铸钢件生产技术、铜合金铸件铸造技术 熔模铸造工艺设计、铸件结构分析 铸件结构的工艺性分析.doc

PAGE 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 铜合金铸件铸造技术课程教案 铸件结构的工艺性 分析 制作人：刘振华 陕西工业职业技术学院 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库 PAGE 7 铜合金铸件铸造技术课程 铸件结构的工艺性分析 一、铸件工艺性分析依据 如同一般铸造工艺设计，熔模铸造工艺设计的任务是： ①分析铸件结构的工艺性； ②选择合理的工艺方案，确定工艺参数，在上述基础上绘制铸件图； ③设计浇冒口系统，确定模组结构。 在考虑上述三方面的问题时，主要的依据仍然是一般铸造过程的基本原则，尤其在确定工艺方案、工艺参数时（如铸造圆角、拔模斜度、加工余量、工艺筋等），除了具体数据由于熔模铸造的工艺特点稍有不同之外，设计原则与砂型铸造完全相同。 （1）铸件工艺分析的依据 在进行产品生产之前，必须对产品的铸件结构工艺性能进行分析，也就是在满足工作要求的前提下，希望零件结构能兼顾到熔模铸造的工艺特点，使之尽量与熔模铸造的工艺要求相吻合。在保证铸件工作性能前提下，铸件的结构应尽可能满足下述两方面的要求。 ①铸造工艺应越简易越好。 ②铸件在成形过程中应不易形成缺陷。 二、简化工艺对熔模铸件的要求 (1) 铸件上铸孔的直径不要太小、太深 以便制壳涂料和砂粒能顺利充填熔模上相应的孔槽，同时也简化铸件的清理。熔模铸造时一般希望孔径的直径大于2mm。铸通孔时，孔深h与孔径d的最大比值h/d=4~6；铸不同时，h/d=2。如必须要求小孔，则通孔直径可小到0.5mm，h/b的值也可增大。 （2）熔模铸造时注槽不要太窄、太深 铸槽的宽度应该大于2mm,槽深可为槽宽的2~6倍。槽越宽，槽深相对槽宽的倍数可越大。 （3）铸件的内腔和孔壁应该尽可能平直 以便使用压型上的金属型芯直接形成熔模上相应的孔腔。铸件上不应有封闭的孔腔。 （4）因熔模铸造时采用热型浇注，冷铁的效果有所减弱，同时冷铁在型壳上的固定也较麻烦，故熔模铸件的分布应尽可能满足顺序凝固的要求，不要有分散的热节，以便用直浇道进行补缩。 （5）铸件的外形应有利于熔模易于自压型中取出（见图1a），有利于分型面的简化（见图1b），尽可能使熔模在一个压型型腔内形成（见图1c），以简化压型的结构和制模时的操作。 图1 正确的铸件外形设计 (a)有利于熔模自压型取出 (b)可使分型面简化 (c)熔模在一个型腔内形成 三、为使铸件不易形成缺陷对熔模铸件的要求 1）熔模型壳在高温焙烧时强度较低，而平板形的型壳更易变形，故熔模铸件上应尽可能避免有大的平面。在必要时，可将大平面设计成曲面或阶梯形的平面，或在大平面上设计工艺孔（见图2a）或工艺肋（见图2b）,以增大型壳的刚度。 （2）为减小熔模和铸件的变形，减少热节，应注意铸件相互连接部位的合理过度。铸件壁的交叉相接处要做出圆角，厚，薄断面要逐步过渡。 图2 铸件大平面上的工艺孔和工艺筋 (a)工艺孔 (b)工艺筋 （3）为防止浇不到的缺陷，铸件壁不要太薄，一般为2~8mm。 四. 壁厚和壁的连接 （1）最小壁厚 可铸出的最小壁厚与合金种类、浇注工工艺方法以及铸件轮廓尺寸等因素有关。表1所示为大气中重力浇铸时，碳钢、铜和铝合金铸件可铸出的壁厚尺寸。 （2）壁厚的均匀性和壁的链接 铸件壁厚设计要力求均匀，减少热节。图3所示为重7.5kg的壳体铸件，原设计图如图3a所示，在A、B、C、D、E五处壁过厚，易形成各种铸造缺陷。后改成图3b所示，即将上述五处壁厚减薄，形成6~7毫米壁厚的箱形结构。Φ9H7及Φ17D6两孔铸出以消除该处热节。F孔不铸，内浇道设在此处。 图3 壳体铸件结构设计修改 a-原设计；b-修改后设计 Φ9H7及Φ17D6两孔铸出以消除该处热节。F孔不铸，内浇道设在此处。修改后铸件壁厚均匀，重量减轻至2.3kg。壁的交接处要做出圆角，不同壁厚间要均匀过渡，这是防止熔模和铸件产生变形和裂纹的重要条件。图4所示为铸件壁的几种常用连接形式及其相关尺寸。 （3）孔和槽 熔模铸造可铸出比其它任何精密铸造法都复杂的孔型和内腔，从而可以大大节约加工工时和金属，并可减轻零件重量。对于铸钢件，可铸出直径Φ1.0~Φ1.5mm的小孔。但是，孔和内腔的存在往往会使工艺复杂化增加成本。故从工艺性角度考虑，孔腔形状不宜过于复杂，且数量要少。有内腔的铸件，要有两个或者更多的通孔，以利于上涂料和撒砂，并使内、外型壳能牢固的连接在一起，保证焙烧和浇注时内部型腔（即型芯）位置稳定，以便于内腔的清理。 图4 铸件上壁的连接形式a-不好的设计；b-较好的设计 图4 铸件上壁的连接形式a-不好的设计；b-较好的设计 表