【正文】 縮松不影響使用的情況下。這時(shí)，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(shí)凝固?；诣T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(duì)合金凝固理論的研究和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定澆注位置時(shí)應(yīng)考慮以下原則： 鑄件的重要部位應(yīng)盡量置于下部 鑄件下部金屬在上部金屬的靜壓力下凝固并得到補(bǔ)縮，組織致密。 重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài) 經(jīng)驗(yàn)表明，氣孔、非金屬夾雜物等缺陷多出現(xiàn)在朝上的表面，而朝下的表面或側(cè)立面通常比較光潔，出現(xiàn)缺陷的可能性小。個(gè)別加工表面必須朝上時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放大加工余量，以保證加工后不出現(xiàn)缺陷。 各種機(jī)床床身的導(dǎo)軌面是關(guān)鍵表面，不允許有砂眼、氣孔、渣孔、裂紋和縮松等缺陷，而且要求組織致密、均勻，以保證硬度值在規(guī)定范圍內(nèi)。因此，盡管導(dǎo)軌面比較肥厚，對(duì)于灰鑄鐵件而言，床身的最佳澆注位置是導(dǎo)軌面朝下。缸筒和卷筒等圓筒形鑄件的重要表面是內(nèi)、外圓柱面，要求加工后金相組織均勻、無缺陷，其最優(yōu)澆注位置應(yīng)是內(nèi)、外圓柱面呈直立狀態(tài)。 使鑄件的大平面位置朝下，避免夾砂結(jié)疤類缺陷 對(duì)于大的平板類鑄件，可采用傾斜澆注，以便增大金屬液面的上升速度，防止夾砂結(jié)疤類缺陷。傾斜澆注時(shí)，依砂箱大小，H值一般控制在200~400mm范圍內(nèi)。 應(yīng)保證鑄件能充滿 對(duì)具有薄壁部分的鑄件，應(yīng)把薄壁部分放在下半部或置于內(nèi)澆道以下，以免出現(xiàn)澆不到、冷隔等缺陷。 應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮 對(duì)于因合金體收縮大或鑄件結(jié)構(gòu)上厚薄不均勻而易于出現(xiàn)縮孔、縮松的鑄件，澆注位置的選擇應(yīng)優(yōu)先考慮實(shí)現(xiàn)順序凝固的條件，要便于安放冒口和發(fā)揮冒口的補(bǔ)縮作用。雙排鏈輪鑄鋼件的正確澆注位置如圖所示。 避免用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯、合箱及檢驗(yàn) 經(jīng)驗(yàn)表明，吊砂在合箱、澆注時(shí)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。 應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件冷卻位置一致 這樣可以避免在合箱后，或于澆注后再次翻轉(zhuǎn)鑄型。翻轉(zhuǎn)鑄型不僅勞動(dòng)量大，而且易引起砂芯移動(dòng)、掉砂、甚至跑火等缺陷。 只在個(gè)別情況下，如單件、小批量生產(chǎn)較大的球墨鑄鐵曲軸時(shí)，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(shí)，應(yīng)在鑄造工藝圖上注明。 此外，應(yīng)注意澆注位置、冷卻位置與生產(chǎn)批量密切相關(guān)。同一個(gè)鑄件，例如球鐵曲軸，在單件小批生產(chǎn)的條件下，采用橫澆豎冷是合理的。而當(dāng)大批大量生產(chǎn)時(shí)，則應(yīng)采用造型、合箱、澆注和冷卻位置一致的臥澆、臥冷方案。第四節(jié) 分型面的選擇分型面（parting plan） 是指兩半型相互接觸的表面。除了地面軟床造型、明澆的小件、實(shí)型鑄造法及熔模鑄造以外，都要選擇分型面。分型面的選擇原則分型面主要是為了取出模樣而設(shè)置的，但對(duì)鑄件精度會(huì)造成損害。1） 箱對(duì)準(zhǔn)時(shí)的誤差會(huì)使鑄件產(chǎn)生錯(cuò)偏2） 箱不嚴(yán)，會(huì)使鑄件在垂直分型面方向上的尺寸增加因此，為了保證鑄件精度，如果做不到上述要求，也應(yīng)盡可能把鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面放在同一半型內(nèi)。 分型面少，鑄件精度就容易保證，且砂箱數(shù)目少。但這不是絕對(duì)的。，一般只允許有一個(gè)分型面，以便充分發(fā)揮造型機(jī)的生產(chǎn)率，凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不允許用活塊或多分型面。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(huì)使模樣很高，起模斜度會(huì)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，下芯困難我們選擇分型面時(shí)總的原則是應(yīng)該盡量減少分型面，但針對(duì)具體條件，有時(shí)采用多分型面也是有利的。如右圖所示： 平直的分型面可簡(jiǎn)化造型過程和模底板的制造，易于保證鑄件精度，在機(jī)器造型中，如鑄件形狀必須采用不平分型面，應(yīng)盡量選用規(guī)則的曲面，如圓柱面或折面。因?yàn)橹挥猩?、下模底板表面曲度精確一致時(shí)才能合箱嚴(yán)密，不規(guī)則曲面會(huì)給模底板的加工帶來困難。規(guī)則曲面分型面手工造型時(shí)，曲面分型面是用手工切挖型砂來實(shí)現(xiàn)的，只是增加了切挖的步驟，卻減少了砂芯的的數(shù)目。因此，手工造型中有時(shí)采用挖砂造型形成的不平分型面。4. 應(yīng)便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸 在手工造型時(shí)，模樣及芯盒尺寸精度不高，在下芯、合箱時(shí)，造型工需要檢查型腔尺寸，并調(diào)整砂芯位置，才能保證壁厚均勻。為此，應(yīng)盡量把主要砂芯放在下半型中。下圖的減速器箱蓋的手工造型工藝方案采用兩個(gè)分型面，目的就是便于合箱時(shí)檢查尺寸。5. 不使砂箱過高分型面通常選在鑄件最大截面上，以使砂箱不至于過高。因?yàn)樯跋涓撸瑫?huì)使造型困難，填砂、緊實(shí)、起模、下芯都不方便。幾乎所有的造型機(jī)都對(duì)砂箱高度有限制。手工鑄造大型鑄件時(shí)，一般選用多分型面，即用多箱造型以控制每節(jié)砂箱的高度，使其不致過高。6. 受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 7. 注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量以上簡(jiǎn)要介紹了選擇分型面的原則，這些原則有的相互矛盾和制約。一個(gè)鑄件應(yīng)以哪幾項(xiàng)原則為主來選擇分型面，這需要進(jìn)行多個(gè)方案的對(duì)比，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)作出正確的判斷，最后選出最佳方案，付諸實(shí)施。第三章 砂芯設(shè)計(jì)及鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)第一節(jié) 砂芯設(shè)計(jì)1. 砂芯的功用形成鑄件的內(nèi)腔、孔和鑄件外形不能出砂的部位砂型局部要求特殊性能的部分，有時(shí)也用砂芯2. 砂芯應(yīng)滿足以下要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度在鑄件形成過程中砂芯所產(chǎn)生的氣體能及時(shí)排出型外鑄件收縮時(shí)阻力小，容易清砂一、確定砂芯形狀（分塊）幾分盒面選擇的基本原則總原則使造芯到下芯的整個(gè)過程方便不致造成氣孔等缺陷鑄件內(nèi)腔尺寸精確使芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（一）保證鑄件內(nèi)腔尺寸精確 凡是鑄件內(nèi)腔尺寸要求較嚴(yán)的部分應(yīng)由同一半砂芯形成，避免被分盒面所分割，更不宜化分為幾個(gè)砂芯。但手工造型中大的砂芯，為保證某一部位精度，有時(shí)需將砂芯分塊。（二）保證操作方便 復(fù)雜的大砂芯、細(xì)而長(zhǎng)的砂芯可分為幾個(gè)小而簡(jiǎn)單砂芯。細(xì)而長(zhǎng)的砂芯易變形，應(yīng)分成數(shù)段，并設(shè)法使芯盒通用。在劃分砂芯時(shí)要防止液體金屬鉆入砂芯分割面的縫隙，堵塞砂芯通氣道。（三）保證鑄件壁厚均勻 使砂芯的起模斜度和模樣的起模斜度大小、方向一致，保證鑄件壁厚均勻（四）應(yīng)盡量減少砂芯數(shù)目 用砂胎（自帶砂芯）或吊砂可減少砂芯，右圖為12VB柴油機(jī)曲軸定位套的機(jī)器造型方案。 在手工造型時(shí)，遇到難于出模的地方，一般盡量用模樣“活塊”，即用“活塊”取代砂芯。這樣雖然增加了造型工時(shí)，但卻節(jié)省了芯盒、制芯工時(shí)及費(fèi)用（五）填砂面應(yīng)寬敞，烘干支撐面是平面 為此，需要進(jìn)爐烘干的大砂芯，常被沿最大截面切分為兩半制作。（六）砂芯形狀適應(yīng)造型、制芯方法 高速造型線限制下芯時(shí)間，對(duì)一型多鑄的小鑄件，不允許逐個(gè)下芯，因此，劃分砂芯形狀時(shí)，常把幾個(gè)到十幾個(gè)小砂芯連成一個(gè)大砂芯，以便節(jié)約下芯、制芯時(shí)間，以適應(yīng)機(jī)器造型節(jié)拍的要求。 對(duì)殼芯、熱芯和冷芯盒砂芯要從便于射緊砂芯方面來考慮改進(jìn)砂芯形狀。 除上述的原則外，還應(yīng)使沒塊砂芯有足夠的斷面，保證有一定的強(qiáng)度和剛度，并能順利排出砂芯中的氣體；使芯盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和使用等。二、芯頭設(shè)計(jì)芯頭： 伸出鑄件以外不與金屬接觸的砂芯部分。對(duì)芯頭的要求 定位和固定砂芯，使砂芯在鑄造中有準(zhǔn)確的位 置，并能承受砂芯重力及澆注時(shí)液體金屬對(duì)砂芯的浮力，使之不破壞 芯頭應(yīng)能及時(shí)排出澆注后砂芯所產(chǎn)生的氣體至型外 上下芯頭及芯號(hào)容易識(shí)別，不致下錯(cuò)方向或芯號(hào) 下芯、合型方便，芯頭應(yīng)有適當(dāng)斜度和間隙芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭 （包括懸臂式芯頭）兩大類（一）芯頭的組成典型的芯頭的結(jié)構(gòu)如右圖所示。包括：芯頭長(zhǎng)度、斜度、間隙、壓環(huán)、防壓環(huán)和積砂槽等結(jié)構(gòu)芯頭長(zhǎng)度砂芯伸入鑄型部分的長(zhǎng)度芯頭斜度 對(duì)垂直芯頭，上、下芯頭都應(yīng)設(shè)有斜度芯頭間隙 為了下芯方便，通常在芯頭和信座之間留有間隙壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽壓環(huán)的作用 合箱后它能把砂芯壓緊，避免金屬液沿間隙鉆入芯頭防壓環(huán)的作用 下芯、合箱時(shí)，它可防止此處砂型被壓塌，因而可以防止掉砂集砂槽的作用 用來存放個(gè)別的散落砂粒，這樣就可以加快下芯速度（二）芯頭承壓面積的核算 由于砂芯的強(qiáng)度通常都大于鑄型的強(qiáng)度，故只核算鑄型的許用壓應(yīng)力即可。如果實(shí)際承壓面積不能滿足上式要求，則說明芯頭尺寸過小，應(yīng)適當(dāng)放大芯頭。若受砂箱等條件限制，不能增加芯頭尺寸，可采用提高芯座抗壓強(qiáng)度（許用壓應(yīng)力）的方法，如在芯座部分附加砂芯、鐵片、耐火磚等。在許可的情況下，附加芯撐，也等于增加了承壓面積。（三）特殊定位芯頭 有的砂芯有特殊的定位要求，如防止砂芯在型內(nèi)繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不許可軸向位移偏差過大或下芯時(shí)搞錯(cuò)方位，這時(shí)就應(yīng)采用特殊定位芯頭。第二節(jié) 鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)（簡(jiǎn)稱工藝參數(shù)） 通常是指鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要確定的某些數(shù)據(jù)，這些工藝數(shù)據(jù)一般都與模樣及芯盒尺寸有關(guān)，即與鑄件的精度有密切關(guān)系，同時(shí)也與造型、制芯、下芯及合箱的工藝過程有關(guān)。鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)主要有：1. 鑄件尺寸公差2. 鑄件重量公差3. 機(jī)械加工余量4. 鑄造收縮率5. 起模斜度6. 最小鑄出孔及槽7. 工藝補(bǔ)正量8. 分型負(fù)數(shù)9. 反變形量10. 砂芯負(fù)數(shù)11. 非加工壁厚的負(fù)余量12. 分芯負(fù)數(shù)一、鑄件的尺寸公差 指鑄件各部分尺寸允許的極限偏差一種鑄造方法得到的尺寸精度如何，與生產(chǎn)過程的 許多因素有關(guān)，其中包括：1. 鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性2. 模具的類型和精度3. 鑄件材質(zhì)的種類和成分4. 造型材料的種類和品質(zhì)5. 技術(shù)和操作水平可以通過以下措施來提高公差等級(jí)：1. 對(duì)設(shè)備和工裝進(jìn)行改進(jìn)、調(diào)整和維修2. 嚴(yán)格工藝過程的管理3. 提高操作水平鑄件基本尺寸即鑄件圖上給定的尺寸，應(yīng)包括機(jī)械加工余量。公差帶應(yīng)對(duì)稱分布，有特殊要求時(shí)，也可非對(duì)稱分布，并應(yīng)在圖樣上注明或技術(shù)文件中規(guī)定。壁厚尺寸公差一般可降低一級(jí)二、鑄件重量公差 以占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量變動(dòng)的允許值。 GB/T11351－89規(guī)定了鑄件質(zhì)量公差的數(shù)值、確定方法及檢驗(yàn)規(guī)則，與GB6414－86《鑄件尺寸公差》配套使用。 質(zhì)量公差代號(hào)用字母“MT”（Mass Tolerances的縮寫）表示。質(zhì)量公差等級(jí)和尺寸公差等級(jí)相對(duì)應(yīng)，由精到粗也分為16級(jí)，從MT1～MT16。三、機(jī)械加工余量 為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，應(yīng)有加工余量，即在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工是又被切去的金屬層厚度，簡(jiǎn)稱加工余量。 加工余量過大，浪費(fèi)金屬和加工工時(shí) 過小，降低刀具壽命，不能完全去除鑄件表面缺陷，缺陷甚至露出鑄件表皮，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。影響加工余量的主要因素有： 1. 鑄造合金種類 2. 鑄造工藝方法 3. 生產(chǎn)批量 4. 設(shè)備及工裝的水平 5. 加工表面所處的澆注位置（頂、底、側(cè)面） 6. 鑄件基本尺寸的大小和結(jié)構(gòu)四、鑄造收縮率鑄造收縮率K的定義是鑄造收縮率的影響因素：合金的種類及成分 鑄件冷卻、收縮時(shí)受到的阻力的大小 冷卻條件的差異等 因此，要十分準(zhǔn)確地給出鑄造收縮率是很困難的如何正確地選擇鑄造收縮率：對(duì)于大量生產(chǎn)的鑄件，一般應(yīng)在試生產(chǎn)過程中，對(duì)鑄件多次劃線，測(cè)定鑄件各部分的實(shí)際收縮率，反復(fù)修改木模，直至鑄件尺寸符合鑄件圖樣要求。然后再以實(shí)際鑄造收縮率設(shè)計(jì)制造金屬模對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)的大型鑄件，鑄造收縮率的選取必須有豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要結(jié)合使用工藝補(bǔ)正量，適當(dāng)放大加工余量等措施來保證鑄件尺寸達(dá)到合格五、起模斜度為了方便起模，在模樣、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免損壞砂型或砂芯。這個(gè)斜度，稱為起模斜度。起模斜度應(yīng)在鑄件上沒有結(jié)構(gòu)斜度的、垂直于分型面（分盒面）的表面上應(yīng)用其大小應(yīng)依模樣的起模高度、表面粗糙度以及造型（芯）方法而定。使用起模斜度時(shí)應(yīng)注意：起模斜度應(yīng)小于或等于產(chǎn)品圖上所規(guī)定的起模斜度值，以防止零件在裝配或工作中與其它零件相妨礙盡量使鑄件內(nèi)、外壁的模樣和芯盒斜度取值相同，方向一致，以使鑄件壁厚均勻在非加工面上留起模斜度時(shí)，要注意與相配零件的外形一致，保持整臺(tái)機(jī)器的美觀同一鑄件的的起模斜度應(yīng)盡可能只選用一種或兩種斜度，以免加工金屬模時(shí)頻繁地更換刀。六、最小鑄出孔及槽零件上的孔、槽、臺(tái)階等，是鑄出來好，還是機(jī)械加工出來好？這應(yīng)從品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)角度等方面全面考慮。一般說來：較大的孔、槽等應(yīng)鑄出來，以便節(jié)約金屬和加工工時(shí)，同時(shí)還可以避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件質(zhì)量?？住⒉郾容^小，或者鑄件壁很厚，則不宜鑄出孔，直接依靠加工反而更方便。有特殊要求的孔，如彎曲孔，無法實(shí)行機(jī)械加工，則一定要鑄出?？捎勉@頭加工的受制孔（有中心線位置精度要求）最好不鑄出，鑄出后很難保證鑄孔中心位置準(zhǔn)確，再用鉆頭擴(kuò)孔也無法糾正中心位置。七、工藝補(bǔ)正量在單件、小批量生產(chǎn)中，由于選用的收縮率與鑄件的實(shí)際收縮率不符，或由于鑄件產(chǎn)生了變形、操作中的不可避免的誤差（如工藝上允許的錯(cuò)型偏差、偏芯誤差）等原因，使得加工后的鑄件某些部分的厚度小于圖樣要求尺寸，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因強(qiáng)度太弱而報(bào)廢。因工藝需要在鑄件相應(yīng)非加工面上增加的金屬層厚度稱為工藝補(bǔ)正量。工藝補(bǔ)正量可粗略地按下述經(jīng)驗(yàn)公式來確定八、分型負(fù)數(shù)干砂型、表面烘干型以及尺寸很大的濕型，分型面由于烘烤、修整等