【正文】 ，應(yīng)將嵌件鑲?cè)腓T件部分制出凹槽、凸臺(tái)或滾花等。壓鑄件適宜的壁厚一般為：鋅合金 1mm3mm，鋁合金，銅合金 2mm5mm。 （三）壓鑄件 1. 壓鑄件應(yīng)盡量消除側(cè)凹和深腔。 （二）金屬型鑄件 1. 鑄件的外形和內(nèi)腔應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能加大鑄件的結(jié)構(gòu)斜度，避免采用直徑過(guò)小或過(guò)深的孔，以便于抽出型芯和保證鑄件順利取出。與此工藝相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用薄壁結(jié)構(gòu)，并使壁厚分布符合定向凝固原則。槽寬應(yīng)大于 2mm，槽深不超過(guò)槽寬的 26倍。 三、鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 （一）熔模鑄件 1. 便于蠟?zāi)５闹圃? 2. 鑄件上的孔、槽不宜過(guò)小或過(guò)深 通常，孔徑應(yīng)大于 2mm (薄件＞ ) 。 對(duì)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(shè)計(jì)出適當(dāng)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。 2. 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免封閉空腔 圖 1－ 45a所示鑄件為封閉空腔結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，上述問(wèn)題將迎刃而解，故后者是合理的設(shè)計(jì)。 50176。鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān)，如鑄件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度應(yīng)越大。結(jié)構(gòu)斜度便于起模，并可延長(zhǎng)模具的使用壽命。如圖 1－ 3 1－ 40所示。 3. 避免外部側(cè)凹 鑄件在起模方向上若有側(cè)凹，見(jiàn)圖 1－ 38a，就必須再造型時(shí)增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖 1－ 38b所示結(jié)構(gòu)，則可省去外壁型芯，顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。 2. 應(yīng)盡量使分型面平直 平直的分型面可避免操作費(fèi)時(shí)的挖砂造型或假箱造型；同時(shí)，鑄件的毛邊少，便于清理。圖 1－ 36所示端蓋結(jié)構(gòu)，由于圖 1－ 36a存在法蘭凸緣，不能采用簡(jiǎn)單的兩箱造型。如圖 1－ 35所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計(jì)，可使鑄件能較好地自由收縮。 （四）盡量避免過(guò)大的水平面 過(guò)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(jìn)行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將水平面設(shè)計(jì)成傾斜形狀，見(jiàn)圖 1－ 34。 3. 鑄件壁的聯(lián)接應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)圓角，以避免形成熱節(jié)。 （三）鑄件壁的聯(lián)接形式要合理 1. 鑄件如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要不能做到壁厚均勻，則不同壁厚的聯(lián)接應(yīng)采用逐漸過(guò)渡的形式，見(jiàn)圖 1－ 32。 （二）鑄件壁厚應(yīng)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(jiàn)圖 1－ 31。 一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性 （一）鑄件應(yīng)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(guò)大或過(guò)小都會(huì)對(duì)鑄件產(chǎn)生不良影響。 3）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng) 。 2. 壓鑄缺點(diǎn)： 1）壓鑄時(shí)，高速液流會(huì)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(jìn)行較多余量的切削加工，以免氣孔外露。 2）鑄件強(qiáng)度和表面硬度都較高。冷壓室式壓鑄機(jī)分立式和臥式兩種類(lèi)型，臥式冷壓室式壓鑄機(jī)工作原理見(jiàn)圖 1－ 28與圖 129。壓鑄機(jī)分熱壓室式和冷壓室式兩類(lèi)。常用壓射壓力為 5－ 1500MPa，充填速度約 5－5m/s，充填時(shí)間很短，約 － 02s。 金屬型鑄造的主要缺點(diǎn)是金屬型無(wú)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。 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. 開(kāi)型時(shí)間 對(duì)于金屬型鑄造，要根據(jù)不同的鑄件選用合適的開(kāi)型時(shí)間，具體數(shù)值需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。 3. 澆注 由于金屬型的導(dǎo)熱能力強(qiáng)，因此澆注溫度應(yīng)比砂型鑄造高 20℃ － 30℃ 。 （二）金屬型鑄造的工藝特點(diǎn) 1. 金屬型預(yù)熱 金屬型預(yù)熱溫度主要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，一般不低于 150℃ 。 （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(dǎo)熱性，反復(fù)受熱不變形，不破壞；一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性；好的切削加工性能。 4）工藝過(guò)程較復(fù)雜，生產(chǎn)同期長(zhǎng)，制造費(fèi)用和消耗的材料費(fèi)用較高，多用于小型零件（從幾十克到幾千克），一般不超過(guò) 25kg。 2）適用于各種合金鑄件。 （一）熔模鑄造的工藝過(guò)程 熔模鑄造的工藝過(guò)程包括：蠟?zāi)Ｖ圃?、結(jié)殼、脫蠟、焙燒和澆注等，其流程圖及鑄造過(guò)程參見(jiàn)圖 12 126。 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(wú)分型面的鑄型。 ? （ 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。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(shè)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。工藝補(bǔ)正量可粗略地按下述經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定， e≤， 式中 e為工藝補(bǔ)正量； L為加工面到加工基準(zhǔn)面間的距離。 ? （ 4） 收縮余量 指為了補(bǔ)償件收縮，模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。 ? （ 3） 最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺(tái)階等應(yīng)從鑄件質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面考慮。凡垂直于分型面（分盒面）的沒(méi)有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。加工余量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)加工余量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)配套使用選取。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(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。 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(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加而在機(jī)械加工時(shí)切去的金屬層厚度。見(jiàn)圖 1－ 24。見(jiàn)圖 1－ 23。 ? d）若鑄件的加工面很多，又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。 ? c）應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。 ? b）盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯(cuò)型、飛翅、毛刺等缺陷，保證鑄件尺寸的精確。 （ 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(yīng)考慮以下原則： ? a）分型面應(yīng)盡量采用平面分型，避免曲面分型，并應(yīng)盡量選在最大截面上，以簡(jiǎn)化模具制造和造型工藝。見(jiàn)圖 1－ 19。見(jiàn)圖 1－ 18。見(jiàn)圖 1－ 17。 1. 鑄造方案的確定 （ 1）澆注位置的選擇 澆注位置的選擇應(yīng)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(yīng)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(cè)部，以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。 二、鑄造工藝設(shè)計(jì) 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(jié)構(gòu)尺寸、控制凝固措施（冷鐵、保溫襯板）等的圖樣。因其將填砂、緊實(shí)兩個(gè)工序同時(shí)完成，故生產(chǎn)率高，但用于造型，其堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。主要適用于大批、大量生產(chǎn)的形狀簡(jiǎn)單的中、小型鑄件。 射壓緊實(shí) 是使壓縮空氣驟然膨脹，將型砂射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān)實(shí)，再進(jìn)行壓實(shí)。該方法生產(chǎn)率高，能量消耗少、噪聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度均勻、適用性廣。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。 微震緊實(shí) 是在加壓堅(jiān)實(shí)型砂的同時(shí)，砂箱和模板作高頻率、小振幅震動(dòng)。該方法生產(chǎn)率高，能量消耗少，機(jī)械磨損少，砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻，但噪聲大。主要適用于需成批生產(chǎn)的中，小型鑄件。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但噪聲大、生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件，如汽車(chē)、機(jī)械車(chē)輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè)。 高壓緊實(shí) 主要是用較高壓實(shí)比壓壓實(shí)砂型。 2. 各種機(jī)器造型方法的主要特征及其適用范圍 壓實(shí)緊實(shí) 方法單純借助壓力緊實(shí)砂型，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小，生產(chǎn)率高，消耗動(dòng)力少，型砂的緊實(shí)度沿砂箱高度方向分布不均勻，上下緊實(shí)度相差很大。機(jī)器造型鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小，但需要專(zhuān)用設(shè)備，投資較大，適合大批量生產(chǎn)。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。 刮板造型 是用刮板代替實(shí)體模樣造型，它可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。其造型費(fèi)時(shí)，工人技術(shù)水平要求高。 活塊造型 是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小凸臺(tái)，肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。 分模造型 是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡(jiǎn)單省工。比挖砂造型操作簡(jiǎn)單，且分型面整齊。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。 挖砂造型 的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲面。 整模造型 的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡(jiǎn)單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷。它可提高鑄件的精度，但成本高。適用于砂箱不足，或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件，如砂箱、壓鐵、爐柵、芯骨等。大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭，埋上出氣管，以便澆注時(shí)引氣。常用于生產(chǎn)小鑄件，因砂箱無(wú)箱帶，故砂箱一般小于 400mm。 一個(gè)砂箱可制出許多鑄型。主要適用于具有兩個(gè)分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。中型高度需與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。各種手工造型方法的示意圖如圖 115所示。手工造型操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡(jiǎn)單、成本低，但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高，所以手工造型主要用于單件小批生產(chǎn)，特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件。造型是砂型鑄造的最基本工序，通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類(lèi)。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法，其主要工序包括：制造模樣，制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。 （ 4）鉛青銅澆注時(shí)，因鉛體積質(zhì)量大會(huì)下沉，故需控制澆注溫度，且澆注前應(yīng)充分?jǐn)嚢?，并加快鑄件冷卻以減小偏析。又因液態(tài)鋁青銅易氧化吸氣，故宜采用開(kāi)放式及底注式澆注系統(tǒng)，且澆注時(shí)不能斷流。 （ 3）鋁青銅的凝固溫度范圍小，有利于提高流動(dòng)性和鑄件組織致密度，是青銅的代用材料，廣泛應(yīng)用于制造重要的齒輪、軸套、蝸桿和閥體等鑄件。錫青銅的凝固溫度寬，凝固收縮和線收縮率小，雖不易產(chǎn)生大的集中縮孔，但常出現(xiàn)枝晶偏析與縮松，降低鑄件的致密度。 2. 銅合金的鑄造工藝特點(diǎn) （ 1）鑄造黃銅熔點(diǎn)低、結(jié)晶溫度窄，流動(dòng)性好、對(duì)型砂耐火度要求不高，可用細(xì)砂造型，但其收縮率大、容易產(chǎn)生集中縮孔，鑄造時(shí)應(yīng)配置較大的冒口。 （ 3）應(yīng)能造成合理的溫度分布，使鑄型進(jìn)行定向凝固。 2. 鋁合金的鑄造工藝特點(diǎn) （ 1）鑄造鋁合金熔點(diǎn)低、流動(dòng)性好、對(duì)型砂耐火度要求不高，可用細(xì)砂造型。對(duì)于小型中碳鋼鑄件，則常用調(diào)質(zhì)處理，以提高其綜合力學(xué)性能。正火的力學(xué)性能較退火高，且生產(chǎn)率高、成本低、應(yīng)盡量采用正火代替退火。 2. 鑄鋼的體積收縮率和線性縮率大 鑄鋼的體積收縮率為 10%14%，線收縮率為%%。此外，鑄鋼件晶粒粗大，熱裂、氣孔和粘砂等傾向大，故應(yīng)根據(jù)具體情況確定合適的澆注溫度。合金鑄鋼按其合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)可分為低合金鑄鋼和高合金鑄鋼。鑄鋼的強(qiáng)度與球墨鑄鐵相近，但鑄鋼的沖擊韌度和疲勞強(qiáng)度都高得多，另外，鑄鋼的焊接性能遠(yuǎn)比鑄鐵優(yōu)良。 二、鑄鋼 （一）鑄鋼的種類(lèi)與性能 鑄鋼按化學(xué)成分的不同，可分為以下兩大類(lèi)： 1. 碳素鑄鋼 指以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。 （五） 蠕墨鑄鐵 指大部分石墨為蠕蟲(chóng)狀石墨的鑄鐵。球墨鑄鐵的結(jié)晶特點(diǎn)是在凝固收縮前有較大的膨脹，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固原則，用干型或水玻璃砂快干型提高鑄型的強(qiáng)度，并增設(shè)冒口以加強(qiáng)補(bǔ)縮。 2. 球墨鑄鐵的鑄造工藝特點(diǎn) 球墨鑄鐵的鑄造性能介于灰鑄鐵與鑄鋼之間。球墨鑄鐵還具有優(yōu)良的熱處理性能，球墨鑄鐵的鑄造性能、減振性、切削加工性及缺口敏感性較灰鑄鐵差，但仍?xún)?yōu)于鑄鋼。 1. 球墨鑄鐵的組織與性能 球墨鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與球狀石墨組成。在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)除應(yīng)考慮合理的結(jié)構(gòu)形狀外，在鑄造工藝上應(yīng)采用定向凝固的原則設(shè)置冒口和冷鐵，適當(dāng)提高型砂的耐火度，退讓性和透氣，為擋住熔渣，在澆注系統(tǒng)中應(yīng)安放過(guò)濾網(wǎng)。 2. 可鍛鑄鐵的鑄造性能 可鍛鑄鐵的碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，熔點(diǎn)比灰鑄鐵高，凝固溫度范圍大，故鐵液的流動(dòng)性差，必須適當(dāng)提高鐵液的出爐溫度，以防產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷。 1. 可鍛鑄鐵件的微觀組織及其性能特點(diǎn) （ 1）可鍛鑄鐵的顯微組織 可鍛鑄鐵的顯微組織由金屬基體（鐵素體和珠光體）與團(tuán)絮狀石墨組成。 （三） 可鍛鑄鐵 可鍛鑄鐵是白口鑄鐵