【正文】 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。 熱加工基礎 ——張虎 3）最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺階等應從鑄件質(zhì)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(zhì)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（ mm）； L為加工面到加工基準面間的距離（ mm） 熱加工基礎 ——張虎 （ 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。砂型的分型面一般不可能很平整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合，金屬液就有可能從分型面處溢出，即 “跑火 ”。為了防止跑火，就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(nèi)形成芯座并放置芯頭?；蛑感托镜耐馍觳糠郑恍纬设T件輪廓，只是落入芯座內(nèi)，用以定位和支承型芯。 熱加工基礎 ——張虎 一、熔模鑄造 二、金屬型鑄造 三、壓力鑄造 第四節(jié) 特種鑄造 熱加工基礎 ——張虎 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示意圖如下： 一、熔模鑄造 熱加工基礎 ——張虎 圖 1 熔模 鑄 造流程 圖 熱加工基礎 ——張虎 圖 2 熔模鑄造過程示意圖 熱加工基礎 ——張虎 （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(zhì)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(chǎn)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。 熱加工基礎 ——張虎 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。 二、金屬型鑄造 熱加工基礎 ——張虎 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。 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(zhì)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(chǎn)生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。 熱加工基礎 ——張虎 壓力鑄造（ 簡稱壓鑄）的實質(zhì)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。 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 3。 圖 3 熱壓室式壓鑄機工作原理 三、壓力鑄造 熱加工基礎 ——張虎 冷壓室式壓鑄 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 4。 圖 4 冷壓室式壓鑄機工作原理 熱加工基礎 ——張虎 圖 5 冷壓室式壓鑄機推桿頂出機構工作原理 熱加工基礎 ——張虎 （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(chǎn)效率很高，生產(chǎn)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(chǎn)準備周期長。 熱加工基礎 ——張虎 一、鑄件結構的合理性 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。 二、鑄件結構的工藝性 三、鑄造方法對鑄件結構的特殊要求 第五節(jié) 零件結構的鑄造工藝性 熱加工基礎 ——張虎 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(chǎn)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 6。 圖 6 鑄件的壁厚應合理 熱加工基礎 ——張虎 （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 7。鑄件的內(nèi)壁厚度應略小于外壁厚度。 圖 7 鑄件的壁厚應均勻 熱加工基礎 ——張虎 （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 冷壓室式壓鑄 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 8。 圖 8 鑄件壁厚的過渡形式 熱加工基礎 ——張虎 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 9。 圖 9 鑄件壁聯(lián)結應盡量避免金屬積聚 熱加工基礎 ——張虎 （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(chǎn)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 10。 圖 10 避免大水平壁的結構 熱加工基礎 ——張虎 （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 11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。 圖 11 輪輻的設計 熱加工基礎 ——張虎 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 12所示端蓋結構，由于圖 12a存在法蘭凸緣，不能采用簡單的兩箱造型。若改成圖 12b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。 圖 12 端蓋 的設計 熱加工基礎 ——張虎 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 13a所示的杠桿零件，在造型時只能采用不平分型面，若改成圖 13b所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡單的平面。 圖 13 杠桿鑄件結構 熱加工基礎 ——張虎 3. 避免外部側凹 鑄件在起模方向上若有側凹，見圖 14a，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 14b所示結構，則可省去外壁型芯，顯然后一種結構是合理的。 圖 14 鑄件兩種結構比較 熱加工基礎 ——張虎 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 15a、 9－ 15所示。 圖 15 鑄件整體凸臺結構 設計 熱加工基礎 ——張虎 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 16。 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。 圖 16 鑄件結構斜度 熱加工基礎 ——張虎 （二）鑄件內(nèi)腔的設計 1. 應使鑄件盡可能不用或少用型芯 圖 17是懸臂支架的兩種設計方案，圖 17a采用方形中空截面，為形成其內(nèi)腔，必須采用型芯；若改為圖 17b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(zhì)量，故后者的設計是合理的。 圖 17 懸臂支架 熱加工基礎 ——張虎 2. 鑄件的內(nèi)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 18所示軸承支架鑄件，若采用圖 18a的結構，則需要兩個型芯，而且其中大的型芯呈懸臂狀態(tài)，裝配時必須采用芯撐作輔助支撐，若改成圖 18b所示的形狀，采用一個整體型芯來形成鑄件的空腔，則既可增加型芯的穩(wěn)固性，又改善了型芯排氣和清理條件，顯然后者的設計是合理的。 圖 18 軸承架鑄件 熱加工基礎 ——張虎 對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下，可設計出適當大小和數(shù)量的工藝孔，用以增加芯頭的數(shù)量，穩(wěn)固型芯。如圖 19b所示。 圖 19 增設工藝孔結構 熱加工基礎 ——張虎 3. 鑄件結構設計中應避免封閉空腔。 圖 20a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 20b所示的結構，上述問題將迎刃而解，故后者是合理的設計。 圖 20 鑄件結構避免封閉內(nèi)腔 熱加工基礎 ——張虎 三、鑄造方法對鑄件結構的特殊要求 （一）熔模鑄件 1. 便于蠟模的制造 2. 鑄件上的孔、槽不宜過小或過深 過小或過深的孔、槽，不利 于制殼時涂料和砂粒順利地充填熔模上相應的孔洞，形成合適的型腔；同時，過深的孔、槽也給鑄件的清砂工作帶來困難。通常，孔徑應大于 2mm (薄件＞ ) 。通孔時，孔深／孔徑＜ 46，不通孔時，孔深／孔徑＜ 2。槽寬應大于 2mm，槽深不超過槽寬 的 26倍。 3. 減少熱節(jié)，壁厚力求均勻 熔模鑄造一般不單獨設置冒口，而 是利用加粗的直澆道作為冒口直接補縮鑄件。與此工藝相適應，應盡量采用薄壁結構，并使壁厚分布符合定向凝固原則。 4. 避免大平板結構 由于熔模型殼的高溫強度較低，容易變形， 所以設計鑄件結構時，應盡量避免大的平面。 熱加工基礎 ——張虎 （二）金屬型鑄件 1. 鑄件的外形和內(nèi)腔應力求簡單，盡可能加大鑄件的結構斜度，避免采用直徑過小或過深的孔，以便于抽出型芯和保證鑄件順利取出。 2. 鑄件的壁厚要均勻，以防出現(xiàn)縮松和裂紋缺陷；同時要注意壁厚不能太薄，盡量避免大的水平壁，以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷，如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為 2mm~4mm，鋁鎂合金的最小壁厚為 3mm－ 5mm。 （三）壓鑄件 1. 壓鑄件應盡量消除側凹和深腔。 2. 盡量采用壁厚均勻的薄壁結構。壓鑄件適宜的壁厚一般為：鋅合金 1mm3mm，鋁合金 ，銅合金 2mm5mm。 3. 壓鑄可以采用鑲嵌件，應充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，以便制出復雜件、改善壓鑄件局部性能和簡化裝配工藝。為使嵌件在鑄件中的聯(lián)接可靠，應將嵌件鑲入鑄件部分制出凹槽、凸臺或滾花等。 熱加工基礎 ——張虎 演講完畢，謝謝觀看！