
陷
方
面
（五）铸件加强肋（筋）
加强肋（筋）可以在不显著增加甚至减轻铸件质（重） 量的情况下增加铸件的强度，防止铸件产生裂纹、变形、 缩孔等缺陷。
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
Ⅱ
（2）便于起模合理地设计凸台、肋（筋）、凹槽等， 以方便起模，减少砂型的损坏，保证件品质（质量）。
（3）简化分型面
简 1、尽量使铸型的分型面是一个平面；2、尽量减少分型 化 面的数量 铸 造 工 艺 方 面
Ⅱ
简 化 铸 造 工 艺 方 面
Ⅱ
简
化
铸
造
工
艺
第二，在既定的零件结构条件下．考 虑铸造过程中可能出现的主要缺陷， 在工艺设计中采取措施予以防止。
考察零件结构铸造工艺性的依据
Ⅰ铸件质量对零件结构的要求 Ⅱ铸造工艺对零件结构的要求 Ⅲ 材质方面
Ⅰ
铸 件 （一）铸件的壁厚应合理 质 量 在一定铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度称为该 方 铸造合金的最小壁厚。 面 最小壁厚的数值除与铸造合金的种类有关外，还与铸
方
面
a)
b)
设计铸件内腔肋时不得妨碍清砂
或削弱型芯强度
有利于清理铸件
去除不必要的圆角
Ⅲ
材 质 方 面
灰铸铁压力容器盖的结构 a) 压力容器盖内仅受拉应力 b) 压力容器盖内出现压应力，这样比较合理，
铸造工艺方案确定与工艺参数选择
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第一章 零件结构的铸造工艺性
第一章 零件结构的铸造工艺性
生产铸件，不仅需要采用先进合理的铸造工艺和设备，而且还要使零件结构本身符 合铸造生产的要求。这种对于铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性，称为铸件的“铸 造工艺性”。
三、铸件壁的过渡和连接
# ( 壁的连接形式 在铸件结构设计中经常碰到两个、三个甚至更多的壁相连接的情 况。它们形成了以下一些典型的连接形式：
（#）过渡连接：处于同一平面内的两个不同厚度壁的连接； （)）2 形连接：两壁呈直角相连接； （*）3 形连接：两壁呈锐角相连接； （+）4 形连接：两壁互相垂直连接； （!）5 形连接：三个壁呈 5 形连接； （1）6 形连接：三个壁呈 6 形连接； （$）7 形连接：两个壁或数个壁交叉连接。
五、铸件加强肋（筋）
加强肋（筋）可以在不显著增加甚至减轻铸件质（重）量的情况下增加铸件的强度，防 止铸件产生裂纹、变形、缩孔等缺陷。
设计加强肋（筋）时，应尽量减少与分散热节点、除此还应注意： （&）应用加强肋（筋）来提高铸件的载荷性能，防止铸造缺陷。如图 % $ & $ ’。 （"）加强肋（筋）的布置，应尽量减少热节点，如图 % $ & $ (。 （)）铸铁的抗压强度是抗拉强度的 ) * # 倍，因此，铸铁件的加强肋（筋）不应使其处 在拉应力状态下（图 % $ & $ (+），而应使其在承受压应力状态下工作（% $ & $ (,），镁合金 铸件也有此特点。 （#）设置肋（筋）时应不妨碍起模，不妨碍清砂，且不应削弱型芯强度，如图 % $ & $ && 和图 % $ & $ &"。 （%）加强肋（筋）的尺寸：一般按下列关系式确定加强肋（筋）的尺寸：
支座 铸造工艺课程设计
目录摘要第一章：零件简介1.1零件介绍 (2)1.2灰铸铁 (2)第二章：铸造工艺方案的确定 (3)2．1支座的生产条件、结构及技术要求 (3)2．2支座结构的铸造工艺性 (5)2. 3造型，造芯方法的选择 (6)2.4浇注位置的确定 (7)2. 5分型面的确定 (9)第三章：铸造工艺参数及砂芯设计 (10)3. 1 工艺设计参数确定 (10)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 (13)3.1.6铸件在砂型内的冷却时间 (14)3.1.7铸件重量公差 (14)3.1.8工艺补正量 (14)3.1.9分型负数 (14)3.1.10反变形量 (14)3.1.11非加工壁厚负余量 (14)3. 2砂芯设计 (15)3.2.1芯头的设计 (16)3.2.2砂芯的定位结构 (16)3.2.3压环、防压环和集砂槽芯头结构 (16)3.2.4芯骨设计 (16)3.2.5砂芯的排气 (16)3.2.6砂芯负数 (16)第四章：浇注系统及冒口、冷铁、出气孔等设计4.1浇注系 (17)4.1.1选择浇注系统类型 (17)4.1.2计算浇注时间并核算金属上升速度 (17)4.1.3计算阻流截面积 (17)4.1.4确定浇口比 (18)4.1.5计算内浇道截面积 (18)4.1.6计算横浇道截面积 (18)4.1.7计算直浇道截面积 (19)4.1.8浇口窝的设计 (20)4.1.9浇口杯的设计 (20)4.2冒口的设计 (20)4.3冷铁的设计.....................................................................................................21.4.4出气孔的设计 (21)第五章砂型铸造设备选用 (21)5.1 造型工部设备选用 (21)5.2 制芯工部设备选用 (21)5.3 清理工部设备选用 (21)设计心得 (22)参考文献 (22)1．1零件介绍支座是指用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。
第二章 铸造工艺方案的确定
砂芯按体粘结剂分类，分为粘土芯、水玻璃砂芯、 油脂砂芯、树脂砂芯和水泥砂芯
砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热 芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级 砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯
4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及
7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心
头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位
准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙
第二章 铸造工艺方案的确定
2.1 概述 1 砂型铸造工艺设计的概念
根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求 及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件。 2 砂型铸造工艺设计依据
1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程
1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构 工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位 置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参 数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注 系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛 坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱 图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规 程及工艺卡等技术文件
3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚 （2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡 和圆角 （3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面
砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热 芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级 砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯
4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及
7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心
头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位
准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙
第二章 铸造工艺方案的确定
2.1 概述 1 砂型铸造工艺设计的概念
根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求 及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件。 2 砂型铸造工艺设计依据
1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程
1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构 工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位 置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参 数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注 系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛 坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱 图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规 程及工艺卡等技术文件
3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚 （2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡 和圆角 （3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面
铸造工艺方案确定(精)
手工操作压型结构图 1-活接螺栓 2-蝶形螺母 3-上半 压型 4-注模料口 5-型芯销 6定位销 7-型腔 8-型芯 9-内浇 道 10-下半压型
铜合金铸件铸造技术 课程
工艺方案的确定
1.确定分型面 1）确定分型面的意义
正确地择分型面，是保証制模工艺正常进行和获得 优质熔模的先决条件；也是决定压型结构是否经济、 合理的基本条件。必须综合考虑各方面的要求和影响 因素，分析在铸件上不同部位分型，对熔模质量的影 响，以及压型结构的经济性和合理性。在保証熔模质 量的前提下，只有结构简单的压型才被认为是经济合 理的。只有合理的分型面，才能设计出合理的压型。
铜合金铸件铸造技术 课程
工艺方案的确定
1.确定分型面 2.基准面的选择 1）基准面选择的意义
2）基准面选择的原则
3）基准面选择实例
右图所示为前支架零件。基准面A与B用工艺符号标注于图中。这样的基 准面可使工艺基准与设计基准重合，先加工余量大的面，后加工余量小的 面，可保证最后加工面的余量足够，且A、B面平整、粗糙度小。（端面、 外圆为基准）
铜合金铸件铸造技术 课程
工艺方案的确定
1.确定分型 面 2.基准面的 选择 1）基准面 选择的意义
熔模铸造可获得精度和粗糙度低的铸件，有些尺寸虽然要由 机械加工来保证，但一般加工余量不大，所以基准面选择比较重 要。特别是利用高效自动机床加工时，对基准面的要求较为严格。 因此在铸造工艺上要重视基准面的选择，要保证基准面的几何形 状和尺寸精度。 铸件上的外圆、平面、内孔和端面等都可以做为基准面。从 零件的精度要求出发，最适宜的定位基准一般由设计、机加工和 铸造三方面技术人员共同商定。
（2）应当尽可能具有一个基面，既是划线基面，同 时又是压型型腔尺寸基准和机械加工用基准面。
铸造工艺方案的确定影响铸件质量
铸造工艺方案的确定影响铸件质量确定浇铸位置、选择分型面是铸造工艺设计、确定铸造工艺方案的首要任务，也是最重要的内容，对整个铸造生产过程和铸件质量有着至关重要的影响且难以改变，除非重新设计工艺，重新制作模具。
因此设计、确立合理的铸造工艺方案必须依据铸件材质、结构和技术要求及生产批量大小，结合实际生产条件综合考虑。
就如何确定铸造工艺方案具体分析如下：一、浇铸位置的确定浇铸位置是指浇铸时铸件在铸型中所处的位置，正确的浇铸位置应易于获得合格的铸件，使整个铸造过程尽量简单，易于控制。
正确选择浇铸位置，应遵循以下基本原则：1.重要面、大平面不向上的原则，这是因为浇铸位置的上面容易出现各种铸造缺陷，如气孔、查孔、沙孔、夹砂等缺陷。
2.厚实部分向上的原则，尽量让厚实部分位于上方，实现顺序凝固，易于冒口补缩。
对于收缩大的合金更是如此。
3.薄壁部分不向上的原则，防止浇不足、冷隔4.浇铸位置还应有利于减少砂芯数量、使砂芯易于固定、易于排气。
实际生产中，能够同时满足以上原则的铸件很少，这就要求确定铸造工艺方案时必须综合分析，抓住主要方面予以保障，无法满足的，必须能够通过其它工艺措施予以解决。
二、分型面的选择分型面是两半铸型接触的表面。
对砂型铸造，分型面是必不可少的，否则模具无法从铸型中取出形成铸件型腔。
分型面选择的合理与否，直接影响着铸件的尺寸精度和生产成本，同时对铸件的质量也有一定的影响。
选择分型面一般遵从一下原则：1.尽量把铸件全部或主要部分放在同一铸型内，以防止错箱引起铸件尺寸超差。
2.尽量选择平面做为分型面。
3.尽量减少砂芯和活块的数量。
4.分型面的选择不应影响浇铸系统的布置。
必须注意的是，分型面不一定是一个，也可以有两个或多个，应根据不同的造型方法具体确定。
砂芯和活块数量对分型面的影响，也应视具体造型方法而定。
手工造型，可以选择多个分型面，可多用活块，少用砂芯。
而机器造型则相反，一般只有一个分型面，几乎不用活块，多用砂芯代替砂芯。
第二章 铸造工艺方案的确定
铸件尺寸公差和机械加工余量等绘制而成，用双点划线 表示零件轮廓形状尺寸。
6 起模斜度
1）概念 在模样或芯盒平行于起模方向的壁上设置的 斜度。结构斜度
2）影响起模斜度的主要因素 铸造方法、造型（芯） 方法、模样材料、垂直壁的高度及表面粗糙度
3）起模斜度的设计方法 增加厚度法、减小厚度法和 加减厚度法；根据加工面、非加工面和铸件壁厚选择 具体具体的设计方法。
7 最小铸出孔和槽 一般来说，较大的孔、槽等应铸出来；较小的孔、
确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾，要 根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实践 经验)。分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系，只 有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并易 于保证铸件质量。
2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中铸件数量的确定原则
合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道 位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。 2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布。
从避免铸件缺陷避免铸件缺陷和和简化简化铸造工艺铸造工艺两个方面审查零件结构两个方面审查零件结构合金流动性合金流动性充型能力充型能力铸件结构铸件结构铸造方法铸造方法铸造零件的设计步骤铸造零件的设计步骤11功用设计功用设计曲轴曲轴22基于铸造经验修改和简化设计基于铸造经验修改和简化设计33冶金设计铸件材质的选择和适用性冶金设计铸件材质的选择和适用性曲轴曲轴球墨铸铁球墨铸铁锻件锻件4考虑经济性考虑经济性砂型铸造零件结构的工艺性分析砂型铸造零件结构的工艺性分析11从避免缺陷方面审查铸件结构从避免缺陷方面审查铸件结构11铸件应有合适的壁厚介于最小壁厚与临界壁厚铸件应有合适的壁厚介于最小壁厚与临界壁厚22铸件结构不应造成严重的收缩阻碍注意壁厚过渡铸件结构不应造成严重的收缩阻碍注意壁厚过渡和圆角和圆角33内壁壁厚小于外壁内壁壁厚小于外壁44壁厚应尽可能均匀避免肥厚部分防止形成热节壁厚应尽可能均匀避免肥厚部分防止形成热节55有利于补缩和实现顺序凝固有利于补缩和实现顺序凝固66防止铸件翅曲变形防止铸件翅曲变形77避免水平方向出现较大平面避免水平方向出现较大平面从简化铸造工艺方面改进零件结构从简化铸造工艺方面改进零件结构11铸件外形铸件外形合理设计凸台肋条和结构斜度避免侧凹结构合理设计凸台肋条和结构斜度避免侧凹结构22铸件内腔铸件内腔不用或少用型芯便于型芯的固定排气和清理不用或少用型芯便于型芯的固定排气和清理33减少和简化分型面便于清理减少和简化分型面便于清理44分体铸造和联合铸造分体铸造和联合铸造压铸件结构的工艺性压铸件结构的工艺性金属型铸件结构的工艺金属型铸件结构的工艺熔模铸造铸件结构的工艺性熔模铸造铸件结构的工艺性23造型制芯方法的确定1
6 起模斜度
1）概念 在模样或芯盒平行于起模方向的壁上设置的 斜度。结构斜度
2）影响起模斜度的主要因素 铸造方法、造型（芯） 方法、模样材料、垂直壁的高度及表面粗糙度
3）起模斜度的设计方法 增加厚度法、减小厚度法和 加减厚度法；根据加工面、非加工面和铸件壁厚选择 具体具体的设计方法。
7 最小铸出孔和槽 一般来说，较大的孔、槽等应铸出来；较小的孔、
确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾，要 根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实践 经验)。分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系，只 有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并易 于保证铸件质量。
2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中铸件数量的确定原则
合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道 位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。 2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布。
从避免铸件缺陷避免铸件缺陷和和简化简化铸造工艺铸造工艺两个方面审查零件结构两个方面审查零件结构合金流动性合金流动性充型能力充型能力铸件结构铸件结构铸造方法铸造方法铸造零件的设计步骤铸造零件的设计步骤11功用设计功用设计曲轴曲轴22基于铸造经验修改和简化设计基于铸造经验修改和简化设计33冶金设计铸件材质的选择和适用性冶金设计铸件材质的选择和适用性曲轴曲轴球墨铸铁球墨铸铁锻件锻件4考虑经济性考虑经济性砂型铸造零件结构的工艺性分析砂型铸造零件结构的工艺性分析11从避免缺陷方面审查铸件结构从避免缺陷方面审查铸件结构11铸件应有合适的壁厚介于最小壁厚与临界壁厚铸件应有合适的壁厚介于最小壁厚与临界壁厚22铸件结构不应造成严重的收缩阻碍注意壁厚过渡铸件结构不应造成严重的收缩阻碍注意壁厚过渡和圆角和圆角33内壁壁厚小于外壁内壁壁厚小于外壁44壁厚应尽可能均匀避免肥厚部分防止形成热节壁厚应尽可能均匀避免肥厚部分防止形成热节55有利于补缩和实现顺序凝固有利于补缩和实现顺序凝固66防止铸件翅曲变形防止铸件翅曲变形77避免水平方向出现较大平面避免水平方向出现较大平面从简化铸造工艺方面改进零件结构从简化铸造工艺方面改进零件结构11铸件外形铸件外形合理设计凸台肋条和结构斜度避免侧凹结构合理设计凸台肋条和结构斜度避免侧凹结构22铸件内腔铸件内腔不用或少用型芯便于型芯的固定排气和清理不用或少用型芯便于型芯的固定排气和清理33减少和简化分型面便于清理减少和简化分型面便于清理44分体铸造和联合铸造分体铸造和联合铸造压铸件结构的工艺性压铸件结构的工艺性金属型铸件结构的工艺金属型铸件结构的工艺熔模铸造铸件结构的工艺性熔模铸造铸件结构的工艺性23造型制芯方法的确定1
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第二章 铸造工艺方案的确定
2.1 概述 1 砂型铸造工艺设计的概念 根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求 及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件。 2 砂型铸造工艺设计依据 1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程 1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构 工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位 置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参 数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注 系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛 坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱 图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规 程及工艺卡等技术文件
2.2 砂型铸造零件结构的工艺性
1 零件结构的铸造工艺性概念 是指零件的结构应符合铸造生产要求。从避免铸件缺陷和简化
铸造工艺两个方面审查零件结构
合金流动性 充型能力 铸件结构 2 铸造零件的设计步骤 1）功用设计 曲轴 2）基于铸造经验修改和简化设计 铸造方法
3）冶金设计（铸件材质的选择和适用性）
4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及 解决砂芯通气等问题。 5 确定砂芯形状（分块）的基本原则 复杂砂芯分块制造，以简化芯盒结构，便于生产操作， 保证铸件尺寸精度 。总的原则 是： 使造芯到下芯的整 个过程方便，铸件尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使 芯盒结构简单。 6 砂芯设计的基本原则 1）尽量减少砂芯数量 2）复杂砂芯可分块制造 3）保证铸件内腔尺寸精度和壁厚均匀 4）选择合适的砂芯形状，适应造型、制芯方法 5）填砂面应宽敞，烘干支撑面最好为平面 6）复杂砂芯分块数量较多时，应采用“基础砂芯”
2） 从简化铸造工艺方面改进零件结构
（1）铸件外形
合理设计凸台、肋条和结构斜度，避免侧凹结构
（2）铸件内腔
不用或少用型芯，便于型芯的固定、排气和清理 （3）减少和简化分型面，便于清理 （4）分体铸造和联合铸造 压铸件结构的工艺性
金属型铸件结构的工艺
熔模铸造铸件结构的工艺性
2.3 造型、制芯方法的确定
等，查阅铸造工艺设计相关手册确定。
8 绘制铸件图 铸件图是以零件图为基础并考虑分型面、起模斜度、 铸件尺寸公差和机械加工余量等绘制而成，用双点划线 表示零件轮廓形状尺寸。
7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心 头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位 准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙 芯头的高度、芯头斜度（芯头和芯座的上部斜度 比下部斜度大） 、芯头的间隙 （2）水平芯头的尺寸和间隙 芯头长度（芯头不要太长，只要满足芯头的基本作 用 ，强度校核） 、芯头斜度（一般不留斜度，只在 芯座上带有斜度，上芯座斜度约为10°，下芯座斜度 约为5°）、芯头的间隙 芯头与芯座的斜度关系 芯头的斜度不得大于 芯座，以免合箱时相碰
1.优先采用湿型
2.应和生产批量相适应 3.适合企业生产条件 4.兼顾铸件的精度要求和生产成本 2.4 浇注位置与分型面的选择
1 浇注位置的选择
1）浇注位置的概念 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在
铸型中所处的状态和位置。
水平浇注 垂直浇注 倾斜浇注 浇注时分型面所处的空间位置
2）确定浇注位置一般原则
①铸件的重要部位应置于下部
②铸件的重要加工面应朝下或或呈侧立面
③铸件的大平面应位于下部或倾斜 ④保证铸件的充型能力
⑤有利于铸件的补缩
⑥避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及
检验
⑦尽量使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 大平板类倾斜浇注 球墨铸铁曲轴 横浇竖冷 立浇
2 分型面的选择
1）分型面的概念 是指两半铸型相互接触的表面。
2.7 铸造工艺参数的确定
1 铸造工艺参数
铸造工艺设计参数的简称，通常是指铸造工艺设 计时需要确定的某些数据 2 铸件尺寸公差 1）概念 铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。
GB/T6414-1999 《铸件尺寸公差》 16级 CT1～CT16
2）影响铸件尺寸公差的因素 ①铸造方法、合金种类、铸件结构的复杂性； ②生产批量、铸件尺寸精度与表面粗糙度； ③模具的类型和精度，造型材料的种类和品质，技术 和操作水平等
2.6 砂芯设计 1 砂芯的功用 形成铸件的内腔、成形孔及铸件外形不能 起模的部位。 2 砂芯的基本要求 砂芯的形状尺寸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 的能及时排除型外，铸件收缩时阻力小，容易清砂。 3 砂芯分类 砂芯按体积大小分类，分为小砂芯、中砂芯和大砂芯 砂芯按体粘结剂分类，分为粘土砂芯、水玻璃砂芯、 油脂砂芯、树脂砂芯和水泥砂芯 砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热 芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级 砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯
4 机械加工余量 1）概念 机械加工余量，简称加工余量，是为保证铸件 加工面的尺寸精度而留出的尺寸余量 国家标准（GB/T6414-1999 ）规定的机械加工余量等 级有10级，依次分别称之为A、B、C、D、E、F、G、 H、J和K级，与《铸件尺寸公差》配套使用 2）影响加工余量的主要因素 合金种类、铸造方法、铸件尺寸精度与表面粗糙度、 生产批量、工艺装备技术水平等 3）加工余量的确定 基于合金种类、铸造方法及生产工艺技术水平， 确定铸件尺寸公差等级和加工余量等级（铸件顶面的 加工余量应比底面、侧面的加工余量降一级选用）， 然后再根据铸件尺寸公差等级和加工余量等级及铸件 加工后零件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取加 工余量数值。
5 铸造收缩率 ε=[（LM－LJ）/LJ]×100% LM：模样尺寸； LJ ：铸件尺寸 铸造收缩率不仅与铸造合金的种类有关，而且还与铸 件尺寸大小、铸件结构复杂程度和铸型性质等有关。 熔模铸造 综合收缩率 6 起模斜度 1）概念 在模样或芯盒平行于起模方向的壁上设置的 斜度。结构斜度 2）影响起模斜度的主要因素 铸造方法、造型（芯） 方法、模样材料、垂直壁的高度及表面粗糙度 3）起模斜度的设计方法 增加厚度法、减小厚度法和 加减厚度法；根据加工面、非加工面和铸件壁厚选择 具体具体的设计方法。
（3）压（紧）环、防压环和集砂槽 压环（压紧环） r=2～5mm ；防压环（防压肩） 高度 0.5～2mm 宽度5～12mm；集砂槽 深度 2～5mm 宽度 3～6mm 起到存放散落砂粒的作用 ； （4）定位芯头 砂芯的固定和定位方式 一般用芯头固定，也有用芯 撑、螺栓结构等固定 要求固定牢靠，不得出现砂芯漂 浮等问题，以保证砂芯位置的准确 （5） 芯撑和芯骨 ①芯骨 材料 铁丝和铸铁； 尺寸与吃砂量 ②芯撑 材料选择 熔点和成分 尺寸大小 熔化时间 表 面质量 洁净平整 放置位置 非加工表面或不重要的表 面上 （6） 砂芯排气系统 1）扎通气孔 2）挖通气道 3）用腊线作通气孔 4） 放填料
3）铸件尺寸公差的确定 基于铸件技术要求和铸造方法及生产工艺技术水平， 确定尺寸公差等级（壁厚尺寸公差可比一般尺寸的公差 降低一级），然后再根据尺寸公差等级及铸件基本尺寸 选取铸件尺寸公差数值。 3 铸件重量（质量）公差 1）概念 铸件质量公差是以占铸件公称质量的百分数表 示铸件的质量变动的允许范围。 GB/T1351-89 《铸件质量公差》 16级 MT1～MT16， 与《铸件尺寸公差》配套使用。 2）影响铸件质量公差的因素 合金种类、铸造方法、铸件尺寸精度与表面粗糙度、 生产批量等 3）铸件公称质量和质量公差的确定 铸件实称质量的平 均值铸件公称质量；铸件质量公差等级与其尺寸公差等 级对应选取，然后根据铸件公称质量确定质量公差。
2）确定分型面基本原则
①分型面应尽可能选在最大截面处 ②尽可能使铸件全部或大部置于同一半型 ③尽量减少分型面的数目 ④分型面尽可能选用平面 ⑤避免使砂箱过高，便于下芯、检查、合型和浇注 ⑥注意减轻清理和机械加工量
⑦受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度
确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾， 要根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实 践经验)。分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系， 只有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并 易于保证铸件质量。 2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中铸件数量的确定原则 合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道 位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。 2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布。
7 最小铸出孔和槽
一般来说，较大的孔、槽等应铸出来；较小的孔、 槽，则不宜铸出。但有些复杂的孔、槽只能通过铸造 铸出，如弯曲孔无法进行机械加工。
1）影响起最小铸出孔（槽）尺寸的主要因素 合金种类、铸造方法、铸件结构和生产批量等 2）最小铸出孔（槽）尺寸的确定 基于合金种类、铸造方法、铸件结构和生产批量
曲轴 球墨铸铁 锻件
4）考虑经济性
3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚 （2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡 和圆角 （3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面
2.1 概述 1 砂型铸造工艺设计的概念 根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求 及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件。 2 砂型铸造工艺设计依据 1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程 1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构 工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位 置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参 数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注 系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛 坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱 图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规 程及工艺卡等技术文件
2.2 砂型铸造零件结构的工艺性
1 零件结构的铸造工艺性概念 是指零件的结构应符合铸造生产要求。从避免铸件缺陷和简化
铸造工艺两个方面审查零件结构
合金流动性 充型能力 铸件结构 2 铸造零件的设计步骤 1）功用设计 曲轴 2）基于铸造经验修改和简化设计 铸造方法
3）冶金设计（铸件材质的选择和适用性）
4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及 解决砂芯通气等问题。 5 确定砂芯形状（分块）的基本原则 复杂砂芯分块制造，以简化芯盒结构，便于生产操作， 保证铸件尺寸精度 。总的原则 是： 使造芯到下芯的整 个过程方便，铸件尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使 芯盒结构简单。 6 砂芯设计的基本原则 1）尽量减少砂芯数量 2）复杂砂芯可分块制造 3）保证铸件内腔尺寸精度和壁厚均匀 4）选择合适的砂芯形状，适应造型、制芯方法 5）填砂面应宽敞，烘干支撑面最好为平面 6）复杂砂芯分块数量较多时，应采用“基础砂芯”
2） 从简化铸造工艺方面改进零件结构
（1）铸件外形
合理设计凸台、肋条和结构斜度，避免侧凹结构
（2）铸件内腔
不用或少用型芯，便于型芯的固定、排气和清理 （3）减少和简化分型面，便于清理 （4）分体铸造和联合铸造 压铸件结构的工艺性
金属型铸件结构的工艺
熔模铸造铸件结构的工艺性
2.3 造型、制芯方法的确定
等，查阅铸造工艺设计相关手册确定。
8 绘制铸件图 铸件图是以零件图为基础并考虑分型面、起模斜度、 铸件尺寸公差和机械加工余量等绘制而成，用双点划线 表示零件轮廓形状尺寸。
7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心 头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位 准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙 芯头的高度、芯头斜度（芯头和芯座的上部斜度 比下部斜度大） 、芯头的间隙 （2）水平芯头的尺寸和间隙 芯头长度（芯头不要太长，只要满足芯头的基本作 用 ，强度校核） 、芯头斜度（一般不留斜度，只在 芯座上带有斜度，上芯座斜度约为10°，下芯座斜度 约为5°）、芯头的间隙 芯头与芯座的斜度关系 芯头的斜度不得大于 芯座，以免合箱时相碰
1.优先采用湿型
2.应和生产批量相适应 3.适合企业生产条件 4.兼顾铸件的精度要求和生产成本 2.4 浇注位置与分型面的选择
1 浇注位置的选择
1）浇注位置的概念 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在
铸型中所处的状态和位置。
水平浇注 垂直浇注 倾斜浇注 浇注时分型面所处的空间位置
2）确定浇注位置一般原则
①铸件的重要部位应置于下部
②铸件的重要加工面应朝下或或呈侧立面
③铸件的大平面应位于下部或倾斜 ④保证铸件的充型能力
⑤有利于铸件的补缩
⑥避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及
检验
⑦尽量使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 大平板类倾斜浇注 球墨铸铁曲轴 横浇竖冷 立浇
2 分型面的选择
1）分型面的概念 是指两半铸型相互接触的表面。
2.7 铸造工艺参数的确定
1 铸造工艺参数
铸造工艺设计参数的简称，通常是指铸造工艺设 计时需要确定的某些数据 2 铸件尺寸公差 1）概念 铸件公称尺寸的两个允许极限尺寸之差。
GB/T6414-1999 《铸件尺寸公差》 16级 CT1～CT16
2）影响铸件尺寸公差的因素 ①铸造方法、合金种类、铸件结构的复杂性； ②生产批量、铸件尺寸精度与表面粗糙度； ③模具的类型和精度，造型材料的种类和品质，技术 和操作水平等
2.6 砂芯设计 1 砂芯的功用 形成铸件的内腔、成形孔及铸件外形不能 起模的部位。 2 砂芯的基本要求 砂芯的形状尺寸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 的能及时排除型外，铸件收缩时阻力小，容易清砂。 3 砂芯分类 砂芯按体积大小分类，分为小砂芯、中砂芯和大砂芯 砂芯按体粘结剂分类，分为粘土砂芯、水玻璃砂芯、 油脂砂芯、树脂砂芯和水泥砂芯 砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热 芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级 砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯
4 机械加工余量 1）概念 机械加工余量，简称加工余量，是为保证铸件 加工面的尺寸精度而留出的尺寸余量 国家标准（GB/T6414-1999 ）规定的机械加工余量等 级有10级，依次分别称之为A、B、C、D、E、F、G、 H、J和K级，与《铸件尺寸公差》配套使用 2）影响加工余量的主要因素 合金种类、铸造方法、铸件尺寸精度与表面粗糙度、 生产批量、工艺装备技术水平等 3）加工余量的确定 基于合金种类、铸造方法及生产工艺技术水平， 确定铸件尺寸公差等级和加工余量等级（铸件顶面的 加工余量应比底面、侧面的加工余量降一级选用）， 然后再根据铸件尺寸公差等级和加工余量等级及铸件 加工后零件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取加 工余量数值。
5 铸造收缩率 ε=[（LM－LJ）/LJ]×100% LM：模样尺寸； LJ ：铸件尺寸 铸造收缩率不仅与铸造合金的种类有关，而且还与铸 件尺寸大小、铸件结构复杂程度和铸型性质等有关。 熔模铸造 综合收缩率 6 起模斜度 1）概念 在模样或芯盒平行于起模方向的壁上设置的 斜度。结构斜度 2）影响起模斜度的主要因素 铸造方法、造型（芯） 方法、模样材料、垂直壁的高度及表面粗糙度 3）起模斜度的设计方法 增加厚度法、减小厚度法和 加减厚度法；根据加工面、非加工面和铸件壁厚选择 具体具体的设计方法。
（3）压（紧）环、防压环和集砂槽 压环（压紧环） r=2～5mm ；防压环（防压肩） 高度 0.5～2mm 宽度5～12mm；集砂槽 深度 2～5mm 宽度 3～6mm 起到存放散落砂粒的作用 ； （4）定位芯头 砂芯的固定和定位方式 一般用芯头固定，也有用芯 撑、螺栓结构等固定 要求固定牢靠，不得出现砂芯漂 浮等问题，以保证砂芯位置的准确 （5） 芯撑和芯骨 ①芯骨 材料 铁丝和铸铁； 尺寸与吃砂量 ②芯撑 材料选择 熔点和成分 尺寸大小 熔化时间 表 面质量 洁净平整 放置位置 非加工表面或不重要的表 面上 （6） 砂芯排气系统 1）扎通气孔 2）挖通气道 3）用腊线作通气孔 4） 放填料
3）铸件尺寸公差的确定 基于铸件技术要求和铸造方法及生产工艺技术水平， 确定尺寸公差等级（壁厚尺寸公差可比一般尺寸的公差 降低一级），然后再根据尺寸公差等级及铸件基本尺寸 选取铸件尺寸公差数值。 3 铸件重量（质量）公差 1）概念 铸件质量公差是以占铸件公称质量的百分数表 示铸件的质量变动的允许范围。 GB/T1351-89 《铸件质量公差》 16级 MT1～MT16， 与《铸件尺寸公差》配套使用。 2）影响铸件质量公差的因素 合金种类、铸造方法、铸件尺寸精度与表面粗糙度、 生产批量等 3）铸件公称质量和质量公差的确定 铸件实称质量的平 均值铸件公称质量；铸件质量公差等级与其尺寸公差等 级对应选取，然后根据铸件公称质量确定质量公差。
2）确定分型面基本原则
①分型面应尽可能选在最大截面处 ②尽可能使铸件全部或大部置于同一半型 ③尽量减少分型面的数目 ④分型面尽可能选用平面 ⑤避免使砂箱过高，便于下芯、检查、合型和浇注 ⑥注意减轻清理和机械加工量
⑦受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度
确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾， 要根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实 践经验)。分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系， 只有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并 易于保证铸件质量。 2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中铸件数量的确定原则 合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道 位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。 2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布。
7 最小铸出孔和槽
一般来说，较大的孔、槽等应铸出来；较小的孔、 槽，则不宜铸出。但有些复杂的孔、槽只能通过铸造 铸出，如弯曲孔无法进行机械加工。
1）影响起最小铸出孔（槽）尺寸的主要因素 合金种类、铸造方法、铸件结构和生产批量等 2）最小铸出孔（槽）尺寸的确定 基于合金种类、铸造方法、铸件结构和生产批量
曲轴 球墨铸铁 锻件
4）考虑经济性
3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚 （2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡 和圆角 （3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面