铸造工艺(教学法)PPT讲座省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

铸造工艺学铸造工艺学主讲：主讲：河北工业大学材料加工与控制系河北工业大学材料加工与控制系 李日李日第1页铸造工艺学铸造工艺学l基础部分基础部分l提升部分提升部分第2页基础部分基础部分u铸造工艺基本概念及铸件生产基本流铸造工艺基本概念及铸件生产基本流程程u通用冒口设计通用冒口设计u浇注系统设计浇注系统设计u铸造工程师设计任务铸造工程师设计任务第3页铸造工艺基本概念及铸件生产基铸造工艺基本概念及铸件生产基本流程本流程铸造工艺基本概念铸造工艺基本概念由大球及套筒铸由大球及套筒铸件制造过程引出概念件制造过程引出概念铸造工艺流程图铸造工艺流程图浇注位置和分型面选择浇注位置和分型面选择对铸件零件处理对铸件零件处理砂芯设计砂芯设计第4页铸造工艺基本概念铸造工艺基本概念大球制造过程引出基本铸造工艺概念大球制造过程引出基本铸造工艺概念套筒工艺与大球工艺差异套筒工艺与大球工艺差异基本铸造工艺概念基本铸造工艺概念作业作业第5页铸造工艺基本概念铸造工艺基本概念由大球及套筒铸件制造过程引出概念由大球及套筒铸件制造过程引出概念 图图1 1000mm钢球体钢球体第6页图图2 形状不完备球形状不完备球砂箱砂箱耐火材料耐火材料第7页图图3 形状完备但取不出来球体形状完备但取不出来球体第8页图图4 分型面分型面分型面分型面第9页图图5 分型面分型面第10页图图6 造型造型第11页图图7 造型时分型面与造型时分型面与分模面平齐一致分模面平齐一致第12页图图8 造型时分型面与造型时分型面与分模面平齐一致分模面平齐一致分模面第13页图图9 球形空腔球形空腔第14页图图10 在球形空腔上置浇道在球形空腔上置浇道第15页图图11 更平稳浇注系统更平稳浇注系统第16页图图12 浇注系统经典形式浇注系统经典形式1、浇浇口口杯杯 2、直直浇浇道道 3、浇浇道道窝窝 4、横横浇浇道道 5、集渣包、集渣包 6、内浇道、内浇道第17页奥占公式：奥占公式：图图13 奥占公式奥占公式第18页图图13 无冒口系统时铸件无冒口系统时铸件第19页图图14 加入补缩源加入补缩源冒口冒口冒口冒口第20页 模数法设计冒口基本方法是：模数法设计冒口基本方法是：1）Mr=fMc Mr为冒口模数，为冒口模数，Mc为铸为铸件模数，件模数，f=1.0-1.2。2）冒口要提供足够补缩金属液：）冒口要提供足够补缩金属液：(Vc+Vr)+Ve=kF芯芯/压压 压压：湿型：湿型4060KPa;活化膨润土砂型活化膨润土砂型60100KPa；干砂型干砂型0.60.8MPa。k：安全系数：安全系数1.31.5第75页特殊定位芯头特殊定位芯头第76页砂箱制砂箱制作准备作准备型砂准备型砂准备模型制模型制作准备作准备芯盒制芯盒制作准备作准备芯砂准备芯砂准备芯骨制作芯骨制作制芯制芯下芯下芯合箱检验合箱检验合箱合箱浇注浇注冷却凝固冷却凝固落砂开箱落砂开箱去除浇冒口去除浇冒口表面清砂表面清砂（吹砂、喷丸、抛丸）（吹砂、喷丸、抛丸）清理打磨清理打磨去毛刺去毛刺热处理热处理铸件铸件机加工机加工熔炼熔炼造型造型铸造工艺流程图铸造工艺流程图:第77页第78页通用冒口设计通用冒口设计普通冒口设计普通冒口设计l正圆柱或立方体冒口设计正圆柱或立方体冒口设计l长杆（长板）、大圆环、立柱冒口设计长杆（长板）、大圆环、立柱冒口设计l真实铸件真实铸件复合体冒口设计复合体冒口设计l加强冒口补缩伎俩加强冒口补缩伎俩l冒口设计步骤冒口设计步骤l冷铁设计计算冷铁设计计算第79页正圆柱或立方体冒口设计正圆柱或立方体冒口设计铸件铸件小冒口小冒口Vr=Vc缩孔缩孔铸件补缩分析铸件补缩分析第80页VrVc缩孔缩孔当冒口体积与铸件当冒口体积与铸件体积成什么关系时体积成什么关系时能够使缩孔位置刚能够使缩孔位置刚好处于铸件顶部呢？好处于铸件顶部呢？冒口体积大于铸件体积时能够消除缩孔！冒口体积大于铸件体积时能够消除缩孔！第81页能够用体积作为冒口设计准则吗？冒口体积比铸件体积大，但显然冒口比铸件冒口体积比铸件体积大，但显然冒口比铸件先冷却，因冒口散热面积大。先冷却，因冒口散热面积大。第82页设计冒口尺寸准则设计冒口尺寸准则模数模数储热量储热量Q=mcT=Vc T，冒口和铸件同时开，冒口和铸件同时开始凝固，始凝固，V大则储热量大，大则储热量大，但假如冒口散热面积大则但假如冒口散热面积大则不能补缩。不能补缩。将体积和散热表面积结合将体积和散热表面积结合起来衡量凝固冷却能力即起来衡量凝固冷却能力即模数。模数。补缩条件：补缩条件：MrMc第83页设计冒口尺寸第二条件设计冒口尺寸第二条件补缩量补缩量当冒口体积与铸件当冒口体积与铸件体积成什么关系时体积成什么关系时能够使缩孔位置刚能够使缩孔位置刚好处于铸件顶部呢？好处于铸件顶部呢？第84页设计冒口尺寸第三条件设计冒口尺寸第三条件补缩通道角：决定冒口位置补缩通道角：决定冒口位置一样铸件一样冒口，安放位置不一样造成不一样补缩结果！第85页模数法设计冒口原理一、模数一、模数第86页二、模数法原理补缩通道角补缩通道角第87页MMr r=fM=fMc c 顶冒口：顶冒口：MMr r=(1.21)M=(1.21)Mc c 侧冒口：侧冒口：MMc c:M:Mn n:M:Mr r=1:1.1:1.2=1:1.1:1.2 内浇道经过冒口：内浇道经过冒口：MMc c:M:Mn n:M:Mr r=1:(11.03):1.2 =1:(11.03):1.2 冒口提供足够金属液：冒口提供足够金属液：(V(Vc c+V+Vr r)+V)+Ve e=V S横横 S内内 2）开放式：开放式：S直直S横横 S内。内。适于铝镁合金件适于铝镁合金件 3）半开放半封闭式：半开放半封闭式：S直直S内内而而S内内S直直 直浇道充满，用于小型铝镁合金产品。直浇道充满，用于小型铝镁合金产品。第123页按内浇口位置分类按内浇口位置分类顶注式浇注系统顶注式浇注系统底注式浇注系统底注式浇注系统中注式浇注系统中注式浇注系统阶梯式浇注系统阶梯式浇注系统缝隙式浇注系统缝隙式浇注系统第124页顶注式浇注系统第125页底注式浇注系统第126页中注式浇注系统第127页阶梯式浇注系统第128页缝隙式浇注系统第129页浇注系统设计计算浇注系统设计计算奥占公式奥占公式平均压头平均压头H Hp p计算计算浇注时间确定浇注时间确定流量系数确定流量系数确定第130页第131页奥赞公式奥赞公式阻流处金属液流速阻流处金属液流速v计算（伯努利方程）计算（伯努利方程）第132页充填下半型时，经过阻流截面金属质量充填下半型时，经过阻流截面金属质量m下下和浇注时间和浇注时间有以下关系有以下关系第133页充填上半型时，对应着最大压力头和最小压充填上半型时，对应着最大压力头和最小压力头有平均压力头力头有平均压力头 hP，则则综合上下半型公式有综合上下半型公式有第134页平均压头平均压头H Hp p计算计算总功：总功：下半型功：下半型功：上半型功：上半型功：第135页将上两式代入总功，则：将上两式代入总功，则：对于底注式对于底注式P=C，故，故对于顶注式对于顶注式P=0，故，故第136页浇注时间确定浇注时间确定第137页对其它合金铸件，有经验公式对其它合金铸件，有经验公式A、B、P、n系数见教材表系数见教材表3-4-4、表表3-4-5。第138页用金属液在型内上升速度来校核用金属液在型内上升速度来校核充填时间充填时间铸铁铸钢最小上升速度见教材表铸铁铸钢最小上升速度见教材表3-4-6、表表3-4-7第139页流量系数确定流量系数确定第140页第141页1、选择浇注系统类型、选择浇注系统类型2、确定内浇道在铸件上位置、数目和金属引、确定内浇道在铸件上位置、数目和金属引入方向入方向3、决定直浇道位置和高度（压力角）、决定直浇道位置和高度（压力角）4、计算浇注时间并核实金属上升速度、计算浇注时间并核实金属上升速度5、计算阻流截面积、计算阻流截面积S阻阻6、确定浇口比并计算各组元截面积、确定浇口比并计算各组元截面积7、绘出浇注系统图形、绘出浇注系统图形浇注系统计算步骤浇注系统计算步骤第142页第143页铸造工程师设计任务铸造工程师设计任务l铸造工程师应该完成设计任务铸造工程师应该完成设计任务l铸件零件结构铸造工艺性铸件零件结构铸造工艺性l对铸件零件处理对铸件零件处理零件转化为铸件零件转化为铸件第144页铸造工程师应该完成设计任务铸造工程师应该完成设计任务l铸造工艺图铸造工艺图l铸型装配图铸型装配图l铸造工艺卡铸造工艺卡l铸件图铸件图第145页第146页第147页第148页第149页第150页第151页第152页第153页第154页铸件零件结构铸造工艺性铸件零件结构铸造工艺性l零件结构是否允许制造零件结构是否允许制造l零件结构是否轻易制造零件结构是否轻易制造第155页零件结构是否允许制造零件结构是否允许制造做不出来东西必须向设计者说明，必做不出来东西必须向设计者说明，必须改结构须改结构先将要填孔填实先将要填孔填实,即小于最小铸出孔孔即小于最小铸出孔孔填实填实充型充型中空部位能不能下芯子中空部位能不能下芯子,比如纯空心球比如纯空心球和过长单臂悬芯和过长单臂悬芯造型造型第156页最小允许壁厚最小允许壁厚(铸造工艺手册铸造工艺手册)充型充型 其它详细分析如高铬铸铁件不能进行其它详细分析如高铬铸铁件不能进行机加工切断冒口等机加工切断冒口等教材表教材表3-2-1：砂型铸造时铸件最小允：砂型铸造时铸件最小允许壁厚许壁厚;临界壁厚临界壁厚=3*最小壁厚最小壁厚;若超出临界壁厚若超出临界壁厚则铸件中心部分晶粒粗大，常出现缩孔、则铸件中心部分晶粒粗大，常出现缩孔、缩松现象。缩松现象。设计受力铸件时，不可单纯用增厚方法设计受力铸件时，不可单纯用增厚方法来增加铸件强度如图来增加铸件强度如图3-2-1。第157页第158页零件结构是否轻易制造零件结构是否轻易制造凝固过程要求凝固过程要求充型过程要求充型过程要求操作过程要求操作过程要求能做但不好做能做但不好做,尽可能改但假如要求也要想方法做尽可能改但假如要求也要想方法做第159页凝固过程要求铸件结构不铸件结构不应造成严重应造成严重收缩妨碍收缩妨碍,注意壁厚过注意壁厚过渡和圆角。渡和圆角。第160页第161页铸件内壁应薄于外壁铸件内壁应薄于外壁(为易于补缩可放为易于补缩可放冷铁冷铁)，教材表，教材表3-2-2。第162页壁厚力争均匀壁厚力争均匀,降低肥厚部分降低肥厚部分,预防形成预防形成热节热节(可降低冒口可降低冒口)第163页有利于补缩和实现次序凝固有利于补缩和实现次序凝固第164页预防铸件翘曲变形预防铸件翘曲变形第165页防止浇注位置上有水平大平面结构防止浇注位置上有水平大平面结构第166页操作过程要求取消铸取消铸件外表件外表侧凸侧凸第167页改进妨碍起模凸台、凸缘和肋板结构改进妨碍起模凸台、凸缘和肋板结构第168页改进铸件内腔结构以降低砂芯改进铸件内腔结构以降低砂芯第169页降低和简化分型面降低和简化分型面第170页第171页有利于砂芯固定和排气有利于砂芯固定和排气第172页第173页降低清理铸件工作量降低清理铸件工作量第174页简化模具制造简化模具制造;图图3-2-16第175页大型复杂件分体铸造和简单小件联合铸大型复杂件分体铸造和简单小件联合铸造造铸铁床身铸铁床身第176页255吨吨第177页对铸件零件处理对铸件零件处理基本原理基本原理零件结构引发铸造工艺参数零件结构引发铸造工艺参数造型引发铸造工艺参数造型引发铸造工艺参数制芯引发铸造工艺参数制芯引发铸造工艺参数凝固过程引发铸造工艺参数凝固过程引发铸造工艺参数加工及验收引发铸造工艺参数加工及验收引发铸造工艺参数零件转化为铸件零件转化为铸件第178页基本原理基本原理铸造工艺流程图是组成整体铸造工艺铸造工艺流程图是组成整体铸造工艺参数总纲参数总纲主要影响步骤有：零件结构、造型、主要影响步骤有：零件结构、造型、制芯、凝固过程、机加工、铸件验收制芯、凝固过程、机加工、铸件验收要求等。要求等。第179页砂箱制砂箱制作准备作准备型砂准备型砂准备模型制模型制作准备作准备芯盒制芯盒制作准备作准备芯砂准备芯砂准备芯骨制作芯骨制作制芯制芯下芯下芯合箱检验合箱检验合箱合箱浇注浇注冷却凝固冷却凝固落砂开箱落砂开箱去除浇冒口去除浇冒口表面清砂表面清砂（吹砂、喷丸、抛丸）（吹砂、喷丸、抛丸）清理打磨清理打磨去毛刺去毛刺热处理热处理铸件铸件机加工机加工熔炼熔炼造型造型第180页零件结构引发铸造工艺参数零件结构引发铸造工艺参数最小铸出孔及槽（表最小铸出孔及槽（表3-3-8）第181页工艺补正量：工艺补正量：e(12),l/b(12),l/b2；或；或2 2）a/b(23),l/b1a/b(23),l/b150150个，个，为好；当球为好；当球数数9015090150个个为中；为中；9090个个为差。为差。第220页灰/蠕/球铁体积膨胀是不可忽略试验表明：每析出试验表明：每析出1%1%质量石墨，铸铁质量石墨，铸铁体积增大约体积增大约2%2%；强度很高湿型，抗压强度约为强度很高湿型，抗压强度约为0.6MPa0.6MPa，模数为，模数为1cm1cm球铁或模数为球铁或模数为1.5cm1.5cm灰铁灰铁即可超出其承压能力；即可超出其承压能力；1MPa=9.87atm1MPa=9.87atm第221页第222页铸铁冒口与铸钢冒口差异铸铁冒口与铸钢冒口差异第223页铸铁件冒口补缩三种路径铸铁件冒口补缩三种路径不计膨胀，按铸钢件方式即模数补缩；不计膨胀，按铸钢件方式即模数补缩；直接实用冒口：只补缩液态一次收缩，液态直接实用冒口：只补缩液态一次收缩，液态收缩停顿，冒口颈及时冻结；收缩停顿，冒口颈及时冻结；控制压力冒口：综合考虑收缩与膨胀差值进控制压力冒口：综合考虑收缩与膨胀差值进行补缩；行补缩；第224页直接实用冒口直接实用冒口实用条件实用条件冒口体设计冒口体设计冒口颈设计冒口颈设计冒口位置选择冒口位置选择第225页实用条件薄壁铸件：薄壁铸件：球铁球铁M0.48cmM0.48cm；灰铁灰铁M0.75cmM8585第237页1、冶金质量、冶金质量 好：取下好：取下 限；限；2、冶金质量、冶金质量 差：取上差：取上 限；限；3、普通：中点；、普通：中点；4、应靠近厚大部、应靠近厚大部 位；冒口有效位；冒口有效5、体积、体积所需补所需补 缩体积缩体积 冒口体设计冒口体设计第238页冒口颈设计冒口颈设计采取短冒口颈采取短冒口颈第239页冒口位置和数量设计冒口位置和数量设计控制压力冒口补缩距离控制压力冒口补缩距离冒口位置和数量设计冒口位置和数量设计第240页控制压力冒口补缩距离控制压力冒口补缩距离凝固部位凝固部位向冒口回向冒口回填铁液输填铁液输送距离。送距离。右图为球右图为球铁补缩距铁补缩距离离第241页灰铁补缩距离灰铁补缩距离第242页冒口位置和数量设计冒口位置和数量设计冒口位置：模数大位置冒口位置：模数大位置 冒口数目：用铁液输送距离结合模冒口数目：用铁液输送距离结合模 数数体积图定（如后图）体积图定（如后图）第243页 可在可在M M1 1处不放冒口处不放冒口第244页均衡凝固冒口理论由来均衡凝固冒口理论由来较为符合实际铸铁件凝固过程较为符合实际铸铁件凝固过程动态叠加原理图动态叠加原理图3-5-353-5-35第245页关于浇注系统流动特点讨论关于浇注系统流动特点讨论浇注系统经典结构由来浇注系统经典结构由来金属液经过浇注系统进入型腔时发生金属液经过浇注系统进入型腔时发生现象现象浇注系统作用浇注系统作用金属液流经浇注系统各结构单元特点金属液流经浇注系统各结构单元特点分析分析第246页浇注系统经典结构由来浇注系统经典结构由来不要浇注系统，直接将金属液灌入铸型行不不要浇注系统，直接将金属液灌入铸型行不行？如图，显然不行。行？如图，显然不行。不可成形！不可成形！第247页 假如只设计直浇道，则只能是顶注式，假如只设计直浇道，则只能是顶注式，假如铸件太高，则冲击铸型，为了能从不一假如铸件太高，则冲击铸型，为了能从不一样样高度引入，所以要设置内浇道。高度引入，所以要设置内浇道。第248页 假如为了分配流股或流量，由单直浇道底部分出假如为了分配流股或流量，由单直浇道底部分出多个内浇道，造型掉砂也不易控制流股；而且假如需多个内浇道，造型掉砂也不易控制流股；而且假如需要从铸件不一样部位引入时，则为多个直浇道，多个要从铸件不一样部位引入时，则为多个直浇道，多个内内浇道，操作烦琐。浇道，操作烦琐。铸件铸件第249页 直浇道直浇道横浇道横浇道内浇道内浇道比较完备。能够从比较完备。能够从任何高度引入，能够控制流速，能够灵活控制引入任何高度引入，能够控制流速，能够灵活控制引入引入股数量。引入股数量。第250页金属液经过浇注系统进入型腔时金属液经过浇注系统进入型腔时发生现象发生现象金属液冲入铸型；金属液冲入铸型；渣进入铸型；渣进入铸型；气体被冲入铸型；气体被冲入铸型；第251页浇注系统作用浇注系统作用按要求时间导入金属液；按要求时间导入金属液；平稳引入；平稳引入；挡渣；挡渣；挡气。挡气。第252页金属液流经浇注系统各结构单元特金属液流经浇注系统各结构单元特点分析点分析渣特点渣特点比比合金液轻渣合金液轻渣浮在表面，量比较大，浮在表面，量比较大，用漏包浇注或浇注系统或过滤网挡渣；用漏包浇注或浇注系统或过滤网挡渣；比比合金液重渣合金液重渣沉在浇包底部，转包沉在浇包底部，转包不会引入，漏包会引入；不会引入，漏包会引入；与合金液相当渣与合金液相当渣需要净化合金液：需要净化合金液：过滤网。茶壶嘴浇包能够克服轻渣和过滤网。茶壶嘴浇包能够克服轻渣和重渣不利影响。重渣不利影响。第253页浇包中流动特点浇包中流动特点转包；转包；漏包；漏包；茶壶嘴浇包；茶壶嘴浇包；第254页浇口杯浇口杯流动特点流动特点漏斗形：挡渣挡气均不好；漏斗形：挡渣挡气均不好；盆形；盆形；第255页预防水平旋涡方法第256页浇口杯中很好挡渣形式浇口杯中很好挡渣形式拔塞、浮塞、铁隔片式拔塞、浮塞、铁隔片式第257页筛网式筛网式第258页闸门和堤坝式闸门和堤坝式第259页直浇道中流动特点直浇道中流动特点第260页直浇道窝中流动特点直浇道窝中流动特点第261页直浇道窝设计形式直浇道窝设计形式第262页横浇道中金属流动特点横浇道中金属流动特点横浇道作用：稳流，捕渣（中小铸件横浇道作用：稳流，捕渣（中小铸件多不用复杂浇口杯）；多不用复杂浇口杯）；渣在横浇道中速度：上浮渣在横浇道中速度：上浮V浮浮、平动、平动V横横；存在内浇道吸动区；存在内浇道吸动区；第263页第264页怎样利用横浇道阻渣怎样利用横浇道阻渣横浇道应呈充满状态；横浇道应呈充满状态；流速要低，充分上浮；流速要低，充分上浮；圆盘形铸件内浇道旋转进入；圆盘形铸件内浇道旋转进入；第265页阻渣位置：横浇道开始段阻渣；末端延长段阻渣位置：横浇道开始段阻渣；末端延长段第266页封闭式和开放式内浇道位置封闭式和开放式内浇道位置第267页强化阻渣方法过滤网过滤网第268页第269页集渣包集渣包第270页内浇口特点基本无阻渣作用浇口比影响：轻合金铸件惯用开放式浇注系浇口比影响：轻合金铸件惯用开放式浇注系统；统；内浇道流量不均匀性：普通情况下远离直内浇道流量不均匀性：普通情况下远离直浇道内浇口流量大于靠近直浇道内浇口；浇道内浇口流量大于靠近直浇道内浇口；内浇口基本设计标准（见教材）内浇口基本设计标准（见教材）第271页铸造工艺装备设计铸造工艺装备设计概论概论模样及模板模样及模板砂箱砂箱芯盒芯盒其它工艺装备其它工艺装备第272页概论概论铸造工艺装备（铸造工艺装备（foundry rigging）是）是造型、造芯及合箱过程中所使用模具和造型、造芯及合箱过程中所使用模具和装置总称。包含模样、模板、模板框、装置总称。包含模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板（器）、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板（器）、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。另外，芯及检验样板、套箱、压铁等。另外，芯盒及烘干器钻模和修整标准也属于铸造盒及烘干器钻模和修整标准也属于铸造工艺装备。工艺装备。第273页模样模样模板模板模样模样模板模板材质选择材质选择金属模结构设计金属模结构设计模样（芯盒）尺寸标注模样（芯盒）尺寸标注对模板要求对模板要求模板种类模板种类（教材表（教材表3-6-4）模底板结构模底板结构模板和砂箱定位模板和砂箱定位设计模板图注意事项设计模板图注意事项第274页材质材质选择选择木模：单件、小批生产各种铸件木模：单件、小批生产各种铸件菱苦土模：单件小批大中模样菱苦土模：单件小批大中模样金属模样：大量成批生产铸件金属模样：大量成批生产铸件塑料模：成批生产中小模样塑料模：成批生产中小模样聚苯乙烯泡沫塑料模（消失模）：聚苯乙烯泡沫塑料模（消失模）：中小铸件和单件生产中、大型铸钢中小铸件和单件生产中、大型铸钢件。件。第275页金属模金属模结构设计结构设计模样本体结构类型模样本体结构类型壁厚及加强肋壁厚及加强肋固定和定位孔固定和定位孔第276页第277页模样部分表面模样部分表面凹入分型面以下凹入分型面以下分型面以上模样分型面以上模样过薄，加工固定过薄，加工固定困难困难分型面通分型面通过模样圆角过模样圆角很小模样，很小模样，为便于加工为便于加工定位等定位等第278页壁厚及壁厚及加强肋加强肋1、除薄小模样、除薄小模样（小于小于5050mm或高度或高度低于低于30mm）以外，都应制成空心以外，都应制成空心结构。结构。2、平均轮廓尺寸大于、平均轮廓尺寸大于150mm模模样，内部设加强肋，形式和模样，内部设加强肋，形式和模样壁厚选择见图样壁厚选择见图3-6-3。3、落地肋落地肋适合用于高度低于适合用于高度低于100mm且且 长宽尺寸较大模样。长宽尺寸较大模样。稍高于模样底面肋稍高于模样底面肋，适合用于中，适合用于中 小模样，肋高度小于小模样，肋高度小于75mm 距底面距底面510mm。第279页壁厚及壁厚及加强肋加强肋4、高压造型用模样壁厚应比图、高压造型用模样壁厚应比图3-6-3所给大所给大50%100%；加强肋采取落地；加强肋采取落地式。式。5、依模样大小和使用要求来布置加、依模样大小和使用要求来布置加强肋，肋距强肋，肋距150400mm，厚度为，厚度为0.81.0倍模样壁厚。倍模样壁厚。第280页第281页固定固定和定和定位孔位孔1、模样向模底板、模样向模底板固定固定螺钉或螺栓螺钉或螺栓模样和模底板模样和模底板定位定位定位销。定位销。2、螺栓直径螺栓直径0.81.0倍模样壁厚尺寸；倍模样壁厚尺寸；螺栓孔螺栓孔尺寸精度尺寸精度中等精度；中等精度；螺栓孔螺栓孔位置位置尽可能靠近模样四面，均尽可能靠近模样四面，均 匀分布，不要和模板底部肋条相碰。匀分布，不要和模板底部肋条相碰。3、模样和模地板固定时钻孔方法：、模样和模地板固定时钻孔方法：上固定法（上固定法（图图3-6-4a）；）；下固定法（下固定法（图图3-6-4b）。）。第282页优点：便于选择优点：便于选择螺孔位置，钻孔螺孔位置，钻孔和装配方便。和装配方便。缺点：破坏缺点：破坏模样工作表面，模样工作表面，叙用塑料或铝叙用塑料或铝等填平。等填平。优点：便于选择优点：便于选择螺孔位置，钻孔螺孔位置，钻孔和装配方便。和装配方便。缺点：破坏缺点：破坏模样工作表面，模样工作表面，叙用塑料或铝叙用塑料或铝等填平。等填平。第283页模样模样（芯（芯盒）盒）尺尺寸标寸标注注模样（芯盒）尺寸模样（芯盒）尺寸（所标注尺寸（所标注尺寸 应便于测量）应便于测量）关联尺寸关联尺寸（与铸件相关）（与铸件相关）Lm=(LjLy)(1+K)非关联尺寸非关联尺寸（与铸件无关）（与铸件无关）金属模样工作表面尺寸偏差：教材表金属模样工作表面尺寸偏差：教材表3-6-2分模面平面度要求：教材表分模面平面度要求：教材表3-6-3模样在模底板上装配偏差模样在模底板上装配偏差浇冒口模尺寸偏差浇冒口模尺寸偏差浇冒口模被分装在上下模板时尺寸偏差浇冒口模被分装在上下模板时尺寸偏差其余部位尺寸偏差其余部位尺寸偏差第284页第285页第286页第287页模底板模底板结构结构1、模底板应有：与砂箱定位用、模底板应有：与砂箱定位用定位销、同造型机连接用突耳、定位销、同造型机连接用突耳、供运输用吊轴和手把、顶杆起供运输用吊轴和手把、顶杆起模用通道等。翻转式造型机用模用通道等。翻转式造型机用模板应有与固定砂箱用机构或模板应有与固定砂箱用机构或突耳等。突耳等。2、模底板高度和模板框高度应、模底板高度和模板框高度应满足造型机工艺要求。满足造型机工艺要求。第288页模板和砂模板和砂箱定位箱定位直接定位法：定位销（套）直接安装直接定位法：定位销（套）直接安装 在模底板上。在模底板上。间接定位法：定位销（套）安装在间接定位法：定位销（套）安装在模板框上，模板和模板框之间另有模板框上，模板和模板框之间另有定位。定位。详细定位精度要求见教材详细定位精度要求见教材第289页设计模设计模板图板图注意事注意事项项1、模样和浇冒口模位置、尺寸是否符合、模样和浇冒口模位置、尺寸是否符合 铸造工艺图要求，吃砂量是否适当。铸造工艺图要求，吃砂量是否适当。2、上下模板上模样布局、方向、尺寸标、上下模板上模样布局、方向、尺寸标 注是否一致，能否满足合箱要求。注是否一致，能否满足合箱要求。3、依据造型机要求，验算模板高度应低于、依据造型机要求，验算模板高度应低于 起模高度等。起模高度等。4、直浇道位置，合箱后应靠近浇注平台、直浇道位置，合箱后应靠近浇注平台 一侧。一侧。5、各种螺钉、定位元件位置是否适当？、各种螺钉、定位元件位置是否适当？装卸方便否？装卸方便否？第290页砂箱砂箱设计和选取砂箱基本标准设计和选取砂箱基本标准类型选择类型选择砂箱结构砂箱结构砂箱设计内容：选择类型和材质，确定砂箱设计内容：选择类型和材质，确定 砂箱尺寸。结构设计，砂箱尺寸。结构设计，定位和紧固定位和紧固1、专用砂箱和通用砂箱、专用砂箱和通用砂箱2、依制造方法：整铸式、依制造方法：整铸式、焊接式、装配式焊接式、装配式3、依造型方法和使用条件分：、依造型方法和使用条件分：手工造型用、机器造手工造型用、机器造 型用、高压及气冲造型用、高压及气冲造 型用砂箱。型用砂箱。（图图3-6-11，图图3-6-12）第291页第292页第293页设计和设计和选取砂选取砂箱基箱基本标准本标准1、满足铸造工艺要求。如砂箱和模样间应有满足铸造工艺要求。如砂箱和模样间应有 足够吃砂量、箱带不妨碍浇冒口安足够吃砂量、箱带不妨碍浇冒口安 放、不严重妨碍铸件收缩等。放、不严重妨碍铸件收缩等。2、尺寸和结构应符合造型机、起重设备、尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备要求。砂箱尺寸形状是设计和烘干设备要求。砂箱尺寸形状是设计和 选购造型机主要依据。为此，大量生产选购造型机主要依据。为此，大量生产 中应对计划在造型线上生产全部铸件逐中应对计划在造型线上生产全部铸件逐 一进行铸造工艺分析，以确定共用砂箱一进行铸造工艺分析，以确定共用砂箱 尺寸和形状。尺寸和形状。3、有足够强度和刚度，使用中确保不停裂、有足够强度和刚度，使用中确保不停裂 或发生过大变形。或发生过大变形。4、对型砂有足够附着力，使用中不掉砂或、对型砂有足够附着力，使用中不掉砂或 塌箱，又要便于落砂。为此，只在大砂箱塌箱，又要便于落砂。为此，只在大砂箱 中才设置箱带。中才设置箱带。5、经久耐用，便于制造。、经久耐用，便于制造。6、应尽可能标准化、系列化和通用化。、应尽可能标准化、系列化和通用化。第294页砂箱砂箱结构结构砂箱名义尺寸：砂箱名义尺寸：分型面上砂箱内框尺寸乘砂箱高度。分型面上砂箱内框尺寸乘砂箱高度。确定时要考虑一箱内放置铸件个数和吃砂量，确定时要考虑一箱内放置铸件个数和吃砂量，数据见表数据见表3-6-5。（长宽是（长宽是50或或100倍数，高度是倍数，高度是20或或50倍数）倍数）箱壁箱壁箱带箱带砂箱定位砂箱定位搬运、翻箱结构搬运、翻箱结构砂箱紧固砂箱紧固手把用于小型砂箱手把用于小型砂箱吊轴用于中大砂箱吊轴用于中大砂箱吊环用于重型砂箱吊环用于重型砂箱第295页箱壁箱壁1、普通砂箱壁形式见、普通砂箱壁形式见图图3-6-13；高压气冲造型砂箱壁形式见高压气冲造型砂箱壁形式见图图3-6-14。2、经验：、经验：1）简易手工造型砂箱，惯用较厚直箱壁，不）简易手工造型砂箱，惯用较厚直箱壁，不设内外突缘，制造简便，轻易落砂；设内外突缘，制造简便，轻易落砂；2）普通机）普通机器造型砂箱，惯用向下扩大倾斜壁，底部设突缘，器造型砂箱，惯用向下扩大倾斜壁，底部设突缘，预防塌箱，确保刚性，便于落砂，箱壁上留出气预防塌箱，确保刚性，便于落砂，箱壁上留出气孔；孔；3）中箱箱壁多为直壁，上下都设突缘。大）中箱箱壁多为直壁，上下都设突缘。大砂箱内应有箱带以预防塌箱。中箱因无贯通箱带，砂箱内应有箱带以预防塌箱。中箱因无贯通箱带，刚度小，故应加厚；刚度小，故应加厚；4）高压造型和气冲造型用砂箱，尽可能不加箱）高压造型和气冲造型用砂箱，尽可能不加箱带，方便落砂。因受力大，要求刚度大。小砂箱带，方便落砂。因受力大，要求刚度大。小砂箱用单层壁，大砂箱用双层壁。箱壁上不设出气孔。用单层壁，大砂箱用双层壁。箱壁上不设出气孔。箱壁箱壁第296页第297页箱带箱带（箱（箱档、档、箱肋）箱肋）1、平均内框尺寸小于、平均内框尺寸小于500mm普通砂箱、小普通砂箱、小 于于1250mm高压造型用砂箱可不设箱带；高压造型用砂箱可不设箱带；2、专用砂箱随形模样，吃砂量为：顶面、专用砂箱随形模样，吃砂量为：顶面15 40mm，侧面，侧面2045mm，底部，底部2545mm。高箱带部位开窗口（高箱带部位开窗口（图图3-6-15）；）；3、通用箱带高度取、通用箱带高度取0.250.3倍砂箱高度，箱带倍砂箱高度，箱带 至冒口、浇口杯模距离应大于至冒口、浇口杯模距离应大于3040mm;4、宽度小于、宽度小于500mm砂箱，只在箱内设横向砂箱，只在箱内设横向 箱带。大型砂箱带可布成方格形或长方格箱带。大型砂箱带可布成方格形或长方格 形；圆砂箱内箱带可布成扁形格；大砂形；圆砂箱内箱带可布成扁形格；大砂 箱带可用装配式。箱带间距箱带可用装配式。箱带间距120600mm。箱带（箱档、箱肋）箱带（箱档、箱肋）第298页第299页砂箱砂箱定位定位1、定位方法：泥号、楔榫、箱垛、定位方法：泥号、楔榫、箱垛、箱锥、止口及定位销等；箱锥、止口及定位销等；2、机器造型只用定位销：插销和座销、机器造型只用定位销：插销和座销 （图图3-6-16）；箱耳布置在砂箱两侧，）；箱耳布置在砂箱两侧，一端装圆孔定位销，一端装长孔导一端装圆孔定位销，一端装长孔导 向套。向套。3、手工造型和抛砂造型用砂箱无须装销套，、手工造型和抛砂造型用砂箱无须装销套，直接在箱耳上钻孔和切槽。直接在箱耳上钻孔和切槽。砂箱定位砂箱定位第300页第301页砂箱砂箱紧固紧固1、上箱自重法和压铁法用于小件；、上箱自重法和压铁法用于小件；2、机器造型时用悬链和机械手搬放压、机器造型时用悬链和机械手搬放压 铁；也可用手工夹紧法，其中以楔铁；也可用手工夹紧法，其中以楔 形箱卡应用最广（形箱卡应用最广（图图3-6-18）；）；3、其它夹紧法见、其它夹紧法见图图3-6-19、20。砂箱紧固砂箱紧固第302页第303页第304页芯盒芯盒芯盒芯盒设计步骤：确定类型、材质，选取分盒面，设计步骤：确定类型、材质，选取分盒面，芯盒结构设计和工作尺寸计算等。芯盒结构设计和工作尺寸计算等。芯盒类型和材质芯盒类型和材质芯盒结构设计芯盒结构设计普通金属芯盒精度普通金属芯盒精度热芯盒和壳芯盒特点热芯盒和壳芯盒特点第305页芯盒芯盒类类型和型和材质材质1、普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒；、普通芯盒、热芯盒、壳芯盒和冷芯盒；图图3-6-21；2、中小芯盒多用铝合金铸造；、中小芯盒多用铝合金铸造；3、大芯盒多用铸铁制造；、大芯盒多用铸铁制造；4、铜合金及钢材多用于制作芯盒中镶、铜合金及钢材多用于制作芯盒中镶 块和活块。块和活块。第306页第307页芯盒芯盒结构结构设计设计普通金属芯盒实例普通金属芯盒实例图图3-6-22芯盒本体结构芯盒本体结构芯盒外围结构芯盒外围结构壁厚、加强肋和边缘壁厚、加强肋和边缘活块、镶块活块、镶块定位、夹紧结构定位、夹紧结构手柄、吊轴手柄、吊轴第308页第309页第310页第311页普通金普通金属芯盒属芯盒精度精度1、芯盒内腔工作表面尺寸偏差见表、芯盒内腔工作表面尺寸偏差见表3-6-2；分盒面平面度见表分盒面平面度见表3-6-3；2、分盒面间隙应小于、分盒面间隙应小于0.1mm;3、两半芯盒重合性尺寸偏差、两半芯盒重合性尺寸偏差 分盒面上工作内腔分盒面上工作内腔 平均轮廓尺寸（长平均轮廓尺寸（长+宽）宽）/2 偏差偏差/mm 300 0.05 301500 500 0.124、第一套芯盒定位销中心距偏差不超出、第一套芯盒定位销中心距偏差不超出 0.05；不使用成型烘干器对开芯盒，；不使用成型烘干器对开芯盒，定位销孔中心距偏差为定位销孔中心距偏差为0.25；5、活块与窝座间隙不超出、活块与窝座间隙不超出0.20.3mm.第312页热芯盒热芯盒和和壳芯盒壳芯盒特点特点1、设计芯盒时，首先熟悉机器工艺特征、设计芯盒时，首先熟悉机器工艺特征 和对芯盒要求；和对芯盒要求；2、芯盒组成（、芯盒组成（图图3-6-25）；）；3、芯盒材质：本体灰铸铁，镶块用钢或导、芯盒材质：本体灰铸铁，镶块用钢或导 热性好铜合金；定位销、套、顶芯杆、热性好铜合金；定位销、套、顶芯杆、回位导杆可用回位导杆可用T8或或T10钢，钢，45钢，淬火钢，淬火 达达5055HRC;4、依机型选取垂直分盒面或水平分盒面。、依机型选取垂直分盒面或水平分盒面。要求砂芯开盒后留在动芯盒内，方便顶要求砂芯开盒后留在动芯盒内，方便顶 出砂芯，采取出砂芯，采取6种办法（见教材）；种办法（见教材）；5、射（吹）砂口：在芯头处，免于修补、射（吹）砂口：在芯头处，免于修补 砂芯。射口尺寸预防砂流回弹；砂芯。射口尺寸预防砂流回弹；第313页6、加热方式和芯盒厚；、加热方式和芯盒厚；7、工作内腔尺寸：只考虑铸造收缩率；、工作内腔尺寸：只考虑铸造收缩率；8、芯盒定位：在静芯盒上装销，在动芯盒、芯盒定位：在静芯盒上装销，在动芯盒 上装套，销直径为上装套，销直径为15mm、20mm （图图3-6-26、图图3-6-27）；）；9、排气：分盒面上开排气槽，内腔死角处、排气：分盒面上开排气槽，内腔死角处 装排气塞等。芯盒内总排气道面积应为装排气塞等。芯盒内总排气道面积应为 射口面积射口面积0.10.2倍；倍；10、尺寸精度：内腔尺寸公差见表、尺寸精度：内腔尺寸公差见表3-6-6；其余尺寸公差同普通芯盒；分盒面间其余尺寸公差同普通芯盒；分盒面间 隙：芯盒尺寸小于隙：芯盒尺寸小于500mm时，间隙不时，间隙不 大于大于0.05mm，芯盒尺寸大于芯盒尺寸大于500mm 时，间隙小于时，间隙小于0.1mm。热芯盒热芯盒和和壳芯盒壳芯盒特点特点第314页第315页第316页第317页第318页其它其它工艺工艺装备装备1、高压造型用直浇道模和浇口杯模高压造型用直浇道模和浇口杯模2、压砂板和成型压头压砂板和成型压头3、砂芯检验用具砂芯检验用具4、烘干器烘干器5、工装图样通用技术条件工装图样通用技术条件其它工艺装备其它工艺装备第319页高压造高压造型用直型用直浇道模浇道模和浇口和浇口杯模杯模1、垂直分型时，直浇道模和浇口杯模固定在、垂直分型时，直浇道模和浇口杯模固定在 正压模板和反压模板上，使用时不会碰到正压模板和反压模板上，使用时不会碰到 困难。困难。2、水平分型高压造型中，直浇道模普通固、水平分型高压造型中，直浇道模普通固 定在模板上，形状为上小下大；浇口杯模定在模板上，形状为上小下大；浇口杯模 固定在压头上，因而须考虑压砂时二者之固定在压头上，因而须考虑压砂时二者之 间型砂应能顺利移走，而不妨碍紧砂过间型砂应能顺利移走，而不妨碍紧砂过 程。程。图图3-6-28。第320页第321页压砂压砂