鑄造工藝設(shè)計(jì)概論

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1、第 四 章 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì)主 講 吳 士 平 第 一 節(jié) 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 的 概 念 、 設(shè) 計(jì) 的 依 據(jù) 、 內(nèi) 容 及 程 序一 、 概 念 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) ： 是 根 據(jù) 鑄 造 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 、技 術(shù) 要 求 、 生 產(chǎn) 批 量 和 生 產(chǎn) 條 件 等 ， 確 定 鑄 造 方案 和 工 藝 參 數(shù) ， 繪 制 鑄 造 工 藝 圖 ， 編 制 工 藝 卡 等技 術(shù) 文 件 的 過(guò) 程 。 第 四 章 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 概 念 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 的 有 關(guān) 文 件 ， 是 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 、管 理 和 鑄 件 驗(yàn) 收 的 依 據(jù) ， 并

2、用 于 直 接 指導(dǎo) 生 產(chǎn) 操 作 。 因 此 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 的 好 壞 ，對(duì) 鑄 件 的 品 質(zhì) 、 生 產(chǎn) 率 和 成 本 起 著 重 要作 用 。 二 、 設(shè) 計(jì) 依 據(jù) 工 藝 設(shè) 計(jì) 前 ， 設(shè) 計(jì) 者 應(yīng) ） 掌 握 生 產(chǎn) 任 務(wù) 和 要 求 ， 熟 悉 工 廠 和車(chē) 間 的 生 產(chǎn) 條 件 。 ） 設(shè) 計(jì) 者 要 有 一 定 的 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗(yàn) 和 設(shè) 計(jì)經(jīng) 驗(yàn) （ 一 ） 生 產(chǎn) 任 務(wù)（ ） 鑄 造 零 件 圖 樣 提 供 的 圖 樣 必 須 清晰 無(wú) 誤 ， 有 完 整 的 尺 寸 和 各 種 標(biāo) 記 。 設(shè)計(jì) 者 應(yīng) 仔 細(xì) 審 查 圖 樣 ， 注 意 零

3、件 的 結(jié) 構(gòu)是 否 符 合 鑄 造 工 藝 性 ， 若 認(rèn) 為 有 必 要 修改 圖 樣 時(shí) ， 需 與 原 設(shè) 計(jì) 單 位 或 訂 貨 單 位共 同 研 究 ， （ ） 零 件 技 術(shù) 要 求 金 屬 材 質(zhì) 牌 號(hào) 、 金 相 組 織 、 力 學(xué) 性 能要 求 、 鑄 件 尺 寸 及 重 量 公 差 及 其 它 特 殊性 能 要 求 ， 如 是 否 經(jīng) 水 壓 、 氣 壓 試 驗(yàn) 等 。鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 注 意 盡 量 滿 足 這 些 要求 。 （ ） 產(chǎn) 品 數(shù) 量 及 生 產(chǎn) 期 限 應(yīng) 盡 量 采 用 先 進(jìn) 技 術(shù) 以 保 證 鑄 件 的 質(zhì)量 及 數(shù) 量 ， 保

4、證 生 產(chǎn) 期 限 。 縮 短 生 產(chǎn) ，周 期 ， 獲 得 最 大 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 。 （ 二 ） 生 產(chǎn) 條 件 （ ） 設(shè) 備 能 力 起 重 機(jī) 的 噸 位 、 最 大 高 度 、 溶 爐 形 式 、 噸 位 和 生 產(chǎn) 效 率 、 造 型 和 制 芯 機(jī) 種 類(lèi) 、 機(jī) 械 化 程 度 、 烘 干 爐 和 熱 處 理 爐 的 能 力 等 。 （ ） 車(chē) 間 原 材 料 的 應(yīng) 用 情 況 和 供 應(yīng) 情 況 （ ） 工 人 技 術(shù) 水 平 和 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗(yàn) （ ） 模 具 等 工 藝 裝 備 的 加 工 能 力 和 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗(yàn) （ 三 ） 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 和 程 序鑄 造

5、工 藝 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ： ） 鑄 造 工 藝 圖 ） 鑄 件 （ 毛 坯 ） 圖 ） 鑄 型 裝 配 圖 （ 合 箱 圖 ） ） 工 藝 卡 及 操 作 工 藝 規(guī) 程 此 外 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 注 意 保 護(hù) 環(huán) 境 、節(jié) 省 能 源 、 最 大 限 度 的 提 高 生 產(chǎn) 效 率 。 使 用 保 溫 冒 口 、 濕 型 、 制 芯 鑄 造 工 藝 方 案 的 確 定砂 型 鑄 造 工 藝 方 案 主 要 包 括 以 下 內(nèi) 容 ： ） 造 型 方 法 （ 機(jī) 器 、 手 工 ） ） 造 芯 方 法 ） 鑄 型 種 類(lèi) 的 選 擇 （ 砂 型 、 金 屬 型 ） ） 澆 注 位

6、置 ） 分 形 面 選 擇 第 一 節(jié) 零 件 結(jié) 構(gòu) 的 鑄 造 工 藝 性對(duì) 產(chǎn) 品 零 件 的 審 查 、 分 析 有 兩 方 面 的 作 用 ） 審 查 零 件 結(jié) 構(gòu) 是 否 符 合 鑄 造 工 藝 的 要 求 。 ） 在 既 定 的 零 件 結(jié) 構(gòu) 條 件 下 ， 考 慮 鑄 造過(guò) 程 中 可 能 出 現(xiàn) 的 主 要 缺 陷 ， 在 工 藝 制定 中 采 取 措 施 予 以 防 止 一 、 從 避 免 缺 陷 方 面 審 查 鑄 件 結(jié) 構(gòu)（ 一 ） 鑄 件 應(yīng) 由 合 理 的 壁 厚 鑄 件 的 最 小 允 許 壁 厚 和 合 金 的 流 動(dòng) 性密 切 相 關(guān) 。 同 時(shí) ， 鑄

7、 型 溫 度 、 澆 注 溫 度 、鑄 件 結(jié) 構(gòu) 等 顯 著 影 響 鑄 件 的 充 填 。 在 普通 砂 型 鑄 造 條 件 下 ， 鑄 件 的 最 小 允 許 壁厚 如 表 鑄 件 也 不 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 得 太 厚 ， 超 過(guò) 臨 界 壁 厚 的鑄 件 中 心 部 位 晶 粒 粗 大 ， 常 出 現(xiàn) 縮 孔 、縮 松 等 缺 陷 。 導(dǎo) 致 力 學(xué) 性 能 降 低 。 （ 不 可 增 加 壁 厚 來(lái) 增 加 強(qiáng) 度 ， 見(jiàn) 圖 ）（ 二 ） 鑄 件 結(jié) 構(gòu) 不 應(yīng) 造 成 嚴(yán) 重 的 收 縮 阻 礙 ，注 意 壁 厚 過(guò) 渡 和 圓 角 （ 圖 ） 采 取 逐 漸 過(guò) 渡 、 圓 角 連

8、接 （ 三 ） 鑄 件 內(nèi) 壁 應(yīng) 薄 于 外 壁 鑄 件 的 內(nèi) 壁 和 肋 等 散 熱 條 件 較 差 ， 應(yīng) 薄于 外 壁 ， 以 使 內(nèi) 、 外 壁 能 均 勻 地 冷 卻 ，減 輕 內(nèi) 應(yīng) 力 和 防 止 裂 紋 。（ 四 ） 壁 厚 力 求 均 勻 ， 減 小 肥 厚 部 分 ， 防止 形 成 熱 節(jié) 薄 厚 不 均 的 鑄 件 在 冷 卻 過(guò) 程 中 或 形 成 較大 的 內(nèi) 應(yīng) 力 ， 在 熱 節(jié) 處 易 于 造 成 縮 孔 、縮 松 和 熱 裂 紋 。 肋 和 壁 的 布 置 應(yīng) 盡 量 減少 交 叉 ， 防 止 形 成 熱 節(jié) 。 圖 （ 五 ） 有 利 于 補(bǔ) 縮 和 實(shí)

9、 現(xiàn) 順 序 凝 固 力 求 實(shí) 現(xiàn) 順 序 凝 固 圖 （ 采 用 增 補(bǔ) 的 方 法 ） （ 六 ） 防 止 鑄 件 翹 曲 變 形 壁 厚 細(xì) 長(zhǎng) 形 鑄 件 ， 較 大 的 平 板 形 鑄 件 會(huì)產(chǎn) 生 翹 曲 變 形 。 可 通 過(guò) 改 進(jìn) 鑄 件 結(jié) 構(gòu) （ 七 ） 避 免 澆 注 位 置 上 有 水 平 的 大 平 面 結(jié)構(gòu) 如 果 型 腔 內(nèi) 有 較 大 的 水 平 面 存 在 ， 當(dāng)金 屬 液 上 升 到 該 位 置 時(shí) ， 由 于 斷 面 突 然擴(kuò) 大 ， 金 屬 液 面 上 升 速 度 變 小 ， 灼 熱 的金 屬 液 面 較 長(zhǎng) 時(shí) 間 地 、 近 距 離 地 烘 烤

10、頂面 鑄 型 ， 極 易 造 成 夾 渣 、 渣 孔 、 砂 孔 等缺 陷 。 應(yīng) 盡 量 把 水 平 壁 改 進(jìn) 為 捎 帶 傾 斜 的 壁或 曲 面 壁 。 如 圖 二 、 從 簡(jiǎn) 化 鑄 造 工 藝 方 面 改 進(jìn)零 件 結(jié) 構(gòu)（ 一 ） 改 進(jìn) 妨 礙 起 模 的 凸 臺(tái) 、 凸 緣 和 肋 板的 結(jié) 構(gòu) 直 邊 （ 二 ） 取 消 鑄 件 外 表 側(cè) 凹 鑄 件 外 壁 上 有 凹 入 的 部 分 必 然 妨 礙 起模 ， 需 要 增 加 砂 芯 才 能 形 成 鑄 件 形 狀 。常 可 少 加 改 進(jìn) ， 即 可 避 免 凹 入 部 分 。 圖 （ 三 ） 改 進(jìn) 鑄 件 內(nèi) 腔

11、結(jié) 構(gòu) 以 減 少 砂 芯 鑄 件 內(nèi) 腔 的 肋 條 、 凸 臺(tái) 和 凸 緣 的 結(jié) 構(gòu) 欠妥 ， 常 是 造 成 砂 芯 多 、 工 藝 復(fù) 雜 的 重 要原 因 。 度 度 （ 四 ） 減 少 和 簡(jiǎn) 化 分 形 面 （ 五 ） 有 利 于 砂 芯 的 固 定 和 排 氣 薄 壁 件 和 要 承 受 氣 壓 或 液 壓 的 鑄 件 ，不 希 望 使 用 芯 撐 ， 若 無(wú) 法 改 變 結(jié) 構(gòu) 時(shí) ，可 在 鑄 件 增 加 工 藝 孔 。 （ 六 ） 減 少 清 理 鑄 件 的 工 作 量 鑄 件 清 理 包 括 ： 清 除 表 面 粘 砂 、 內(nèi) 部殘 留 砂 芯 、 去 除 澆 注 系

12、 統(tǒng) 、 冒 口 和 飛 翅 圖 結(jié) 構(gòu) 改 進(jìn) 后 ， 可 減 少切 割 冒 口 的 困 難 。 （ 七 ） 簡(jiǎn) 化 模 具 的 制 造 單 件 、 小 批 量 生 產(chǎn) 中 ， 模 樣 和 芯 盒 的 費(fèi)用 占 鑄 件 的 很 大 比 例 。 為 節(jié) 約 模 具 制 造工 時(shí) 和 材 料 ， 鑄 件 應(yīng) 設(shè) 計(jì) 成 規(guī) 則 的 、 容易 加 工 的 形 狀 。 （ 八 ） 大 型 復(fù) 雜 件 的 分 體 鑄 造 和 簡(jiǎn) 單 小 件的 聯(lián) 合 鑄 造 大 型 復(fù) 雜 鑄 件 可 以 考 慮 分 體 鑄 造 ， 使本 來(lái) 受 工 廠 條 件 限 制 無(wú) 法 生 產(chǎn) 大 型 復(fù) 雜鑄 件 成 為

13、可 能 。 例 如 我 國(guó) 生 產(chǎn) 的 第 一 臺(tái) t水壓 機(jī) ， 采 用 鑄 焊 結(jié) 合 ， 成 功 的 制 造 出 mm， 直 徑 mm、 厚 mm的 立 柱 （ 每 根 t） 等 鑄 件 。 聯(lián) 合 鑄 造 ； 與 分 體 相 反 ， 一 些 很 小 的 鑄 件 ， 常 可把 許 多 小 零 件 連 接 成 一 個(gè) 較 大 的 大 鑄 件 ，這 對(duì) 鑄 造 和 機(jī) 械 加 工 都 方 便 。 第 二 節(jié) 造 型 、 造 芯 方 法 的 選 擇 、 優(yōu) 先 選 擇 濕 砂 型 當(dāng) 濕 型 不 能 滿 足 時(shí) ， 再 考 慮 使 用 表 干砂 型 、 干 砂 型 或 其 它 砂 型 。 采

14、用 濕 砂 型 需 注 意 ） 鑄 件 過(guò) 高 ， 金 屬 靜 壓 力 插 過(guò) 濕 型 抗壓 強(qiáng) 度 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 使 用 干 砂 型 ） 澆 注 位 置 上 鑄 件 有 較 大 水 平 壁 時(shí) ，用 濕 砂 型 容 易 引 起 夾 砂 缺 陷 ， 應(yīng) 考 慮 使用 干 砂 型 或 其 它 砂 型 。 ） 造 型 過(guò) 程 長(zhǎng) 或 需 長(zhǎng) 時(shí) 間 等 待 澆 注 的砂 型 不 宜 用 濕 砂 型 。 （ 濕 型 放 置 久 會(huì) 風(fēng) 干 ， 最 好 當(dāng) 天 澆 注 ） ） 型 內(nèi) 放 置 冷 鐵 較 多 時(shí) ， 應(yīng) 避 免 使 用濕 型 。 （ 以 免 冷 鐵 生 銹 或 變 冷 凝 結(jié) “

15、 水 珠 ” ，澆 注 后 引 起 氣 孔 缺 陷 ） ， 必 要 時(shí) 可 考 慮只 烘 干 表 面 ， 就 可 以 大 大 減 小 氣 孔 沖 砂 。 、 造 型 、 造 芯 方 法 應(yīng) 和 生 產(chǎn) 批 量 相 適 應(yīng) （ ） 大 量 生 產(chǎn) 的 工 廠 應(yīng) 采 用 先 進(jìn) 的 造型 、 造 芯 方 法 。 老 式 震 擊 造 型 機(jī) 生 產(chǎn) 效 率 不 高 、 工 人勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 。 新 型 造 型 機(jī) 高 壓 造 型 （ 水平 、 垂 直 ） 、 氣 沖 造 型 線 、 射 壓 造 型 、靜 壓 造 型 制 芯 可 以 采 用 冷 芯 盒 、 熱 芯 盒 和 殼 芯 （ ） 中 等

16、 批 量 可 以 考 慮 應(yīng) 用 樹(shù) 脂 自 硬 砂 造 型 和 造 芯（ ） 單 件 小 批 量 手 工 造 型 ， 手 工 造 型 能 適 應(yīng) 各 種 復(fù) 雜 要求 ， 比 較 靈 活 ， 不 要 求 很 多 工 藝 裝 備 、 造 型 方 法 應(yīng) 適 合 工 廠 條 件 如 有 的 工 廠 生 產(chǎn) 大 型 機(jī) 床 床 身 等 鑄 件 ，多 采 用 組 芯 造 型 法 ， 著 重 考 慮 設(shè) 計(jì) ， 制造 芯 盒 的 通 用 問(wèn) 題 ， 不 制 作 模 樣 和 砂 箱 ，在 底 坑 中 組 芯 。 、 要 兼 顧 鑄 件 的 精 度 要 求 和 成 本 各 種 造 型 、 造 芯 方 法

17、所 獲 得 鑄 件 精 度 不同 ， 初 投 資 和 生 產(chǎn) 效 率 也 不 同 。 第 三 節(jié) 澆 注 位 置 的 確 定 ） 鑄 件 的 澆 注 位 置 ： 是 指 澆 注 時(shí) 鑄 件 在型 內(nèi) 所 處 的 狀 態(tài) 和 位 置 。 （ 澆 注 位 置 的 選 擇 關(guān) 系 到 鑄 件 的 內(nèi) 在質(zhì) 量 、 鑄 件 的 尺 寸 精 度 及 造 型 工 藝 的 難易 程 度 ） ） 澆 注 位 置 分 類(lèi) ： 水 平 澆 注 、 垂 直 澆 注 和 傾 斜 澆 注 。 確 定 澆 注 位 置 的 原 則 ： ） 鑄 件 的 重 要 部 位 應(yīng) 盡 量 置 于 下 部 ） 重 要 加 工 面 應(yīng)

18、朝 下 或 呈 直 立 狀 態(tài) ） 使 鑄 件 大 平 面 朝 下 ， 避 免 夾 砂 結(jié) 疤 類(lèi)缺 陷 對(duì) 于 大 平 板 類(lèi) 鑄 件 ， 可 采 用 傾 斜 澆 注 ，以 便 增 大 金 屬 液 上 升 速 度 。 H值 毫 米 ） 應(yīng) 保 證 鑄 件 能 充 滿 具 有 大 面 積 的 薄 壁 鑄 件 ， 應(yīng) 將 薄 壁 部 分 放 在鑄 型 的 下 部 ， 同 時(shí) 要 盡 量 使 薄 壁 部 分 處 于 垂 直 位置 或 傾 斜 位 置 。 見(jiàn) 圖 。 ） 應(yīng) 有 利 于 鑄 件 的 補(bǔ) 縮 對(duì) 于 易 產(chǎn) 生 收 縮 缺 陷 的 鑄 件 因 優(yōu) 先 考慮 實(shí) 現(xiàn) 順 序 凝 固 的

19、條 件 ） 避 免 用 吊 砂 、 吊 芯 或 懸 臂 式 砂 芯 ， 便于 下 芯 合 箱 及 檢 查 ） 應(yīng) 使 合 箱 位 置 、 澆 注 位 置 和 鑄 件 冷 卻位 置 相 一 致 避 免 合 箱 后 ， 或 澆 注 后 在 此 翻 轉(zhuǎn) 鑄型 第 四 節(jié) 分 形 面 的 選 擇分 型 面 ： 分 型 面 是 指 兩 半 鑄 型 相 互 接 觸 的表 面 。 分 型 面 一 般 在 確 定 澆 注 位 置 后 再 選 擇 ，但 分 析 分 型 面 方 案 優(yōu) 劣 后 ， 可 能 重 新 調(diào)整 澆 注 位 置 。 （ 分 型 面 的 優(yōu) 劣 ， 在 很 大程 度 上 影 響 鑄 件 的

20、尺 寸 精 度 、 成 本 和 生產(chǎn) 率 ） A方 案 ： 保 證 鑄 件 四 邊 和 孔 同 心 ；B方 案 ： 保 證 內(nèi) 孔 和 外 邊 平 行C方 案 ： 可 使 孔 內(nèi) 起 模 斜 度 值 減 小 ， 這 使 內(nèi) 孔 直 度 所 需 切 削 去 金 屬 最 少D方 案 ： 和 E方 案 相 似 ， 只 是 外 邊 斜 度 減 小 E方 案 ： 內(nèi) 孔 合 外 壁 的 起 模 斜 度 都 減 小 F方 案 ： 保 證 上 下 兩 個(gè) 外 邊 平 行 于 孔 的 中 心 線G方 案 ： 保 證 所 有 個(gè) 外 邊 面 都 平 行 于 孔 的 中 心線 選 擇 分 型 面 應(yīng) 考 慮 以

21、下 原 則 ） 分 型 面 應(yīng) 盡 量 采 用 平 面 分 型 ， 避 免曲 面 分 型 ， 并 應(yīng) 盡 量 選 在 最 大 截 面 上 ，以 簡(jiǎn) 化 模 具 制 造 和 造 型 工 藝 。 見(jiàn) 圖 。 ） 盡 量 將 鑄 件 全 部 或 大 部 放 在 同 一 砂 箱以 防 止 錯(cuò) 型 、 飛 翅 、 毛 刺 等 缺 陷 ， 保 證鑄 件 尺 寸 的 精 確 。 見(jiàn) 圖 和 。 ） 應(yīng) 盡 量 減 少 分 型 面 數(shù) 目 分 型 面 少 ， 鑄 件 精 度 易 保 證 ） 便 于 下 芯 、 合 箱 和 檢 查 型 腔 尺 寸 盡 量 把 砂 芯 放 在 下 型 ， 便 于 檢 查 減 速

22、箱 蓋 手 工 造 型 工 藝 方 案 ， 采 用 兩個(gè) 分 型 面 的 目 的 就 是 便 于 合 箱 時(shí) 檢 查 尺寸 ） 不 使 砂 箱 太 高 高 砂 箱 造 型 困 難 ， 填 砂 、 緊 實(shí) 、 起 模 、下 芯 都 困 難 。 幾 乎 所 有 造 型 機(jī) 都 對(duì) 砂 箱高 度 有 限 制 。 ） 受 力 構(gòu) 件 的 分 型 面 選 擇 不 應(yīng) 削 弱 鑄 件的 結(jié) 構(gòu) 強(qiáng) 度 B方 案 合 箱 時(shí) 微 小 的 偏 差 將 改 變 工 字 梁的 截 面 積 分 布 ） 注 意 減 輕 鑄 件 清 理 和 機(jī) 械 加 工 量 思 考 題 ） 為 什 么 要 設(shè) 分 型 面 ？ 怎 樣

23、 選 擇 分 型面 ） 澆 注 位 置 的 選 擇 或 確 定 為 何 受 到 鑄造 工 藝 人 員 的 重 視 ？ 應(yīng) 遵 循 哪 些 原 則 ？ ） 怎 樣 審 查 鑄 造 零 件 圖 樣 ？ 其 意 義 何在 ？ 砂 芯 設(shè) 計(jì) 及 鑄 造 工 藝 設(shè) 計(jì) 參 數(shù)第 一 節(jié) 砂 芯 設(shè) 計(jì) 砂 芯 的 功 用 是 形 成 鑄 件 的 內(nèi) 腔 、 孔 和 鑄 件 外 形不 能 出 砂 的 部 位 ， 砂 型 局 部 要 求 特 殊 性 能 的 部分 ， 有 時(shí) 也 用 砂 芯 。 砂 芯 應(yīng) 滿 足 以 下 要 求 ： 砂 芯 的 形 狀 、 尺 寸 以 及在 砂 型 中 的 位 置 應(yīng)

24、符 合 鑄 件 要 求 ， 具 有 足 夠 的強(qiáng) 度 和 剛 度 ， 在 鑄 件 形 成 過(guò) 程 中 砂 芯 所 產(chǎn) 生 的氣 體 能 及 時(shí) 排 除 型 外 ， 鑄 件 收 縮 時(shí) 阻 力 小 和 容易 清 砂 一 、 確 定 砂 芯 形 狀 （ 分 塊 ） 及 分 盒 面 選 擇的 基 本 原 則 總 的 原 則 是 ： 使 造 芯 到 下 芯 的 整 個(gè) 過(guò) 程方 便 ， 鑄 件 內(nèi) 腔 尺 寸 精 確 ， 不 致 造 成 氣孔 等 缺 陷 ， 使 芯 盒 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 。 （ 一 ） 保 證 鑄 件 內(nèi) 腔 尺 寸 精 度 凡 鑄 件 內(nèi) 腔 尺 寸 要 求 嚴(yán) 格 的 部 分 ，

25、應(yīng) 由同 一 半 砂 芯 形 成 。 避 免 為 分 盒 面 所 分 割 ，更 不 宜 劃 分 為 幾 個(gè) 砂 芯 。 （ 二 ） 保 證 操 作 方 便 復(fù) 雜 的 大 砂 芯 、 細(xì) 而 很 長(zhǎng) 的 砂 芯 可 分 為幾 個(gè) 小 而 簡(jiǎn) 單 的 砂 芯 （ 三 ） 保 證 鑄 件 壁 厚 均 勻 使 砂 芯 的 起 模 斜 度 和 模 樣 的 起 模 斜 度 大小 、 方 向 一 致 ， 保 證 鑄 件 壁 厚 均 勻 （ 四 ） 盡 量 減 少 砂 芯 數(shù) 目 用 砂 胎 （ 自 帶 砂 芯 ） 或 吊 砂 可 減 少 砂 芯 ， （ 五 ） 填 砂 面 應(yīng) 寬 敞 、 烘 干 支 撐

26、面 是 平 面 需 要 進(jìn) 爐 烘 干 的 大 砂 芯 （ 圖 ） ， 常 被 沿 最 大 截 面 切 分 為 兩 半 制 作 （ 六 ） 砂 芯 形 狀 適 應(yīng) 造 型 、 制 芯 方 法 高 速 造 型 線 限 制 下 芯 時(shí) 間 ， 常 把 若 干 個(gè)小 砂 芯 組 合 成 一 個(gè) 砂 芯 ， 以 便 節(jié) 約 下 芯時(shí) 間 。 二 、 芯 頭 設(shè) 計(jì) 芯 頭 ： 是 指 深 出 鑄 件 以 外 不 與 金 屬 液 接觸 的 砂 芯 部 分 。 對(duì) 芯 頭 的 要 求 是 ： ） 定 為 和 固 定 砂 芯 使 砂 芯 在 鑄 型 中 有準(zhǔn) 確 的 位 置 ， 并 能 承 受 砂 芯 重

27、力 及 澆 注時(shí) 液 體 金 屬 對(duì) 砂 芯 的 浮 力 ， 使 之 不 破 壞 。 ） 芯 頭 應(yīng) 能 及 時(shí) 排 出 澆 注 后 砂 芯 所 產(chǎn)生 的 氣 體 至 型 外 ） 上 下 芯 頭 及 芯 號(hào) 容 易 識(shí) 別 ， 不 致 下錯(cuò) 方 向 和 芯 號(hào) ） 下 芯 、 合 型 方 便 ， 芯 頭 應(yīng) 有 一 定 的斜 度 和 間 隙 。 芯 頭 可 分 為 垂 直 芯 頭 和 水 平 芯 頭 （ 一 ） 芯 頭 的 組 成 典 型 的 芯 頭 結(jié) 構(gòu) 如 圖 ， 它 包括 芯 頭 長(zhǎng) 度 、 斜 度 、 間 隙 、 壓 環(huán) 、 防 壓環(huán) 和 積 砂 槽 等 結(jié) 構(gòu) 、 芯 頭 長(zhǎng) 度

28、決 定 芯 頭 高 度 有 以 下 幾 點(diǎn) 值 得 注 意 ： ） 對(duì) 于 細(xì) 而 高 的 砂 芯 ， 上 下 部 都 應(yīng) 留有 芯 頭 （ 以 免 液 體 沖 擊 發(fā) 生 傾 斜 ） ） 對(duì) 于 粗 而 矮 的 砂 芯 ， 常 可 不 用 上 芯頭 ， 這 可 使 造 型 、 合 箱 方 便 ） 對(duì) 于 等 截 面 的 或 上 下 對(duì) 稱 的 砂 芯 ，為 下 芯 方 便 ， 上 下 芯 頭 可 用 相 同 的 高 度合 斜 度 。 、 芯 頭 斜 度 對(duì) 垂 直 芯 頭 ， 上 下 芯 頭 都 應(yīng) 設(shè) 有 斜 度 。 、 芯 頭 間 隙 、 壓 環(huán) 、 防 壓 環(huán) 和 積 砂 槽 （ 二

29、） 芯 頭 承 壓 面 積 計(jì) 算 芯 頭 的 承 壓 面 積 應(yīng) 足 夠 大 ， 以 保 證 在 金屬 液 最 大 浮 力 的 作 用 下 不 超 過(guò) 鑄 型 的 許用 壓 應(yīng) 力 。 由 于 砂 芯 的 強(qiáng) 度 通 常 都 大 于 鑄 型 的強(qiáng) 度 ， 故 只 核 算 鑄 型 的 許 用 壓 力 即 可 。 芯 頭 的 承 壓 面 積 S應(yīng) 滿 足 下 式kFS 芯壓 F芯 計(jì) 算 的 最 大 浮 芯 力 k 安 全 系 數(shù) 壓 鑄 型 的 許 用 應(yīng) 力 如 果 不 滿 足 條 件 ， 說(shuō) 明 芯 頭 尺 寸 過(guò) 小 ，應(yīng) 適 當(dāng) 放 大 芯 頭 。 （ 三 ） 特 殊 定 位 芯 頭

30、第 二 節(jié) 鑄 造 工 藝 參 數(shù) 設(shè) 計(jì) 鑄 造 工 藝 參 數(shù) ： 鑄 造 收 縮 率 機(jī) 械 加 工 余 量 起 模 斜 度 最 小 鑄 出 孔 的 尺 寸 工 藝 補(bǔ) 正 量 分 型 負(fù) 數(shù) 反 變 形 量 鑄 造 工 藝 參 數(shù) 的 選 擇（ 1） 加 工 余 量 指 為 保 證 鑄 件 加 工 面 尺 寸 和 零 件 精 度 ，在 鑄 件 工 藝 設(shè) 計(jì) 時(shí) 預(yù) 先 增 加 而 在 機(jī) 械 加 工 時(shí) 切 去 的 金屬 層 厚 度 。 零 件 上 需 要 加 工 的 表 面 ， 應(yīng) 需 有 適 當(dāng) 的 加 工 余 量 。鑄 件 加 工 余 量 的 大 小 取 決 于 鑄 件 的 材

31、 料 、 鑄 造 方 法 、鑄 件 尺 寸 與 復(fù) 雜 程 度 、 生 產(chǎn) 批 量 、 加 工 面 與 基 準(zhǔn) 面 的距 離 及 加 工 面 在 鑄 型 中 的 位 置 、 加 工 精 度 要 求 等 。 灰鑄 鐵 件 較 鑄 鋼 件 線 收 縮 率 小 、 熔 點(diǎn) 低 ， 鑄 件 表 面 較 光潔 、 平 整 ， 故 其 加 工 余 量 小 ， 鑄 鋼 件 因 澆 注 溫 度 高 、表 面 粗 糙 、 變 形 大 、 其 加 工 余 量 應(yīng) 比 鑄 鐵 件 大 ； 非 鐵合 金 鑄 件 表 面 光 潔 、 且 材 料 昂 貴 、 加 工 余 量 應(yīng) 比 鑄 鐵件 小 ； 鑄 件 的 尺 寸

32、愈 大 或 加 工 面 與 基 準(zhǔn) 面 的 距 離 愈 大 ，鐵 件 的 尺 寸 誤 差 也 愈 大 ， 故 余 量 也 應(yīng) 隨 之 加 大 ； （ ） 起 模 斜 度 （ 拔 模 斜 度 ） 為 使 模 樣 容易 從 鑄 型 中 取 出 或 型 芯 自 芯 盒 中 脫 出 ，平 行 于 起 模 方 向 在 模 樣 或 芯 盒 壁 上 的 斜度 稱 為 起 模 斜 度 。 凡 垂 直 于 分 型 面 （ 分盒 面 ） 的 沒(méi) 有 結(jié) 構(gòu) 斜 度 的 壁 均 應(yīng) 設(shè) 起 模斜 度 。 起 模 斜 度 的 大 小 ， 應(yīng) 根 據(jù) 模 壁 測(cè)量 面 高 度 、 模 樣 材 料 及 造 型 方 法 確

33、 定 。 3） 最 小 鑄 出 孔 及 槽 零 件 上 的 孔 、 槽 、 臺(tái)階 等 應(yīng) 從 鑄 件 質(zhì) 量 及 經(jīng) 濟(jì) 方 面 考 慮 。 較大 的 孔 、 槽 等 應(yīng) 鑄 出 來(lái) ， 以 便 節(jié) 約 金 屬和 機(jī) 構(gòu) 加 工 工 時(shí) ， 同 時(shí) 還 避 免 鑄 件 局 部過(guò) 厚 所 造 成 的 熱 節(jié) ， 提 高 鑄 件 的 質(zhì) 量 ，較 小 的 孔 槽 ， 則 不 宜 鑄 出 ， 直 接 加 工 反而 方 便 ； 如 有 特 殊 要 求 ， 且 無(wú) 法 實(shí) 行 機(jī)加 工 的 孔 如 彎 曲 孔 ， 則 一 定 要 鑄 出 。 （ 4） 收 縮 余 量 指 為 了 補(bǔ) 償 件 收 縮 ，

34、模樣 比 鑄 件 圖 樣 尺 寸 增 大 的 數(shù) 值 。 （ 5） 工 藝 補(bǔ) 正 量 由 于 工 藝 上 的 原 因 ， 在鑄 件 相 應(yīng) 部 位 非 加 工 面 上 增 加 的 金 屬 厚 度稱 為 工 藝 補(bǔ) 正 量 。 工 藝 補(bǔ) 正 量 可 粗 略 地 按下 述 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 來(lái) 確 定 ， e0.002L， 式 中 e為 工 藝 補(bǔ) 正 量 （ mm） ； L為 加 工 面 到 加工 基 準(zhǔn) 面 間 的 距 離 （ mm） （ 6） 分 型 負(fù) 數(shù) 指 為 抵 消 鑄 件 在 分 型 部 位 的 增厚 ， 在 模 樣 上 相 應(yīng) 減 去 的 尺 寸 。 砂 型 的 分 型 面一

35、般 不 可 能 很 平 整 ， 因 此 干 型 或 表 面 烘 干 型 合型 后 ， 上 下 型 不 能 密 合 ， 金 屬 液 就 有 可 能 從 分型 面 處 溢 出 ， 即 “ 跑 火 ” 。 為 了 防 止 跑 火 ， 就要 在 下 型 的 分 型 面 上 鋪 設(shè) 泥 條 、 油 泥 條 或 石 棉繩 等 ， 使 上 、 下 型 接 觸 面 密 封 ， 這 樣 就 使 上 箱抬 高 ， 增 加 了 鑄 件 的 高 度 或 鑄 件 頂 面 的 厚 度 。制 做 模 樣 時(shí) ， 為 了 使 模 樣 符 合 零 件 圖 上 尺 寸 的要 求 ， 在 模 樣 上 相 應(yīng) 減 去 這 個(gè) 抬 高 的 尺 寸 ， 即為 分 型 負(fù) 數(shù) 。 思 考 題 ） 芯 頭 是 長(zhǎng) 些 好 ， 還 是 短 些 好 ？ 間 隙留 大 好 ， 還 是 不 留 間 隙 好 ， 請(qǐng) 舉 例 說(shuō) 明 。 ） 壓 環(huán) 、 防 壓 環(huán) 、 積 砂 槽 各 起 什 么 作用 ？ 什 么 條 件 下 應(yīng) 用 ？ 不 用 他 們 行 不 行 ？ ） 要 想 使 單 件 生 產(chǎn) 的 大 鑄 件 不 報(bào) 廢 ，你 認(rèn) 為 應(yīng) 使 用 哪 些 鑄 造 工 藝 參 數(shù) ？