第三章鑄造工藝設計第一節、鑄造工藝設計概論一、鑄造工藝設計的概念

就是根據鑄造零件的特點、技術要求、生產批量和生產條件等，確定鑄造方案和工藝參數，繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡等技術文件的過程。二、設計依據1、生產任務①鑄造零件圖樣清晰無誤；②零件的技術要求明確合理③產品數量及生產期限2、生產條件①設備能力；②車間原料的應用情況和供應情況；③工人技術水平和生產經驗；④模具等工藝裝備制造車間的加工能力和生產經驗。3、考慮經濟性三、工作內容與任務1、產品鑄造工藝性分析，熟悉零件結構與技術要求；2、擬定合理的鑄造工藝方案；3、繪制鑄造工藝圖和鑄件圖；4、設計模樣、模板、芯盒和砂箱；5、繪制鑄型裝配圖（合箱圖）；6、編制鑄造工藝卡或鑄造工藝規程；7、編寫設計說明書。第二節、鑄造工藝方案的確定一、零件結構鑄造工藝性1、從避免缺陷方面審查鑄件結構①鑄件的壁厚應合理；②鑄造結構不應造成嚴重的收縮阻礙，注意壁厚過渡和圓角；③鑄件內壁應薄于外壁；④壁厚力求均勻，減小肥厚部分，防止形成熱節；⑤利于補縮和實現順序凝固；⑥防止鑄件翹曲變形；⑦避免澆注位置上有水平的大平面結構。2、從簡化鑄造工藝方面改進零件結構①改進妨礙起模的凸臺、凸緣和肋板的結構；②取消鑄件外表側凹；③改進鑄件內腔結構以減少砂芯；④減少和簡化分型面；⑤有利于砂芯的固定和排氣；⑥減少清理鑄件的工作量；⑦簡化模具的制造；⑧大型復雜件的分體鑄造和簡單小件的聯合鑄造。二、澆鑄位置的選擇①鑄件的重要部分應盡量置于下部；②鑄件的重要加工面應朝下或呈直立狀態；③使鑄件的大平面朝下，避免夾砂結疤類缺陷；④應保證鑄件能充滿；⑤應有利于鑄件的補縮；⑥避免用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯、合箱及檢驗；三、分型面的選擇1.應使鑄件全部或大部置于同一半型內；2.盡量減少分型面的數量；3.分型面應盡量采用平面；4.便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸；5.不使砂箱過高；6.受力件分型面的選擇不應削弱鑄件結構的強度；7.減輕鑄件清理和機械加工的工作量。四、鑄造工藝參數設計鑄造工藝參數：通常是指鑄造工藝設計時需要確定的某些數據，這些工藝數據一般都與模樣及芯盒尺寸有關，即與鑄件的精度有密切關系，同時也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過程有關。1、鑄件的尺寸公差指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差我國的鑄件尺寸公差標準GB6414－86粗精12345678910111213141516精度CT1CT162、機械加工余量為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，應有加工余量，即在鑄件工藝設計時預先增加的，而后在機械加工時又被切去的金屬層厚度，簡稱加工余量。加工余量過大，浪費金屬和加工工時，降低刀具壽命，過小不能完全去除鑄件表面缺陷，缺陷甚至露出鑄件表皮，達不到設計要求。3、鑄造收縮率鑄造收縮率K的定義是%100LLLKJJM×-=LMLJ模樣（或芯盒）工作面的尺寸鑄件尺寸4、起模斜度為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個斜度，稱為起模斜度。5、最小鑄出孔及槽零件上的孔、槽、臺階等，是鑄出來好，還是機械加工出來好？這應從品質及經濟角度等方面全面考慮。一般說來：

較大的孔、槽等應鑄出來，以便節約金屬和加工工時，同時還可以避免鑄件局部過厚所造成的熱節，提高鑄件質量孔、槽比較小，或者鑄件壁很厚，則不宜鑄出孔，直接依靠加工反而更方便生產批量最小鑄出孔直徑d/mm灰鑄鐵件鑄鋼件大量生產12～15成批生產15～3030～50單件、小批量生產30～5050鑄件的最小鑄出孔＊＊最小鑄出孔直徑指的是毛坯孔直徑6、工藝補正量

在單件、小批量生產中，由于選用的收縮率與鑄件的實際收縮率不符，或由于鑄件產生了變形、操作中的不可避免的誤差（如工藝上允許的錯型偏差、偏芯誤差）等原因，使得加工后的鑄件某些部分的厚度小于圖樣要求尺寸，嚴重時會因強度太弱而報廢。因工藝需要在鑄件相應非加工面上增加的金屬層厚度稱為工藝補正量。7、分型負數干砂型、表面烘干型以及尺寸很大的濕型，分型面由于烘烤、修整等原因一般都不很平整，上下型接觸面很不嚴密。為了防止澆注時跑火，合箱前需要在分型面之間墊以石棉繩、泥條或油灰條等，這樣在分型面處明顯地增大了鑄件的尺寸。為了保證鑄件尺寸精確，在擬定工藝時，為抵消鑄件在分型面部位的增厚（垂直于分型面的方向），在模樣上相應減去的尺寸,稱為分型負數8、反變形量

鑄造較大的平板類、床身類鑄件時，由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現變形。為了解決撓曲變形問題，在制造模樣時，按鑄件可能產生變形的相反方向作出反變形模樣，使鑄件冷卻后變形的結果正好將反變形抵消，得到符合設計要求的鑄件。這種在模樣上作出的預變形量稱為反變形量（又稱反撓度、反彎勢、假曲率）9、砂芯負數大型粘土砂芯在舂砂過程中砂芯向四周漲開，刷涂料以及在烘干過程中發生的變形，使砂芯四周尺寸增加。為了保證鑄件尺寸準確，將芯盒的長、寬尺寸減去一定量，這個被減去的尺寸稱為砂芯負數。砂芯負數只應用于大型粘土砂芯，其數值依工廠實際經驗確定流態砂芯、自硬砂芯、殼芯、熱芯盒砂芯及小的粘土砂芯均不采用砂芯負數。10、非加工壁厚的負余量在手工粘土砂造型、制芯過程中，為了取出木模（如芯盒中的肋板），要進行敲模，木模受潮時將發生膨脹，這些情況均會使型腔尺寸擴大，從而造成非加工壁厚的增加，使鑄件尺寸和重量超過公差要求。為了保證鑄件尺寸的準確性，凡形成非加工壁厚的木模或芯盒內的肋板厚度尺寸應該減小，即小于圖樣尺寸。所減小的厚度尺寸稱為非加工壁厚的負余量11、分芯負數對于分段制造的長砂芯或分開制造的大砂芯，在接縫處應留出分芯間隙量，即在砂芯的分開面處，將砂芯尺寸減去間隙尺寸，被減去的尺寸，稱為分芯負數。