浇注系统的类型
五、铸造工艺图绘制举例
【铸造工艺图】是表示分型面、浇注位置、型芯结构和尺寸、浇注系统、工艺参数等的图样,可按规定工艺符号或文字标注在铸件图上或另绘工艺图。
例:下图为衬套零件图,材料为HT200,采用砂型铸造,年生产量200件,试绘出铸造工艺图。 (1)结构分析、确定造型方法、浇注位置和分型面。零件上φ 48mm的孔要铸出,但内孔的小台阶不铸出,故采用简单的圆棒型芯;为简化铸造工艺,φ8mm的小孔和铸件侧壁的小台阶和小凹槽均不铸
出。铸件高度不大,可采用两箱整体模造型、垂直浇注。分型面选在φ160mm的端面处,采用二箱整体模造型。 (2)工艺参数确定。
加工余量 铸件各个面都要加工,故都应有余量。砂型铸造灰铸铁件的公差及配套的加工余量等级为14/H。顶面和孔的加工余量等级降一级(取J级),加工余量数值可查GB/T11350-1989选取,φ160mm和φ104mm圆周面双侧加工,每侧余量为6.0mm,底面的加工余量为6.0mm,顶面的加工余量为7.0mm,内孔的每侧的加工余量为6.0mm。
起模斜度 在垂直于分型面处(平行于起模方面),按增厚法确定起模斜度。取宽度a=1.0mm。图9-21b中“7/6”表示考虑了加工余量和起模斜度后,上端与下端的余量。
线收缩率 由于是小批生产,铸件各尺寸方向的铸造收缩率可取相同的数值,取铸造收缩率为1%。 芯 头 该芯头为垂直芯头。查有关手册(本书略)得芯头尺寸,如铸造工艺图所示。 铸造圆角 铸造圆角按(1/3~1/5)壁厚的方法,取R内为8mm;R外为4mm。 (3)绘出铸造工艺图。如下图所示(不含浇注系统)。
六、铸件图
【铸件图】是反映铸件实际尺寸、形状和技术要求的图形,是铸造生产验收和检验的主要依据。铸件图应在完成铸造工艺图的基础上绘制,下图为衬套的铸件图。
衬套零件图、铸造工艺图、铸件图
零件图 铸造工艺图 铸件图
第四节 铸件的结构设计
铸件的结构设计不仅要考虑符合使用的要求,还必须考虑是否符合铸造工艺及铸造性能的要求。合理地设计铸件结构,可简化铸造工艺、提高生产效率、改善铸件质量、降低生产成本。以下主要从铸件的外形、内腔、壁厚及壁间连接几方面,讨论铸件设计的原则。
一、铸件的外形
铸件外形应尽量采用规则的易加工平面、圆柱面、垂直连接等,避免不必要的曲面,以便于制模和造型,除此以外,还应考虑如下方面: 1.铸件上的凸台不应妨碍起模以减少活块
对箱体、缸盖等零件上的凸台、肋板设计时,分布应合理、厚度应适当,这样可使造型时起模方便,少用或不用活块造型,简化铸造工艺。下图a和c上的凸台一般要用活块或型芯才能取出模样,采用图b结构,将凸台延伸至分型面后,可采用简单的两箱造型,避免了活块;图d将邻近的三个凸台连成一片,即可将三个活块减少为一个活块。
避免或减少活块
2.铸件应避免外部侧凹以减少分型面
外壁侧凹的铸件一般要采用砂芯、三箱或多箱造型,增加了分型面数量,造型难度较大。而避免侧凹可采用二箱造型,减少分型面和砂箱的数量,从而简化铸造工艺,还能减少错型和偏芯,以提高铸件的精度。 如图所示。
减少分型面
3.设计结构斜度以便于起模
造型时为便于起模,在垂直于分型面的非加工侧壁,一般应设计 1 o ~3 o 的结构斜度。结构斜度的大小随壁的高度增加而减小;并且内壁的斜度大于外壁的斜度。下图为结构斜度示例。
结构斜度
4.铸件结构应有利于自由收缩以防裂纹
下图为手轮轮辐的三种设计方案。其中a方案采用偶数直轮辐,易在轮辐和轮缘处产生裂纹,故结构不合理; b、c方案采用弯曲轮辐或奇数轮辐后,可防止开裂,结构较合理。
轮幅设计方案
5.避免过大水平面以防铸造缺陷
过大的平面不利于金属液的填充,易产生浇不到和冷隔;在大平面上方,铸型受金属液的高温烘烤使型砂拱起,铸件易产生夹砂的缺陷。将大的水平面改为倾斜面,可防止上述缺陷的产生。
二、铸件的孔和内腔
铸件上的孔和内腔是用型芯来形成的。合理的内腔设计既可减少型芯数量,又有利于型芯的固定、排气和清理。从而简化工艺,防止偏芯、气孔等铸造缺陷。 1.减少型芯数量
下图为悬臂支架的设计,图中a方案铸件为封闭结构,内腔需要用型芯铸出;改进为b方案开式结构,可省去型芯,从而简化铸造工艺。
悬臂支架
下图为端盖铸件的二种设计方案,该铸件的内腔直径D大于高度H,采用a结构必须要用一个型芯,而采用b结构可采用砂垛代替型芯,使造型工艺简化。
铸件的内腔设计
2.便于型芯的固定、排气和铸件清理
下图为轴承支架,a结构有两个互不连通的内腔,分别要用两个芯形成,其中较大的为悬臂状,装配时必须用芯撑来固定;若连通中间部分,改为b结构,将内腔连为一体,只用一个整体芯,不仅下芯方便、型芯稳定性提高,而且利于排气和清理。