【文章內容簡介】 下完成填砂和堅實。該方法生產率高，能量消耗少、噪聲低、型砂堅實度均勻、適用性廣。主要適用于單件、小批、成批、大量生產中、大型鑄件或大型芯。 射壓緊實 是使壓縮空氣驟然膨脹，將型砂射人砂箱進行填砂和堅實，再進行壓實。該方法生產率高，堅實度均勻，砂型型腔尺寸精確、表面光滑、工人勞動強度低、易于自動化、但造型機調整維修復雜。主要適用于大批、大量生產的形狀簡單的中、小型鑄件。 射砂緊實 是用壓縮空氣將型（芯）砂高速射入砂箱或芯盒而進行緊實。因其將填砂、緊實兩個工序同時完成，故生產率高，但用于造型，其堅實度不高、需進行輔助壓實。廣泛用于制芯、并開始用于造型。 二、鑄造工藝設計 鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)、澆注位置、型芯結構尺寸、控制凝固措施（冷鐵、保溫襯板）等的圖樣。圖中應表示出：鑄件的澆注位置、分型面、型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、澆口、冒口、冷鐵的尺寸和位置。 1. 鑄造方案的確定 （ 1）澆注位置的選擇 澆注位置的選擇應考慮以下原則： ? a）體積收縮大的合金及壁厚差較大的鑄件，應按定向凝固的原則，將壁厚較大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或側部，以便設置冒口進行補縮。 ? b）重要加工面、耐磨表面等質量要求較高部位應置于下面或側面。見圖 1－ 17。 ? c）具有大面積的薄壁鑄件，應將薄壁部分放在鑄型的下部，同時要盡量使薄壁部分處于垂直位置或傾斜位置。見圖 1－ 18。 ? d）具有大平面的鑄件，應將鑄件的大平面朝下。見圖 1－ 19。 ? e）盡量減少型芯的數(shù)目，最好使型芯位于下型以便下芯和檢查，同時應保證型芯在鑄型中安放牢靠、排氣通暢。 （ 2）分型面的選擇 ? 分型面為鑄型組元間的接合面，選擇分型面應考慮以下原則： ? a）分型面應盡量采用平面分型，避免曲面分型，并應盡量選在最大截面上，以簡化模具制造和造型工藝。見圖 1－ 20。 ? b）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。見圖 1－ 21。 ? c）應使鑄件的加工面和加工基準面處于同一砂箱中。見圖 1－ 22。 ? d）若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準面放在分型面的同一側時，則應使加工基準面與大部分加工面處于分型面的同一側。 ? e）盡量減少分型面的數(shù)目，最好只有一個分型面。見圖 1－ 23。 ? f）鑄件的非加工表面上，盡量避免有披縫。見圖 1－ 24。 ? g）分型面的選擇應盡量與鑄型澆注時位置一致。 2. 鑄造工藝參數(shù)的選擇 （ 1） 加工余量 指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度，在鑄件工藝設計時預先增加而在機械加工時切去的金屬層厚度。 零件上需要加工的表面，應有適當?shù)募庸び嗔?。鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復雜程度、生產批量、加工面與基準面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。 灰鑄鐵件較鑄鋼件線收縮率小、熔點低，鑄件表面較光潔、平整，故其加工余量小，鑄鋼件因澆注溫度高、表面粗糙、變形大、其加工余量應比鑄鐵件大；非鐵合金鑄件表面光潔、且材料昂貴、加工余量應比鑄鐵件??；鑄件的尺寸愈大或加工面與基準面的距離愈大，鐵件的尺寸誤差也愈大，故余量也應隨之加大；大量生產時，因采用機器造型，鑄件精度高，故余量可減?。环粗?，手工造型誤差大，余量應加大；此外，澆注時朝上的表面，因產生缺陷的機率大，其加工余量應比底面和側面大。加工余量的具體數(shù)值應根據(jù)加工余量國家標準和鑄件尺寸公差標準配套使用選取。 ? （ 2） 起模斜度（拔模斜度） 為使模樣容易從鑄型中取出或型芯自芯盒中脫出，平行于起模方向在模樣或芯盒壁上的斜度稱為起模斜度。凡垂直于分型面（分盒面）的沒有結構斜度的壁均應設起模斜度。起模斜度的大小，應根據(jù)模壁測量面高度、模樣材料及造型方法確定。 ? （ 3） 最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺階等應從鑄件質量及經(jīng)濟方面考慮。較大的孔、槽等應鑄出來，以便節(jié)約金屬和機構加工工時，同時還避免鑄件局部過厚所造成的熱節(jié)，提高鑄件的質量，較小的孔槽，則不宜鑄出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且無法實行機加工的孔如彎曲孔，則一定要鑄出。 ? （ 4） 收縮余量 指為了補償件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。 ? （ 5） 工藝補正量 由于工藝上的原因，在鑄件相應部位非加工面上增加的金屬厚度稱為工藝補正量。工藝補正量可粗略地按下述經(jīng)驗公式來確定， e≤， 式中 e為工藝補正量； L為加工面到加工基準面間的距離。 ? （ 6） 分型負數(shù) 指為抵消鑄件在分型部位的增厚，在模樣上相應減去的尺寸。為了防止金屬液從分型面處溢出，要在下型的分型面上鋪設泥條、油泥條或石棉繩等，使上、下型接觸面密封，這樣就使上箱抬高，增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。制做模樣時，為了使模樣符合零件圖上尺寸的要求，在模樣上相應減去這個抬高的尺寸，即為分型負數(shù)。 ? （ 7） 芯頭 指模樣上的突出部分，在型內形成芯座并放置芯頭?；蛑感托镜耐馍觳糠?，不形成鑄件輪廓，只是落入芯座內，用以定位和支承型芯。 第四節(jié) 特種鑄造 一、熔模鑄造 熔模鑄造是用易熔材料制成模樣，然后在模樣上涂掛若干層耐火涂料制成型殼，經(jīng)硬化后再將模樣熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。鑄型經(jīng)高溫焙燒后即可進行澆注。 （一）熔模鑄造的工藝過程 熔模鑄造的工藝過程包括：蠟模制造、結殼、脫蠟、焙燒和澆注等，其流程圖及鑄造過程參見圖 12 126。 （二）熔模鑄造的主要特點及適用范圍 1）鑄件的精度和表面質量較高，尺寸公差等級可達 IT14IT11，表面粗糙度 Ra值可達。 2）適用于各種合金鑄件。 3）可制造形狀較復雜的鑄件，鑄出孔的最小直徑為 ，最小壁厚可達 。 4）工藝過程較復雜，生產同期長，制造費用和消耗的材料費用較高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過 25kg。 二、金屬型鑄造 金屬型鑄造又稱硬模鑄造，是將液體金屬澆入金屬鑄型，在重力作用下充填鑄型，以獲得鑄件的鑄方法。 （一）金屬型 為保證使用壽命，制造金屬型的材料具備如下的性能：高的耐熱性和導熱性，反復受熱不變形，不破壞；一定的強度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。 （二）金屬型鑄造的工藝特點 1. 金屬型預熱 金屬型預熱溫度主要通過試驗來確定，一般不低于 150℃ 。 2. 刷涂料 金屬型表面應噴刷一層耐火涂料（厚度為－ ），以保護型壁表面，免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。 3. 澆注 由于金屬型的導熱能力強，因此澆注溫度應比砂型鑄造高 20℃ － 30℃ 。鋁合金為 680℃ － 740℃ ，鑄鐵為 1300℃ － 1370℃ ，錫青銅為 1100℃ － 1150℃ ，對薄壁小件取上限，對厚壁大件取下限。 4. 開型時間 對于金屬型鑄造，要根據(jù)不同的鑄件選用合適的開型時間，具體數(shù)值需通過試驗來確定。 （三）金屬型鑄造的特點和應用范圍 1）金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學性能高。 2）鑄件的精度和表面質量較高 3）澆冒口尺寸較小，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約 15%－ 30%。 4）不用砂或少用砂。 金屬型鑄造的主要缺點是金屬型無透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。 三、壓力鑄造 壓力鑄造（簡稱壓鑄）的實質是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。常用壓射壓力為 5－ 1500MPa，充填速度約 5－5m/s，充填時間很短，約 － 02s。 （一）壓鑄工藝過程 壓鑄過程主要由壓鑄機來實現(xiàn)。壓鑄機分熱壓室式和冷壓室式兩類。熱壓室式壓鑄機工作原理見圖 1－ 27，其特點是壓室和熔化合金的坩堝連成一體，壓室浸在液體金屬中，多用于低熔點合金。冷壓室式壓鑄機分立式和臥式兩種類型，臥式冷壓室式壓鑄機工作原理見圖 1－ 28與圖 129。 （二）壓鑄的特點和應用 1. 壓鑄優(yōu)點： 1）鑄件的尺寸精度最高，表面粗糙度 Ra值最小。 2）鑄件強度和表面硬度都較高。 3）生產效率很高，生產過程易于機械化和自動化。 2. 壓鑄缺點： 1）壓鑄時，高速液流會包住大量空氣，凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件不宜進行較多余量的切削加工，以免氣孔外露。 2）壓鑄黑色金屬時，壓鑄型壽命很低，困難較大。 3）設備投資大，生產準備周期長 。 第五節(jié) 零件結構的鑄造工藝性 鑄件結構的鑄造工藝性包括：鑄件結構的合理性；鑄件結構的工藝性；鑄件結構對鑄造方法的適應性。 一、鑄件結構的合理性 （一）鑄件應有合理的壁厚 每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍，鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿足零件力學性能的要求，則應改選高強度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設加強肋等措施，見圖 1－ 30。 （二）鑄件壁厚應力求均勻 所謂壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚，見圖 1－ 31。鑄件的內壁厚度應略小于外壁厚度。 （三）鑄件壁的聯(lián)接形式要合理 1. 鑄件如果因為結構需要不能做到壁厚均勻，則不同壁厚的聯(lián)接應采用逐漸過渡的形式，見圖 1－ 32。 2. 對于鑄件結構中有兩個或三個甚至更多個壁相連的情況，可采用交錯接頭或環(huán)形接頭的形式，見圖 1－ 33。 3. 鑄件壁的聯(lián)接應盡可能設計成結構圓角，以避免形成熱節(jié)。 4. 鑄件壁的聯(lián)接應避免銳角，以防止應力集中。 （四）盡量避免過大的水平面 過大的平面不利于金屬液的填充，容易產生澆不到等缺陷，在進行鑄件的結構設計時，應盡量將水平面設計成傾斜形狀，見圖 1－ 34。 （五）鑄件結構應避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形 鑄件在結構設計時，應盡量使其能自由收縮，以減小應力，避免裂紋。如圖 1－ 35所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設計，可使鑄件能較好地自由收縮。 二、鑄件結構的工藝性 （一）鑄件的外形設計 1. 應使鑄件具有最少的分型面 減少鑄件分型面的數(shù)量，不僅可以減少砂箱的用量，降低造型工時，而且可以減少錯箱、偏芯等缺陷，從而提高鑄件的精度。圖 1－ 36所示端蓋結構，由于圖 1－ 36a存在法蘭凸緣，不能采用簡單的兩箱造型。若改成圖 1－ 36b所示的結構，取消上部的凸緣，使鑄件僅有一個分型面，則將大大簡化造型操作。 2. 應盡量使分型面平直 平直的分型面可避免操作費時的挖砂造型或假箱造型；同時，鑄件的毛邊少，便于清理。如圖 1－ 37a所示的杠桿零件，在造型時只能采用不平分型面，若改成圖 1－ 37b所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡單的平面。 3. 避免外部側凹 鑄件在起模方向上若有側凹，見圖 1－ 38a，就必須再造型時增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖 1－ 38b所示結構，則可省去外壁型芯，顯然后一種結構是合理的。 4. 改進妨礙起模的凸臺、凸緣和肋條的結構 設計鑄件上的凸臺、凸緣和肋條結構時，應考慮便于造型起模，盡量避免使用活塊或外壁型芯。如圖 1－ 3 1－ 40所示。 5. 鑄件要有結構斜度 鑄件上垂直于分型面的不加工表面應設計出一定的斜度，稱為結構斜度。結構斜度便于起模，并可延長模具的使用壽命。見圖 1－ 41。鑄件結構斜度的大小和許多因素有關，如鑄件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度應越大。凸臺的結構斜度可達 30176。 50176。 （二）鑄件內腔的設計 1. 應使鑄件盡可能不用或少用型芯 圖 1－ 42是懸臂支架的兩種設計方案，圖 1－ 42a采用方形中空截面，為形成其內腔，必須采用型芯；若改為圖 1－ 42b所示工字形開式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡化造型的同時，也可保證鑄件的質量，故后者的設計是合理的。 2. 鑄件結構設計中應避免封閉空腔 圖 1－ 45a所示鑄件為封閉空腔結構，其型芯安放困難、排氣不暢、難于清砂，若改成圖 1－ 45b所示的結構，上述問題將迎刃而解，故后者是合理的設計。 3. 鑄件的內腔設計應使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便 型芯的固定主要依靠芯頭來保證，如圖 1－ 43所示軸承支架鑄件，若采用圖 1－ 43a的結構，則需要兩個