砂型铸造工艺设计

　(1)浇注位置的确定

　(2)分型面的确定

　(3)工艺参数的确定

　(4)铸造工艺图绘制举例

　　铸件图

　　铸造工艺设计

　　铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图标和标注符号、编制工艺和工艺规程等。它是进行生产、管理、铸件验收和经济核算的依据。

　　 铸造工艺设计主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。

　　１.铸造工艺图

　　铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷

铁、保温衬板）等内容的图样。

　　（１）浇注位置的确定

　　浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。由于浇注时气体、熔渣、砂粒等杂质会上浮，使铸件上部易出现气孔、夹渣、夹砂等缺陷，而铸件下部质量较好。

　　确定浇注位置应遵循“三下一上”的原则。

　　１）主要工作面和重要面应朝下或置于侧壁。 

　　２）宽大平面朝下　

　　大平面长时间受到金属液的烘烤容易掉砂，在平面上易产生夹砂、砂眼、气孔等缺陷，故铸件的大平面应尽量朝下，如划线平台的平面应朝下。 

　　３）薄壁面朝下

　　铸件薄壁处铸型型腔窄，冷速快，充型能力差，容易出现浇不到和冷隔的缺陷。如电机端盖薄壁部位朝下，避免冷隔、浇不到等缺陷。

　　４）厚壁朝上

　　将厚大部分放于上部，可使金属液按自下而上的顺序凝固，在最后凝固部分便于采用冒口补缩，以防止缩孔的产生。如将缸头的较厚部位置于顶部，便于设置冒口补缩。

　　（２）分型面的确定

　　分型面是铸型组元间的接合面。确定分型面首先应保证便于起模，在此基础上还应考虑简

化铸造工艺、保证铸件质量。

　　１）尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中，以避免错型而造成尺寸偏差。

　　如左图所示：

　　(a)不合理，铸件分别处于两个砂箱中。

　　(b)合理，铸件处于同一个砂箱中，既便于合型，又可避免错型。

　　如左图所示：

　　(a)若采用俯视图弯曲对称面作为分型面，则需要采用挖砂或假箱造型，使铸造工艺复杂化。

　　(b)起重臂按图中所示分型面为一平面，可用分模造型、起模方便。 

　　如左图所示：

　　(a)槽轮铸件若采用三箱手工造型，操作复杂。

　　(b)若槽轮部分用环形芯来形成，可有二箱造型，简化造型过程，又保证铸件质量，提高生产率。

　　加工余量是铸件加工面上，在铸造工艺设计时预先增加的，在机械加工时需切除的金属层厚度。

　　尺寸公差是指铸件基本尺寸允许的最大极限尺寸和最小极限尺寸之差值。

　　①铸件加工余量确定

　　根据 GB／T 11350—19《铸件机械加工余量》的规定，先要根据铸件生产批量、铸造合金种类、铸件大小、铸造方法等碇铸件加工余量等级和尺寸公差等级。

　　再按 GB／T 11350—19确定铸件加工余量

　　②铸件尺寸公差确定

　　按GB14-1986 确定铸件尺寸公差数值。

　　为使模样从铸型中取出或型芯从芯盒中脱出，平行于起模方向在模样（或芯盒）壁上所增加的斜度称为起模斜度。

　　模样的起模斜度有三种取法 

　　对于需要机械加工的壁必须采用增加壁厚法。

　　当铸件上的孔和槽尺寸过小、而铸件壁厚较大时孔可不铸出，这样可简化铸造工艺。

　　在单件小批生产时：

　　灰铸铁件的最小铸出孔径为 30－40 mm。

　　铸钢件最小铸出孔径为 40－50 mm。

　　5）芯头 

　　芯头是指砂芯的外伸部分。

　　芯头不形成铸件的轮廓，只是落人芯座内来定位和支承砂芯，见左图所示，芯头有垂直芯头和水平芯头两种。

　　芯座是指铸型中专为放置芯头的空腔。

　　制造模样时，壁的连接和转角处要做成圆角，便于造型、并可减少或避免砂型尖角损坏。但分型面的转角处不能有圆角。

　　一般内圆角半径可按相邻两壁平均厚度的1／3－l／5选取；外圆角半径可取内圆角半径的一半。

　　铸造工艺符号及绘制方法参阅JB2435—1978。

　　例：图a为连接盘零件图，材料为HT200，采用砂型铸造，年生产量200件，试绘出铸造工艺图。 

　　该零件属小批生产，零件上φ60 mm的孔要铸出，需用一个型芯。

　　四个φ12 mm的小孔可不铸出，铸后再用机械加工出该孔，铸造工艺图上的不铸出孔用红线打叉，见图b。

　　选φ200mm端面为分型面，采用两箱整体模造型。分型面用红线表示，并写出“上、下”。

　　（3）加工余量

　　铸件基本尺寸取最大尺寸φ200 mm。

　　查表砂型铸造灰铸铁件的公差及配套的加工余量等级为14／H。按规定顶面和孔的加工余量等级应降一级，由H降为J级。查表得:

　　φ200 mm顶面的单侧加工余量为9 mm

　　φ200 mm与φ120 mm相邻的台阶面，单侧加工余量为6.0 mm

　　φ200 mm外圆单侧的加工余量为7.5 mm

　　φ120 mm外圆的单侧加工余量为 6.0 mm

　　φ120 mm端面是底面，单侧加工余量为 6.0 mm 

　　φ60 mm孔的单侧加工余量为 6.0mm

　　加工余量可用红色线在加工符号附近注明加工余量的数值。

　　按零件图尺寸采用增厚法。两处平行于起模方向的侧壁高度均为40 mm，查表得起模斜度 a为 l.0 mm。

　　图b中“8．5／7．5”和“7／6”表示考虑了加工余量和起模斜度后，上端分别加 8．5 mm和 7 mm，下端分别加 7．5 mm和6．0 mm。

　　（5） 确定线收缩率

　　小批生产，各尺寸方向的收缩率均取1％。

　　（6）芯头尺寸

　　该芯头为垂直芯头。查有关手册得芯头尺寸，见图中兰线。

　　（７）铸造圆角

　　铸造圆角按（1/3－1/5）壁厚的方法，取 R内为 8 mm；R外为 4 mm。

　　（8）绘出铸造工艺图

　　见图b