第2章液態(tài)材料鑄造成形技術(shù)過程2

1鑄造工藝方案包括下列內(nèi)容：造型和制芯方法、鑄型種類的選擇、澆注位置和分型面的確定、砂芯設(shè)計、確定工藝參數(shù)以及澆注系統(tǒng)、冒口的設(shè)計等。要正確地制訂鑄造工藝方案，首先應(yīng)對零件的結(jié)構(gòu)有透徹的鑄造工藝分析。本節(jié)著重講述零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析，確定澆注位置，分型面的選擇等。第二節(jié)鑄造工藝方案的確定2§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

◆零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性:

指的是零件的結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，易于保證鑄件品質(zhì)，簡化鑄造工藝過程和降低成本?！鰧α慵w性的了解

內(nèi)容：零件名稱、工作條件、材質(zhì)、力學(xué)性能、合金成分、金相組織要求、輪廓尺寸、主體壁厚大小、特殊技術(shù)要求等。

換句話說，零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性就是指零件本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑄造的難易程度。3

對用戶提供的產(chǎn)品圖紙和技術(shù)要求，進(jìn)行認(rèn)真分析：第一是該產(chǎn)品是否能根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件鑄得出來；第二是能否容易鑄出而不易出現(xiàn)鑄造缺陷。在審查中如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計有不合理之處（零件的設(shè)計者往往只顧及零件的功用及美觀，而忽視了鑄造工藝的要求），就應(yīng)與有關(guān)方面進(jìn)行研究，在保證使用要求的前提下予以改進(jìn)，便于保證鑄件質(zhì)量，簡化工藝過程和降低成本。當(dāng)然，在既定的零件結(jié)構(gòu)條件下，作為鑄造工藝設(shè)計者則要千方百計完善工藝設(shè)計，考慮鑄造過程中可能出現(xiàn)的主要缺陷，在工藝設(shè)計中采取措施予以防止?！?.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

4■對零件圖進(jìn)行審查、分析的目的有兩個：

①

審查零件結(jié)構(gòu)是否符合鑄造生產(chǎn)的工藝要求。

②

在既定的零件結(jié)構(gòu)條件下，考慮在鑄造過程可能出現(xiàn)的主要缺陷，在工藝設(shè)計中應(yīng)采取的工藝措施?？疾炝慵Y(jié)構(gòu)鑄造工藝性的依據(jù)Ⅰ避免缺陷方面Ⅱ簡化鑄造工藝方面§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

5§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

一、從避免缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)

1.鑄件應(yīng)有合適的壁厚

為了避免澆不足，冷隔等缺陷，鑄件應(yīng)有一定的壁厚。鑄件的最小允許壁厚和鑄造金屬的流動性密切相關(guān)。影響金屬的充填性能的因素有：合金的成分、澆注溫度、鑄件尺寸大小、鑄型的熱物理性能?；诣T鐵流動性好，壁厚最小可達(dá)4～5mm;鑄鋼流動性差，最小壁厚不應(yīng)小于8～10mm；最大臨界壁厚一般不得超過最小壁厚的三倍。鑄件壁厚大小主要與合金種類及鑄件輪廓尺寸有關(guān)。表3-2-1為砂型鑄造時鑄件最小允許壁厚。6合金種類鑄件輪廓尺寸/mm＜200200~400400~800800~12501250~2000＞2000碳素鑄鋼89111416~1820低合金鋼8~99~1012162025高錳鋼8~91012162025不銹鋼、耐熱鋼8~1010~1212~1616~2020~25—灰鑄鐵3~44~55~66~88~1010~12孕育鑄鐵（HT300以上）5~66~88~1010~1212~1616~20球墨鑄鐵3~44~88~1010~1212~1414~16合金種類鑄件輪廓尺寸/mm＜5050~100100~200200~400400~600600~800鋁合金334~55~66~88~10黃銅667788錫青銅356788無錫青銅6678810鎂合金4456810鋅合金34————§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

7§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

設(shè)計受力的鑄件時，不應(yīng)以單純增加厚度的方法來增加鑄件的強(qiáng)度。

外形尺寸越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，鑄造合金的流動性越低，最小壁厚也越大。同一鑄件中，散熱困難的地方，壁應(yīng)薄。鑄件壁太薄易出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷；而壁太厚易出現(xiàn)中心部位晶粒粗大及縮孔、縮松等缺陷。82.鑄件結(jié)構(gòu)不應(yīng)造成嚴(yán)重的收縮阻礙、注意壁厚的過渡和圓角內(nèi)直角改圓弧過渡圓弧過渡§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

裂紋收縮受阻易產(chǎn)生裂紋9

鑄件薄、厚壁相接、拐彎、等厚度的壁與壁的各種交接，都應(yīng)采取逐漸過渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)使用較大的圓角相連接，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋缺陷。加大壁的交接夾角§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

10a）不合理b)彎曲輻條以松弛應(yīng)力c)帶孔輔板防止斷裂d)單數(shù)輻條生產(chǎn)的應(yīng)力比對稱輻條的小◆輪輻及輻板的改進(jìn)設(shè)計113.鑄件的內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

鑄件內(nèi)壁的肋和壁的散熱條件較差，因此應(yīng)比外壁薄些，以便使整個鑄件的外壁和內(nèi)壁能均勻地冷卻，防止產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。

合金種類鑄鐵件鑄鋼件鑄鋁件鑄銅件內(nèi)壁比外壁應(yīng)減薄的值10％～20％20％～30％10％～20％15％～20％

鑄件內(nèi)部壁厚相對減薄的實(shí)例：

a）不合理b）合理

防止產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋12§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

4.壁厚力求均勻，減少厚大部分，防止形成熱節(jié)措施：

①采用加強(qiáng)肋結(jié)構(gòu)。

②避免壁或加強(qiáng)肋的十字交叉。

熱節(jié)處易形成縮孔、縮松和熱裂紋13§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

14對鑄鋼件，審查實(shí)現(xiàn)定向凝固的可行性。5.利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固

圖為鑄鋼殼體件，

b)圖所示鑄件壁厚以1°～3°角自下向上擴(kuò)張增厚?！?.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

對于鑄鋼等體收縮大的合金鑄件，易形成收縮缺陷156.防止鑄件翹曲變形

§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

冷卻不同步形成的內(nèi)應(yīng)力引起變形167.避免澆注位置上有水平的大平面結(jié)構(gòu)§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

易形成夾砂結(jié)疤、渣孔、砂眼或澆不足等缺陷。17鑄件結(jié)構(gòu)要避免設(shè)計粗大的實(shí)體部分a)不合理b)合理§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

設(shè)計的鑄件在鑄造過程中不得變形18結(jié)構(gòu)工藝性極差示例改進(jìn)后的箱體結(jié)構(gòu)§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

二、從簡化鑄造工藝方面改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)191.改進(jìn)妨礙起模的凸臺、凸緣和筋板（肋板）設(shè)計鑄件凸臺時不得妨礙起模和造型§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

20§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

212.盡量取消鑄件外表側(cè)凹§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

零件四周側(cè)凹形面改成斜直表面結(jié)構(gòu)22§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

23§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

3.改進(jìn)鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，減少砂芯數(shù)量

造型時自帶砂芯示例24§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

4.減少和簡化分型面

分型面盡可能設(shè)計成平面合理25§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

減少分型面數(shù)，鑄造生產(chǎn)自動線上一般只許選一個分型面。265.有利于砂芯固定和排氣不合理合理§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

設(shè)計的鑄件應(yīng)盡量避免采用懸臂砂芯。276.減少清理鑄件的工作量§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

28§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

7.簡化模具的制造298.大型復(fù)雜件的分體鑄造和簡單小件的聯(lián)合鑄造

§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

螺栓連接●分體鑄造30§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

●聯(lián)合鑄造31◆去除不必要的圓角

◆設(shè)計鑄件內(nèi)腔肋時不得妨礙清砂或削弱型芯強(qiáng)度。§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

32a)不合理b)合理◆鑄造斜度◆鑄件不要設(shè)計成有清砂困難的形狀§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

33§2.1零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性

基于以上的分析，在鑄造設(shè)計中，首先對鑄造零件的結(jié)構(gòu)工藝進(jìn)行全面性的分析和提出改進(jìn)是完全必要的，屬于一種創(chuàng)新工程，這對保證鑄件品質(zhì)，提高生產(chǎn)及效率和降低鑄造成本具有十分重要的意義。當(dāng)然，這也并非可以隨意改動，一定要做到有理有據(jù)，不能影響使用功能的發(fā)揮，而且要征得用戶的同意和有關(guān)部門的批準(zhǔn)。34§2.2造型、造芯方法的選擇

砂型鑄造的各種造型、造芯方法可參照以下原則選用：1.優(yōu)先采用潮型（濕型）

當(dāng)濕型不能滿足要求時再考慮使用表干砂型、干砂型或其它砂型。

在考慮應(yīng)用濕型時應(yīng)注意以下幾種情況：1）鑄件過高，金屬靜壓力超過濕型的抗壓強(qiáng)度時，應(yīng)考慮使用干砂型或自硬砂型等。35

要具體分析：如果鑄件壁薄，雖然鑄件很高大，但出現(xiàn)漲砂、粘砂、跑火的傾向小?？梢园汛讼拗七m當(dāng)放寬。因?yàn)樵跐沧⒔Y(jié)束前，金屬靜壓力尚未達(dá)到最高值時，鑄件下部表面上已凝結(jié)一層金屬殼。此外，采用優(yōu)質(zhì)鈉膨潤土型砂或活化膨潤土型砂，其砂型濕壓強(qiáng)度較高，為鑄造較高大鑄件創(chuàng)造了條件。2）澆注位置上鑄件有較大水平壁時，用濕型容易引起夾砂缺陷，應(yīng)考慮使用其他砂型。§2.2造型、造芯方法的選擇363）造型過程長或需長時間等待澆注的砂型不宜用濕型。

例如在鑄件復(fù)雜，砂芯多，下芯時間長且鑄件尺寸大等條件下，濕型放置過久會風(fēng)干，使表面強(qiáng)度降低，易出現(xiàn)沖砂缺陷。因此濕型一般應(yīng)在當(dāng)天澆注。如需次日澆注，應(yīng)將造好的上下半型空合箱，防止水分散失，于次日澆注前開箱、下芯，再合箱澆注。更長的過程應(yīng)考慮用其他砂型。4）型內(nèi)放置冷鐵較多時，應(yīng)避免使用濕型。如果濕型內(nèi)有泠鐵時，冷鐵應(yīng)事先預(yù)熱，放入型內(nèi)要及時合箱澆注，以免冷鐵變冷而凝結(jié)“水珠”，澆注后引起氣孔缺陷。§2.2造型、造芯方法的選擇37

認(rèn)為濕型不可靠時，可考慮使用表干砂型，砂型只進(jìn)行表面烘干，根據(jù)鑄件大小及壁厚，烘干深度在15～18mm。它具有濕型的許多優(yōu)點(diǎn)，而在性能上卻比濕型好，減少了氣孔、沖砂、脹砂、夾砂的傾向。多用于手工或機(jī)器造型的中大件。

對于大型鑄件，可以應(yīng)用樹脂自硬砂型、水玻璃砂型以及粘土干砂型。用樹脂自硬砂可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件，但成本較高?！?.2造型、造芯方法的選擇38

只有在濕型砂不能滿足鑄件要求時才考慮其它的型砂，下列幾種情況時則不宜用濕型砂。芯砂一般不用濕型。鑄件過高、過大，壁過厚。澆注位置有較大水平面。造型后不能立即澆注，需等較長時間。工藝上需設(shè)置冷鐵。§2.2造型、造芯方法的選擇39§2.2造型、造芯方法的選擇2.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)創(chuàng)造條件采用技術(shù)先進(jìn)的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機(jī)生產(chǎn)線生產(chǎn)率不高，工人勞動強(qiáng)度大，噪聲大，不適應(yīng)大量生產(chǎn)的要求，應(yīng)逐步加以改造。對于小型鑄件，可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、實(shí)型造型線生產(chǎn)效率又高，占地面積也少；對于中件可選用各種有箱高壓造型機(jī)生產(chǎn)線、氣沖造型線。為了適應(yīng)快速、高精度造型生產(chǎn)線的要求，造芯方法可選用：冷芯盒、熱芯盒及殼芯等造芯方法。40高壓造型生產(chǎn)線：§2.2.2造型、造芯方法的選擇41●中等批量的大型鑄件，采用樹脂自硬砂造型和制芯§2.2.2造型、造芯方法的選擇42§2.2.2造型、造芯方法的選擇

●單件小批量的重型鑄件，手工造型仍是重要的方法，手工造型能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求，比較靈活，不要求很多工藝裝備。可以應(yīng)用水玻璃砂型、有機(jī)酯水玻璃自硬砂型、粘土干砂、樹脂自硬砂型及水泥砂型等；對于單件生產(chǎn)的重型鑄件，采用地坑造型法成本低，投產(chǎn)快。批量生產(chǎn)或長期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜。雖然模具、砂箱等開始投資高，但可以從節(jié)約造型工時、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面得到補(bǔ)償。433.造型方法應(yīng)適合工廠條件§2.2.2造型、造芯方法的選擇

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、制造芯盒的通用化問題，不制作模樣和砂箱，在地坑中組芯；而另外的工廠則采用砂箱造型法，制作模樣。不同的工廠生產(chǎn)條件、生產(chǎn)習(xí)慣、所積累的經(jīng)驗(yàn)各不一樣。如果車間內(nèi)吊車的噸位小、烘干爐也小，而需要制作大件時，用組芯造型法是行之有效的。

每個鑄工車間只有很少的幾種造型、造芯方法，所選擇的方法應(yīng)切合現(xiàn)場實(shí)際條件。

44§2.2.2造型、造芯方法的選擇4.要兼顧鑄件的精度要求和成本

各種造型、造芯方法所獲得的鑄件精度不同，初投資和生產(chǎn)率也不一致，最終的經(jīng)濟(jì)效益也有差異。因此，要做到多、快、好、省，就應(yīng)當(dāng)兼顧到各個方面。應(yīng)對所選用的造型方法進(jìn)行初步的成本估算，以確定經(jīng)濟(jì)效益高又能保證鑄件要求的造型、造芯方法。

455.重型鑄件，可應(yīng)用消失模鑄造§2.2.2造型、造芯方法的選擇4647◆造型及制芯方法的選擇（選擇造型方法）

1.優(yōu)先采用濕砂型

2.生產(chǎn)批量相適應(yīng)

3.適合工廠條件

4.兼顧精度與成本

5.重型鑄件，可應(yīng)用消失模鑄造§2.2.2造型、造芯方法的選擇48各種鑄造方法應(yīng)用范圍§2.2.2造型、造芯方法的選擇49§2.3澆注位置的確定澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置。鑄件的澆注位置：可采用臥澆、立澆或斜澆等澆注位置原則：著眼于控制鑄件的凝固順序，

估計到鑄件上部發(fā)生缺陷的可能。50

確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計中重要的一環(huán)，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過程的難易，因此往往須制訂出幾種方案加以分析、對比，擇優(yōu)選用。

澆注位置與造型（合箱）位置、鑄件冷卻位置可以不同。生產(chǎn)中常以澆注時分型面是處于水平、垂直或傾斜位置，分別稱為水平澆注、垂直澆注或傾斜澆注，但這不代表鑄件的澆注位置的函義?！?.2.3澆注位置的確定

澆注位置一般于選擇造型方法之后確定。在確定澆注位置時，應(yīng)根據(jù)鑄件的合金種類，具體結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，在給定造型方法的前提下，確定出鑄件質(zhì)量要求高的部位。（如重要加工面、受力較大的部位、承受壓力的部位等）。

51§2.2.3澆注位置的確定

結(jié)合生產(chǎn)條件估計主要廢品傾向和容易發(fā)生缺陷的部位（如厚大部位容易出現(xiàn)收縮缺陷。大平面上容易產(chǎn)生夾砂結(jié)疤。薄壁部位容易發(fā)生澆不到、冷隔。薄厚相差懸殊的部位應(yīng)力集中，容易發(fā)生裂紋等）。這樣在確定澆注位置時，就應(yīng)使重要部位處于有利的狀態(tài)，并針對容易出現(xiàn)的缺陷，采取相應(yīng)的工藝措施予以防止。52§2.2.3澆注位置的確定

確定澆注位置在很大程度上著眼于控制鑄件的凝固順序，即鑄件按照順序凝固的原則或鑄件按同時凝固的原則進(jìn)行鑄造。

實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件，可消除縮孔、縮松，保證獲得致密的鑄件。在這種條件下，澆注位置的確定應(yīng)有利于安放冒口。

實(shí)現(xiàn)同時凝固的鑄件，內(nèi)應(yīng)力小，變形小，金相組織比較均勻一致，不用或很少采用冒口，節(jié)約金屬，減小熱裂傾向。鑄件內(nèi)部可能有縮孔或軸線縮松存在。因此多應(yīng)用于薄壁鑄件或內(nèi)部出現(xiàn)輕微軸線縮松不影響使用的情況下。53§2.2.3澆注位置的確定

如果鑄件有局部肥厚部位，可置于澆注位置的底部，利用冷鐵或其它激冷措施，實(shí)現(xiàn)同時凝固。灰鑄鐵、球墨鑄鐵件常利用凝固階段的共晶體積膨脹來消除收縮缺陷，因此，可不遵守順序凝固條件而獲得健全鑄件。

根據(jù)對合金凝固理論的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定澆注位置時應(yīng)考慮以下原則：1.鑄件的重要部分應(yīng)盡量至于下部

使其組織致密、質(zhì)量好。

542.重要加工面應(yīng)朝下或側(cè)面

使其組織致密、質(zhì)量好。

傘齒輪§2.2.3澆注位置的確定

重要面553.鑄件大的平面應(yīng)朝下（或側(cè)面）以防大平面產(chǎn)生夾砂、氣孔等缺陷。

§2.2.3澆注位置的確定

56§2.2.3澆注位置的確定

4.應(yīng)保證鑄件能充滿

具有薄壁部分的鑄件：應(yīng)把薄壁部分放在鑄件的下部，或在內(nèi)澆道以下，以免形成澆不足，冷隔等缺陷。

575.利于鑄件順序凝固和補(bǔ)縮§2.2.3澆注位置的確定

合金體收縮率大；鑄件厚薄不均勻易形成縮孔，縮松；質(zhì)量要求較高的鑄件，應(yīng)使鑄件厚大部分置于鑄件的最上方，便于安放冒口，發(fā)揮其補(bǔ)縮效果；或應(yīng)使熱節(jié)部分置于鑄件側(cè)面，利用冒口加以補(bǔ)縮。586.盡可能避免用吊砂、吊芯或懸壁式砂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn)§2.2.3澆注位置的確定

經(jīng)驗(yàn)表明，吊砂在合箱、澆注時容易塌箱。向上半型上安放吊芯很不方便。懸臂砂芯不穩(wěn)固，在金屬浮力作用下易偏斜，故應(yīng)盡力避免。此外，要照顧到下芯、合箱和檢驗(yàn)的方便。

合箱時容易碰壞砂芯合箱時不會碰壞砂芯蓋板砂芯59砂垛代芯省又好。§2.2.3澆注位置的確定

607.應(yīng)當(dāng)使合型位置，澆注位置和鑄件冷卻位置一致

§2.2.3澆注位置的確定

可避免合箱后或澆注后再次翻轉(zhuǎn)鑄型，引起砂芯移動，掉砂等缺陷。

只在個別情況下，如單件、小批量生產(chǎn)較大的球墨鑄鐵曲軸時，為了造型方便和加強(qiáng)冒口的補(bǔ)縮效果，常采用橫澆豎冷方案。于澆注后將鑄型豎起來，讓冒口在最上端進(jìn)行補(bǔ)縮。當(dāng)澆注位置和冷卻位置不一致時，應(yīng)在鑄造工藝圖上注明。

鑄鐵曲軸61▲基本要求：保證鑄件質(zhì)量?！_定原則：“三朝下，兩便于”重要面、受力面朝下；寬大平面朝下；薄而大的平面朝下。便于補(bǔ)縮，厚大部位朝上便于安放型芯§2.2.3澆注位置的確定

■判定澆注位置的優(yōu)先次序?yàn)椋?/p>

保證鑄件質(zhì)量→凝固方式→充型→工藝操作626.36.33.21.617010012010010■澆注位置的繪制：

鑄造工藝方案確定之后，在繪制鑄造工藝圖時，必須使用紅藍(lán)兩色筆來區(qū)分不同工藝設(shè)計內(nèi)容。澆注位置用紅色箭頭畫出，并標(biāo)注上和下。軸套設(shè)計工培中心件數(shù)比例重量材料HT15011:33kg。

其余：

技術(shù)要求1.鑄件組織結(jié)構(gòu)要致密，不得有

砂眼、氣孔等缺陷，2.未注明的鑄造圓角為R3-5。§2.2.3澆注位置的確定

下上

下上上

下63●由大球鑄件的制造過程引出的概念

圖1φ500mm鋼球體圖2形狀不完備的球型砂（耐火材料）砂箱§2.2.4分型面的選擇64

圖3形狀完備但取不出來的球體圖4分型面分型面§2.2.4分型面的選擇

65

圖5造型時分型面與分模面平齊一致§2.2.4分型面的選擇

圖6造型時分型面與分模面平齊一致分模面66

圖7球形空腔圖8金屬液的引入—補(bǔ)縮冒口§2.2.4分型面的選擇

澆注系統(tǒng)67§2.2.4分型面的選擇

◆分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面（或稱鑄型組元間的接觸面）?！舴中兔娴亩x在生產(chǎn)中分型面和澆注位置同時確定。

對于兩箱造型有一個分型面；三箱造型有兩個分型面，是指上、中、下砂型間的分界面?！粼阼T造工藝圖上分型面采用細(xì)實(shí)線表示分型面位置，箭頭和“上”、“下”兩各字表示上、下型位置。68§2.2.4分型面的選擇

◆

分模面指的是鑄件的模型（樣）有幾塊，造型時分開的面。■采用整模造型時沒有分模面。69§2.2.4分型面的選擇

70●整模造型§2.2.4分型面的選擇

●分模造型●挖砂造型●活塊造型基本造型方法：71§2.2.4分型面的選擇

●多箱造型72§2.2.4分型面的選擇

73

分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。

除了消失模鑄造外，都要選擇分型面。

一般說來，分型面在確定澆注位置后再選擇。但是，分析各種分型面的利、弊之后，可能再次調(diào)整澆注位置。在生產(chǎn)中澆注位置和分型面有時是同時確定的。分型面的選擇在很大程度上影響著鑄件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率。

分型面的選擇要在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝，節(jié)省人力物力?！?.2.4分型面的選擇

74

分型面在確定澆注位置后再選擇。分析各種分型面的利、弊之后，可以再次調(diào)整澆注位置。在生產(chǎn)中，澆注位置和分型面有時是同時確定。分型面的選擇在很大程度上影響鑄件的質(zhì)量、成本和生產(chǎn)率。

■角架的三種分型方案：§2.2.4分型面的選擇

75

在保證質(zhì)量的前提下簡化造型工藝。方便于起模、下芯、檢查和合箱?！?.2.4分型面的選擇

1.使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)◆分型面的選擇原則：76盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面在同一砂型內(nèi)

§2.2.4分型面的選擇

主要是為了防止因合箱時錯型而影響鑄件的精度，同時也便于造型、下芯、合型等操作。圖為后輪轂的兩個分型方案。該件本可以Φ350圓周頂面作分型面，且可不用設(shè)2＃芯，但因加工內(nèi)孔時以Φ350外圓周作為定位基準(zhǔn)，因而多設(shè)2＃芯，以便將鑄件全部放在下箱。這樣，可避免錯箱及Φ350圓周處產(chǎn)生披縫（該處的披縫將影響加工時的定位）。

77§2.2.4分型面的選擇

782.盡量減少分型面，并盡量做到只有一個分型面

①

多一個分型面多一份誤差，使精度下降；

②分型面多，造型工時多，生產(chǎn)率下降；③機(jī)器造型只能兩箱造型，分型面多，不能進(jìn)行大批量生產(chǎn)。§2.2.4分型面的選擇

79雙聯(lián)齒輪毛坯的造型方案§2.2.4分型面的選擇

80

對于單件或小批量生產(chǎn)鑄件時，要更多地依賴于已有的現(xiàn)場條件和裝備進(jìn)行，選擇分型面時要認(rèn)真地分析這些條件。

但在下列情況下，往往采用多分型面的劈箱造型。1）鑄件高大而復(fù)雜，采用單分型面會使模樣很高，起模斜度會使鑄件形狀有較大的改變；2）砂箱很深，造型不方便；3）砂芯多而型腔深且窄，下芯困難。§2.2.4分型面的選擇

我們選擇分型面時總的原則是應(yīng)該盡量減少分型面，但針對具體條件，有時采用多分型面也是有利的。813.分型面盡量選用平面1）分型面應(yīng)選在鑄件的最大截面處；2）分型面應(yīng)盡量平直。平直分型面可采用簡便的分模造型。大批量生產(chǎn)彎曲分型面則需采用挖砂或假箱造型。單件小批時：耐用起重臂分型面的選擇§2.2.4分型面的選擇

82盡量使用平直分型面§2.2.4分型面的選擇

834.便于下芯、合箱及檢查型腔尺寸●便于合箱a)§2.2.4分型面的選擇

84●便于檢查§2.2.4分型面的選擇

855.不使砂箱過高6.受力鑄件的分型面不應(yīng)消弱鑄件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度§2.2.4分型面的選擇

這樣不僅節(jié)約型砂，而且還能減輕勞動量，對機(jī)器造型有較大的經(jīng)濟(jì)意義。

如圖工字梁受力件，方案a）在合型時如產(chǎn)生錯型，則改變其截面積分布，使其中一邊的強(qiáng)度會減弱，改為方案b）則可克服此缺點(diǎn)。

867.注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量§2.2.4分型面的選擇

87

8.應(yīng)盡量減少型芯、活塊的數(shù)量

§2.2.4分型面的選擇

88

以上簡要介紹了分型面的選擇原則。這些原則有的相互有矛盾。一個鑄件的分型面畢竟以滿足哪幾項(xiàng)原則為最重要，這需要進(jìn)行多方案的分析對比，也需要對生產(chǎn)的深入了解，有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能做出正確的判斷，最后選出最優(yōu)方案。

§2.2.4分型面的選擇

基本要求：順利取?；驹瓌t：

“三最少，兩盡量”分型面最少型芯最少活塊最少

盡量采用平直分型面；盡量在一個砂箱內(nèi)，最好在下箱。分型面的確定：89小結(jié)：澆注位置和分型面的確定1.先確定澆注位置，再選擇分型面，但最好是同時考慮；

2.鑄件質(zhì)量要求高時，以選擇澆注位置為主；

3.鑄件質(zhì)量要求不高時，以選擇分型面為主；

4.用藍(lán)線

或紅線

和箭頭表示。第二章鑄造工藝方案的確定漢字和箭頭表示澆注位置；直線表示分型面；直線尾端開叉表示分模面。90◆鑄造工藝圖上的工藝符號第二章鑄造工藝方案的確定分模面分型面分型分模面91◆澆鑄位置的確定原則：

1.鑄件的重要部分應(yīng)盡量至于下部

2.重要加工面應(yīng)朝下或側(cè)面

3.鑄件大的平面應(yīng)朝下（或側(cè)面）

4.應(yīng)保證鑄件能充滿

5.利于鑄件順序凝固和補(bǔ)縮

6.盡可能避免用吊砂、吊芯或懸壁式砂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn)

7.應(yīng)當(dāng)使合型位置，澆注位置和鑄件冷卻位置一致92◆分型面的確定原則：

1.應(yīng)使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)；

2.盡量減少分型面的數(shù)量；

3.分型面應(yīng)盡量采用平面；

4.便于下芯、合箱合檢查型芯尺寸；

5.不使砂箱過高；

6.受力鑄件的分型面不應(yīng)消弱鑄件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

7.減少鑄件清理合機(jī)械加工的工作量

8.應(yīng)盡量減少型芯、活塊的數(shù)量

93

上述諸原則，對于具體鑄件來說多難以全面滿足，有時甚至互相矛盾。例如，質(zhì)量要求很高的鑄件(如機(jī)床床身、立柱、鉗工平板、造紙烘缸等)，應(yīng)在滿足澆注位置要求的前提下考慮造型工藝的簡化。沒有特殊質(zhì)量要求的一般鑄件，則以簡化工藝、提高經(jīng)濟(jì)效益為主要依據(jù)，不必過多地考慮鑄件的澆注位置。機(jī)床立柱、曲軸等圓周面質(zhì)量要求很高、又需沿軸線分型的鑄件，在批量生產(chǎn)中有時采用“平作立澆”法，此時，采用專用砂箱，先按軸線分型來造型、下芯，合箱之后，將鑄型翻轉(zhuǎn)90度，豎立后進(jìn)行澆注。抓住主要矛盾、全面考慮●澆注系統(tǒng)的組元及作用：澆口杯：接納、引入金屬直澆道：引入金屬，形成壓頭橫澆道：引入金屬，阻撇熔渣內(nèi)澆道：引入金屬，調(diào)控溫度場

澆注系統(tǒng)設(shè)計正確與否關(guān)系到鑄件的成敗，是鑄造生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)第三節(jié)澆注系統(tǒng)設(shè)計概述1澆注系統(tǒng)：鑄型中液態(tài)金屬流入型腔的通道的總稱。作用

將型腔與澆包連接在一起，并穩(wěn)定地導(dǎo)入液態(tài)金屬，并且具有阻渣、排氣、調(diào)節(jié)鑄件溫度場、保證充型速度的作用。概述2●澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)◆封閉式：

S內(nèi)≤S橫≤S直◆開放式：S內(nèi)≥S橫≥S直另外，澆包和澆注設(shè)備及出氣孔也可看成是澆注系統(tǒng)的組成