【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 3為支座的鑄造工藝圖、模樣圖及合箱圖。圖73 支座的鑄造工藝圖、模樣圖及合型圖a)零件圖 b)鑄造工藝圖（左）和模樣圖（右） c)合型圖（一）澆注位置的選擇 澆注位置：澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置，選擇原則如下：1．鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面 圖74所示為車(chē)床床身鑄件的澆注位置方案。由于床身導(dǎo)軌面是重要表面，不允許有明顯的表面缺陷，而且要求組織致密，因此應(yīng)將導(dǎo)軌面朝下澆注。圖74車(chē)床床身的澆注位置圖75為起重機(jī)卷?yè)P(yáng)筒的澆注位置方案。采用立式澆注，由于全部圓周表面均處于側(cè)立位置，其質(zhì)量均勻一致、較易獲得合格鑄件。圖75卷?yè)P(yáng)筒的澆注位置1． 鑄件的大平面應(yīng)朝下 型腔的上表面除了容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷外，大平面還常容易產(chǎn)生夾砂缺陷。因此，對(duì)平板、圓盤(pán)類(lèi)鑄件的大平面應(yīng)朝下。2． 面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置 可以有效防止鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷。圖76為油盤(pán)鑄件的合理澆注位置。圖76 薄壁件的澆注位置3． 對(duì)于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)將厚大部分放在分型面附近的上部或側(cè)面 以便在鑄件厚壁處直接安置冒口，使之實(shí)現(xiàn)自下而上的定向凝固。如前述之鑄鋼卷?yè)P(yáng)筒，澆注時(shí)厚端放在上部是合理的；反之，若厚端在下部，則難以補(bǔ)縮。（二）鑄型分型面的選擇 鑄型分型面的選擇恰當(dāng)與否會(huì)影響鑄件質(zhì)量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序復(fù)雜化，甚至還可增大切削加工的工作量。分型面的選擇原則：1．便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化 盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯。圖77為一起重臂鑄件，按圖中所示的分型面為一平面，故可采用較簡(jiǎn)便的分模造型；如果選用彎曲分型面，則需采用挖砂或假箱造型，而在大量生產(chǎn)中則使機(jī)器造型的模底板的制造費(fèi)用增加。圖77 起重臂的分型面應(yīng)盡量使鑄型只有一個(gè)分型面，以便采用工藝簡(jiǎn)便的兩箱造型。多一個(gè)分型面，鑄型就增加一些誤差，使鑄件的精度降低。圖78a所示的三通，其內(nèi)腔必須采用一個(gè)T字型芯來(lái)形成，但不同的分型方案，其分型面數(shù)量不同。當(dāng)中心線(xiàn)ab呈垂直時(shí)（圖78b），鑄型必須有三個(gè)分型面才能取出模樣，即用四箱造型。當(dāng)中心線(xiàn)cd呈垂直時(shí)（圖78c），鑄型有兩個(gè)分型面，必須采用三箱造型。當(dāng)中心線(xiàn)ab和cd都呈水平位置時(shí)（圖78d），因鑄型只有一個(gè)分型面，采用兩箱造型即可。顯然，圖78d是合理的分型方案。圖78 三通的分型方案圖79所示支架分型方案是避免用活塊的例子。按圖中方案I，凸臺(tái)必須采用四個(gè)活塊制出，而下部?jī)蓚€(gè)活塊的部位較深，取出困難。當(dāng)改用方案II時(shí)，可省去活塊，僅在A處稍加挖砂即可。圖79 支架的分型方案鑄件的內(nèi)腔一般是由型芯形成的，有時(shí)可用型芯簡(jiǎn)化模樣的外形，制出妨礙起模的凸臺(tái)、側(cè)凹等。但制造型芯需要專(zhuān)門(mén)的工藝裝備，并增加下芯工序，會(huì)增加鑄件成本。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量避免不必要的型芯。如圖710所示的輪形鑄件，由于輪的圓周面外側(cè)內(nèi)凹，在批量不大的生產(chǎn)條件下，多采用三箱造型。但在大批量生產(chǎn)條件下，采用機(jī)器造型，需要改用圖中所示的環(huán)狀型芯，使鑄型簡(jiǎn)化成只有一個(gè)分型面，這種方法盡管增加了型芯的費(fèi)用，但可通過(guò)機(jī)器造型所取得的經(jīng)濟(jì)效益得到補(bǔ)償。圖710 使用型芯減少分型面2．盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄件精度 如圖711所示。圖711 車(chē)床床身鑄件3．盡量使型腔及主要型芯位于下型 這樣便于造型、下芯、合箱和檢驗(yàn)鑄件壁厚。但下型型腔也不宜過(guò)深，并盡量避免使用吊芯和大的吊砂。如圖712所示。圖712 機(jī)床支架注意：選擇分型面的上述諸原則，對(duì)于某個(gè)具體的鑄件來(lái)說(shuō)難以全面滿(mǎn)足，有時(shí)甚至互相矛盾。因此，必須抓住主要矛盾、全面考慮，至于次要矛盾，則應(yīng)從工藝措施上設(shè)法解決。（三）工藝參數(shù)的確定 在鑄造工藝方案初步確定之后，還必須選定鑄件的機(jī)械加工余量、起模斜度、收縮率、型芯頭尺寸等具體參數(shù)。1. 加工余量和最小鑄出孔 在鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱(chēng)為機(jī)械加工余量。數(shù)值取決于：鑄件生產(chǎn)批量、合金的種類(lèi)、鑄件的大小、加工面與基準(zhǔn)面之間的距離及加工面在澆注時(shí)的位置等。采用機(jī)器造型，鑄件精度高，余量可減小；手工造型誤差大，余量應(yīng)加大。鑄鋼件因表面粗糙，余量應(yīng)加大；非鐵合金鑄件價(jià)格昂貴，且表面光潔，余量應(yīng)比鑄鐵小。鑄件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面之間的距離愈大，尺寸誤差也愈大，故余量也應(yīng)隨之加大。澆注時(shí)鑄件朝上的表面因產(chǎn)生缺陷的機(jī)率較大，其余量應(yīng)比底面和側(cè)面大。灰鑄鐵的機(jī)械加工余量見(jiàn)下表?；诣T鐵的機(jī)械加工余量 （mm） 鑄件最大尺寸 澆注時(shí)位置 加工面與基準(zhǔn)面之間的距離 ﹤50 50~120 120~260 260~500 500~800 800~1250 ﹤120 頂面 底、側(cè)面 ~ ~ ~ ~ 120~260 頂面 底、側(cè)面 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 260~500 頂面 底、側(cè)面 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 500~800 頂面 底、側(cè)面 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 800~1250 頂面 底、側(cè)面 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~10 ~ 鑄件的孔、槽：一般來(lái)說(shuō)，較大的孔、槽應(yīng)當(dāng)鑄出，以減少切削加工工時(shí)，節(jié)約金屬材料，并可減小鑄件上的熱節(jié)；較小的孔則不必鑄出，用機(jī)加工較經(jīng)濟(jì)。最小鑄出孔的參考數(shù)值見(jiàn)下表。對(duì)于零件圖上不要求加工的孔、槽以及彎曲孔等，一般均應(yīng)鑄出。表 鑄件毛坯的最小鑄出孔 （mm） 生產(chǎn)批量 最小鑄出孔的直徑d 灰鑄鐵件 鑄鋼件 大量生產(chǎn) 12~15 — 成批生產(chǎn) 15~30 30~50 單件、小批量生產(chǎn) 30~50 50 2. 起模斜度 為了使模樣（或型芯）易于從砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模樣時(shí)必須留出一定的傾斜度，此傾斜度稱(chēng)為起模斜度，如圖713所示。在鑄造工藝圖上，加工表面上的起模斜度應(yīng)結(jié)合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（結(jié)構(gòu)斜度）僅需用文字注明即可。圖713 起模斜度3. 收縮率 鑄件冷卻后的尺寸比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模樣尺寸必須比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮率。鑄造收縮率K表達(dá)式為：式中 ——模樣或芯盒工作面的尺寸，單位為mm；——鑄件的尺寸，單位為mm。通常，%~%，%~%，%~%。4. 型芯頭 型芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類(lèi)，如圖714所示。圖714 型芯頭的構(gòu)造a）垂直芯頭 b）水平芯頭（四）鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般程序 鑄造工藝設(shè)計(jì)：在生產(chǎn)鑄件之前，編制出控制該鑄件生產(chǎn)工藝的技術(shù)文件。鑄造工藝設(shè)計(jì)主要是畫(huà)鑄造工藝圖、鑄件毛坯圖、鑄型裝配圖和編寫(xiě)工藝卡片等，它們是生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件，也是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗(yàn)收的依據(jù)。因此，鑄造工藝設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率及成本起著決定性的作用。一般大量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品、特殊重要的單件生產(chǎn)的鑄件，鑄造工藝設(shè)計(jì)訂得細(xì)致，內(nèi)容涉及較多。單件、小批生產(chǎn)的一般性產(chǎn)品，鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容可以簡(jiǎn)化。在最簡(jiǎn)單的情況下，只須繪制一張鑄造工藝圖即可。鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序見(jiàn)表。表 鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序項(xiàng)目 內(nèi)容 用途及應(yīng)用范圍 設(shè)計(jì)程序 鑄 造 工 藝 圖 在零件圖上用規(guī)定的紅、蘭等各色符號(hào)表示出：澆注位置和分型面，加工余量，收縮率，起模斜度，反變形量，澆、冒口系統(tǒng)，內(nèi)外冷鐵，鑄肋，砂芯形狀、數(shù)量及芯頭大小等 是制造模樣、模底板、芯盒等工裝以及進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù) 適用于各種批量的生產(chǎn) ①產(chǎn)品零件的技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性分析 ②選擇鑄造及造型方法 ③確定澆注位置和分型面 ④選用工藝參數(shù) ⑤設(shè)計(jì)澆冒口、冷鐵和鑄肋 ⑥型芯設(shè)計(jì) 鑄 件 圖 把經(jīng)過(guò)鑄造工藝設(shè)計(jì)后，改變了零件形狀、尺寸的地方都反映在鑄件圖上 是鑄件驗(yàn)收和機(jī)加工夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。適用于成批、大量生產(chǎn)或重要鑄件的生產(chǎn) ⑦在完成鑄造工藝圖的基礎(chǔ)上，畫(huà)出鑄件圖 鑄 型 裝 配 圖 表示出澆注位置，型芯數(shù)量、固定和下芯順序，澆冒口和冷鐵布置，砂箱結(jié)構(gòu)和尺寸大小等 是生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、檢驗(yàn)、工藝調(diào)整的依據(jù) 適用于成批、大量生產(chǎn)的重要件，單件的重型鑄件 ⑧通常在完成砂箱設(shè)計(jì)后畫(huà)出 鑄造工藝卡片 說(shuō)明造型、造芯、澆注、打箱、清理等工藝操作過(guò)程及要求 是生產(chǎn)管理的重要依據(jù) 根據(jù)批量大小填寫(xiě)必要條件 ⑨綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容 （五）實(shí)例分析 以C6140車(chē)床進(jìn)給箱體為例分析毛坯的鑄造工藝方案如下：C6140車(chē)床進(jìn)給箱體，該件質(zhì)量約35Kg，如圖131所示，該零件沒(méi)有特殊質(zhì)量要求的表面，僅要求盡量保證基準(zhǔn)面D不得有明顯鑄造缺陷，以便進(jìn)行定位。它的材料為鑄造性能優(yōu)良的灰鑄鐵（HT150），勿需考慮補(bǔ)縮。在制訂鑄造工藝方案時(shí)，主要應(yīng)著眼于工藝上的簡(jiǎn)化。圖715 車(chē)床進(jìn)給箱體零件圖1.分型面 進(jìn)給箱體的分型面，有如圖132所示的三個(gè)方案供選擇：方案I：分型面在軸孔的中心線(xiàn)上。此時(shí)，凸臺(tái)A因距分型面較近，又處于上型，若采用活塊，型砂易脫落，故只能用型芯來(lái)形成，槽C可用型芯或活塊制出。本方案的主要優(yōu)點(diǎn)是適于鑄出軸孔，鑄后軸孔的飛邊少，便于清理。同時(shí)，下芯頭尺寸較大，型芯穩(wěn)定性好，不容易產(chǎn)生偏芯。其主要缺點(diǎn)是基準(zhǔn)面D朝上，使該面較易產(chǎn)生氣孔和夾渣等缺陷，且型芯的數(shù)量較多。方案II：從基準(zhǔn)面D分型，鑄件絕大部分位于下型。此時(shí)，凸臺(tái)A不妨礙起模，但凸臺(tái)E和槽C妨礙起模，也需采用活塊或型芯來(lái)克服。它的缺點(diǎn)除基準(zhǔn)面朝上外，其軸孔難以直接鑄出。軸孔若擬鑄出，因無(wú)法制出型芯頭，必須加大型芯與型壁的間隙，致使飛邊清理困難。方案III：從B面分型，鑄件全部置于下型。其優(yōu)點(diǎn)是鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷；基準(zhǔn)面朝下，其質(zhì)量容易保證；同時(shí)，鑄件最薄處在鑄型下部，金屬液易于充滿(mǎn)鑄型。缺點(diǎn)是凸臺(tái)E、A和槽C都需采用活塊或型芯，而內(nèi)腔型芯上大下小穩(wěn)定性差；若擬鑄出軸孔，其缺點(diǎn)與方案II相同。圖716 車(chē)床進(jìn)給箱體分型面的選擇方案上述諸方案各有其優(yōu)缺點(diǎn)，需結(jié)合具體生產(chǎn)條件，找出最佳方案。大批量生產(chǎn)條件下，為減少切削加工工作量，九個(gè)軸孔需要鑄出。此時(shí)，為了使下芯、合箱及鑄件的清理簡(jiǎn)便，只能按照方案I從軸孔中心線(xiàn)處分型。為了便于采用機(jī)器造型、盡量避免活塊，故凸臺(tái)和凹槽均應(yīng)用型芯來(lái)形成。為了克服基準(zhǔn)面朝上的缺點(diǎn)，必須加大D面的加工余量。單件、小批量生產(chǎn)條件下，因采用手工造型，使用活塊造型較型芯更為方便。同時(shí)，因鑄件的尺寸允許偏差較大，九個(gè)軸孔不必鑄出，留待直接切削加工而成。此外，應(yīng)盡量降低上型高度，以便利用現(xiàn)有砂箱。顯然，在單件生產(chǎn)條件下，宜采用方案II或方案III。2. 鑄造工藝圖 分型面確定后，便可繪制出鑄造工藝簡(jiǎn)圖，采用分型方案I時(shí)的鑄造工藝圖如圖717所示。圖717 車(chē)床進(jìn)給箱體鑄造工藝圖（局部） 特種鑄造（40min） 熔模鑄造熔模鑄造又名“失蠟鑄造”，是用易熔的蠟質(zhì)材料制作模型，用造型材料將其包覆若干層后形成型殼，再將其中蠟?zāi)Ｈ刍匠觯娓珊鬂踩虢饘僖憾@得鑄件的方法。圖718 熔模鑄造示意圖（一）熔模鑄造的工藝過(guò)程1．制造蠟?zāi)? 蠟?zāi)２牧铣Ｓ?0%石蠟和50%硬脂酸配制而成。如圖134a所示。為提高生產(chǎn)率，常把數(shù)個(gè)蠟?zāi)Ｈ酆冈谙灠羯?，成為蠟?zāi)＝M，如圖134b所示。 2．制造型殼 在蠟?zāi)＝M表面浸掛一層以水玻璃和石英粉配制的涂料，然后在上面撒一層較細(xì)的硅砂，并放入固化劑（如氯化銨水溶液等）中硬化。使蠟?zāi)＝M外面形成由多層耐火材料組成的堅(jiān)硬型殼（一般為4~10層），型殼的總厚度為5~7mm，如圖134c所示。3．熔化蠟?zāi)＃撓灒? 通常將帶有蠟?zāi)＝M的型殼放在80~90℃的熱水中，使蠟料熔化后從澆注系統(tǒng)中流出。4．型殼的焙燒 把脫蠟后的型殼放入加熱爐中，加熱到800~950℃，~2h，燒去型殼內(nèi)的殘蠟和水分，并使型殼強(qiáng)度進(jìn)一步提高。5．澆注 將型殼從焙燒爐中取出后，周?chē)逊鸥缮埃庸绦蜌?，然后趁熱?00~700℃）澆入合金液，并凝固冷卻。6．脫殼和清理 用人工或機(jī)械方法去掉型殼、切除澆冒口，清理后即得鑄件。熔模鑄造的特點(diǎn)是：（1）鑄件精度高、表面質(zhì)量好，是少、無(wú)切削加工工藝的重要方法之一，其尺寸精度可達(dá)IT11~IT14，~。如熔模鑄造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，鑄件精度已達(dá)到無(wú)加工余量的要求。（2）可制造形狀復(fù)雜鑄件。對(duì)由幾個(gè)零件組合成的復(fù)雜部件，可用熔模鑄造一次鑄出。（3）鑄造合金種類(lèi)不受限制，用于高熔點(diǎn)和難切削合金，更具顯著的優(yōu)越性。（4）生產(chǎn)批量基本不受限制，既可成批、大批量生產(chǎn)，又可單件、小批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)：工序繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，原輔材料費(fèi)用比砂型鑄造高，生產(chǎn)成本較高，鑄件不宜太大、太長(zhǎng)，一般限于25kg以下。產(chǎn)品：生產(chǎn)汽輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的葉片，泵的葉輪，切削刀具，以及飛機(jī)、汽車(chē)、拖拉機(jī)、風(fēng)動(dòng)工具和機(jī)床上的小型零件。金屬型鑄造是將金屬液澆注到金屬鑄型中獲得鑄件的方法鑄造（金屬液態(tài)成形）：將液態(tài)金屬在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷卻后，獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件的方法。金屬型的結(jié)構(gòu)與材料 根據(jù)分型面位置的不同，金屬型可分為垂直分型式、水平分型式和復(fù)合分型式三種結(jié)構(gòu)，其中垂直分型式金屬型開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)和取出鑄件比較方便，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣，如圖719所示。圖719