铸造工艺设计概论

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1、第四章　铸造工艺设计主讲　吴士平第一节　铸造工艺设计的概念、设计的依据、内容及程序一、概念铸造工艺设计：是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。第四章　铸造工艺设计概念铸造工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。因此铸造工艺设计的好坏，对铸件的品质、生产率和成本起着重要作用。二、设计依据工艺设计前，设计者应１）掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件。２）设计者要有一定的生产经验和设计经验（一）生产任务（１）铸造零件图样　提供的图样必

2、须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记。设计者应仔细审查图样，注意零件的结构是否符合铸造工艺性，若认为有必要修改图样时，需与原设计单位或订货单位共同研究，（２）零件技术要求金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求，如是否经水压、气压试验等。铸造工艺设计时应注意尽量满足这些要求。（３）产品数量及生产期限应尽量采用先进技术以保证铸件的质量及数量，保证生产期限。缩短生产，周期，获得最大的经济效益。（二）生产条件（１）设备能力起重机的吨位、最大高度、溶炉形式、　　　吨位和生产效率、造型和制芯机种类、　　　机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力

3、　　　　等。（２）车间原材料的应用情况和供应情况（３）工人技术水平和生产经验（４）模具等工艺装备的加工能力和生产经验（三）设计内容和程序铸造工艺设计内容：１）铸造工艺图２）铸件（毛坯）图３）铸型装配图（合箱图）４）工艺卡及操作工艺规程此外铸造工艺设计应注意保护环境、节省能源、最大限度的提高生产效率。使用保温冒口、湿型、制芯铸造工艺方案的确定砂型铸造工艺方案主要包括以下内容：１）造型方法（机器、手工）２）造芯方法３）铸型种类的选择（砂型、金属型）４）浇注位置５）分形面选择第一节　零件结构的铸造工艺性对产品零件的审查、分析有两方面的作用１）审查零件结构是否符合铸造

4、工艺的要　求。２）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，在工艺制定中采取措施予以防止一、从避免缺陷方面审查铸件结构（一）铸件应由合理的壁厚铸件的最小允许壁厚和合金的流动性密切相关。同时，铸型温度、浇注温度、铸件结构等显著影响铸件的充填。在普通砂型铸造条件下，铸件的最小允许壁厚如表铸件也不应设计得太厚，超过临界壁厚的铸件中心部位晶粒粗大，常出现缩孔、缩松等缺陷。导致力学性能降低。（不可增加壁厚来增加强度，见图３－２－１）（二）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角（图３－２－２）采取逐渐过渡、圆角连接（三）铸件内壁应薄于外壁铸件的

5、内壁和肋等散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻内应力和防止裂纹。（四）壁厚力求均匀，减小肥厚部分，防止形成热节薄厚不均的铸件在冷却过程中或形成较大的内应力，在热节处易于造成缩孔、缩松和热裂纹。肋和壁的布置应尽量减少交叉，防止形成热节。图３－２－４（五）有利于补缩和实现顺序凝固力求实现顺序凝固图３－２－５（采用增补的方法）（六）防止铸件翘曲变形壁厚细长形铸件，较大的平板形铸件会产生翘曲变形。可通过改进铸件结构（七）避免浇注位置上有水平的大平面结构如果型腔内有较大的水平面存在，当金属液上升到该位置时，由于断面突然扩大，金属液面上升速度变小，灼热

6、的金属液面较长时间地、近距离地烘烤顶面铸型，极易造成夹渣、渣孔、砂孔等缺陷。应尽量把水平壁改进为捎带倾斜的壁或曲面壁。如图３－２－７二、从简化铸造工艺方面改进零件结构（一）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构直边（二）取消铸件外表侧凹铸件外壁上有凹入的部分必然妨碍起模，需要增加砂芯才能形成铸件形状。常可少加改进，即可避免凹入部分。图３－２－９（三）改进铸件内腔结构以减少砂芯铸件内腔的肋条、凸台和凸缘的结构欠妥，常是造成砂芯多、工艺复杂的重要原因。１２０度９０度（四）减少和简化分形面（五）有利于砂芯的固定和排气薄壁件和要承受气压或液压的铸件，不希望使用芯撑，若无

7、法改变结构时，可在铸件增加工艺孔。（六）减少清理铸件的工作量铸件清理包括：清除表面粘砂、内部残留砂芯、去除浇注系统、冒口和飞翅图３－２－１５结构改进后，可减少切割冒口的困难。（七）简化模具的制造单件、小批量生产中，模样和芯盒的费用占铸件的很大比例。为节约模具制造工时和材料，铸件应设计成规则的、容易加工的形状。（八）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造大型复杂铸件可以考虑分体铸造，使本来受工厂条件限制无法生产大型复杂铸件成为可能。例如我国生产的第一台１２０００t水压机，采用铸焊结合，成功的制造出１７９６０mm，直径１０００mm、厚３００mm的立柱（每根８０t

8、）等铸件。联合铸造；与分体相反，一些很