铸造工艺设计

铸造工艺应用铸造有关理论和系统知识生产铸件的技术和方法。包括铸件工艺，浇铸系统，补缩系统，出气孔，激冷系统，特种铸造工艺等内容。铸造工艺设计内容包括：铸件工艺图的设计，铸件图的设计，铸型装配图的设计以及工艺卡的制作等

铸造工艺设计涉及零件本身工艺设计，浇注系统的设计，补缩系统的设计，出气孔的设计，激冷系统的设计，特种铸造工艺设计等内容。

零件本身工艺设计涉及到零件的加工余量，浇注位置、分型面的选择，铸造工艺参数的选择，尺寸公差，收缩率，起模斜度，补正量，分型负数等的设计。

浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道，浇注系统设计得合理与否，对铸件的质量影响非常大，容易引起各种类型的铸造缺陷，比如：浇不足、冷隔、冲砂、夹渣、夹杂、夹砂等等铸造缺陷。浇注系统的设计包括浇注系统类型的选择、内浇口位置的选择及浇注系统各组元截面尺寸的确定。此外，浇注系统的选择也非常重要，那么怎样才能选择正确的浇注系统呢？

对于机械化流水线、大批量生产，为了方便生产并有利于保证铸件的质量，内浇道一般设置在铸型的分型面处，根据该铸件毛坯的浇注位置及分型面的选择，将内浇道开设在铸型的分型面处是属于“中间注入式”浇注系统。液态金属在浇注过程中难免会包含有一定的“熔渣”，为了提高浇注系统的挡渣能力，适合于采用“封闭式”浇注系统。

在铸造工艺中，铸造工艺的设计对铸造产品的质量影响很大，但是浇注系统的选择方法的选择也不容忽视。

补缩系统的设计是合理的设计冒口和补贴，以补偿铸件在凝固过程中产生的液态和凝固态的体收缩，以获得健全的铸件的一项工程技术。

出气孔用于排出型腔内的气体，改善金属液填充能力，排除先填充到型腔的过冷金属液和浮渣，还可作为观察型腔是否浇满的的标志。

铸造工艺设计用文字、表格及图样说明铸造工艺的要求、方法、工艺规范，以及所用材料和规格的技术文件，称为铸造工艺规程。它是直接指导生产的技术文件，也是技术准备、生产管理和制定进度计划的依据。

1.1铸造工艺规程设计的内容和步骤由于铸件的生产任务、技术要求和生产条件的不同，铸造工艺规程设计的内容和需要的技术文件也不同。对于不太重要的单件小批量生产的铸件，工艺设计比较简单。如只确定铸件在铸型中的浇注位置、铸型分型面、浇冒口系统等方案，仅绘制铸造工艺图和填写工艺卡片，即可投入生产；而对于技术要求较高的单件生产的重要铸件和大批量生产的铸件，除上述内容和文件外，还要设计出模样、模板、芯盒、砂箱等各种工艺装备，还需要绘制铸件图、铸型装配图及模样、模板、芯盒、砂箱、下芯夹具、检验量具等工艺装备图。在有些情况下，还要规定造型（芯）材料和金属材料的要求、铸件热处理工艺及铸件验收标准等。

铸造工艺设计的步骤一般是先绘制铸造工艺图，再根据具体要求决定是否绘制铸件图、铸型装配图、填写工艺卡片以及绘制各种工艺装备图。绘制铸造工艺图的步骤一般是：

对零件结构的铸造工艺性进行分析—→根据铸件的特点，确定铸造方法—→选择铸型种类和造型、造芯方法—→确定铸件的浇注位置和铸型分型面（包括模样的分模面）—→砂芯设计—→定出机械加工余量，表示铸出孔、槽和不铸出孔、槽—→选取铸造斜度，对不能起模的突出部分绘出活块—→选取铸造收缩率，给出工艺补正量和模样分型负数—→设计冒口和浇注系统—→绘出试块、冷铁和铸筋。

1.产品零件图纸的铸造工艺分析；

2.选择铸造方法；

3.选择铸型种类和造型、造芯方法；

4.确定浇注位置和分型面；

5.砂芯设计；

6.确定机械加工余量；

7.确定铸造斜度，画出活块；

8.确定收缩率、工艺补正量，模样分型负数；

9.确定冒口及浇注系统、试块、冷铁和铸筋二、铸件图把经过铸造工艺过程后，改变了零件形状、尺寸的地方(如加了加工余量，拔模斜度等)，都反映在铸件图上铸件验收和机械加工的依据，大量和成批生产的铸件或重要件用

10.在完成铸造工艺图的基础上画铸件图三、模样图或模板图模样的材料及结构尺寸等。模样在底板上的安装方法，模样和浇注系统在底板上的布置，底板结构、材料等。制造模样、模板及模板装配的依据

11.模样或模板设计四、芯盒图芯盒的材料和结构，芯盒的紧固和定位方式等制造芯盒的依据

12.画芯盒装配图五、砂箱图砂箱的材料，结构，紧固和定位方式等制造砂箱的依据

13.砂箱设计，画砂箱图六、铸型装配图(合箱图）表示出铸件浇注位置，砂芯数量，固定和安装次序，浇冒口，冷铁布置、砂箱结构和尺寸大小。可画1～2个剖面图及下箱俯视图生产准备、合箱、检验、工艺调整的依据。成批及大量生产、生产重要铸件或大型铸件时有一定用处

14.在完成砂箱设计后画出七、铸造工艺卡片说明造型、造芯、浇注、开箱清理等工艺操作过程及要求生产的重要依据根据批量大小填写必要的内容。有的工厂把它直接印在铸造工艺图的背面，使用时较方便

15.综合整个设计内容

1.2铸造方法的选择合理选择铸造方法主要考虑下列因素:

1）零件的使用性能零件所承受的载荷情况及其所处的工作环境(例如：温度、压力、气态或液态介质的性质等)对铸件尺寸精度和表面粗糙度的要求。

2）零件的铸造工艺性能零件所采用的材料的铸造性能(合金的流动性、收缩率以及形成气孔、缩孔、缩松、裂纹和偏析、氧化等缺陷的倾向)和零件的结构特点(例如：零件的重量、轮廓尺寸、形状复杂程度以及铸件各部分的壁厚差，不加工壁厚的最小厚度和孔径等)。

3）合理的经济性合理的经济性是各种铸造方法生产费用的比较和成品零件生产总费用的综合比较。在合理选择铸造方法时，后者是起决定作用的。正确选择铸造方法的原则应该是：根据生产量的大小和各厂设备、技术的实际条件，结合各种铸造方法的基本工艺特点，在首先保证零件技术要求的前题下，选择工艺简便、质量稳定和成本低廉的铸造方法。