《模具制作工艺讲义》PPT课件.ppt

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1、第一讲 工艺设计的内容和过程1.内容：铸件结构工艺性的分析。造型，造芯方法的选择。浇铸位置的分型面的确定。工艺参数的确定。模型，沙芯设计。浇冒口系统和冷铁的确定。2视图 分析零件，毛坯是由哪几种几何体构 成？如长方体，圆柱体，圆锥，凸台，加强筋及相互连接的相关部分等。尺寸及精度。技术要求。如：未注圆角，斜度等。加工基准的位置。所用图纸：零件图，造型工艺图，铸件图，模具图（上、下模）。3铸件结构分析零件结构：符合机器设备车身的要求。机械加工工艺性的要求。符合铸造工艺的要求。铸件结构的合理性：对保证铸件质量，提高 生产效率，改善劳动条件，降低铸件成本等具有重大作用。4铸件结构设计的一般原则：起模方

2、便在起模方向留有结构斜度（包括内腔），铸件外壁的凸块，突出部分，凹缘和凹槽要合理布置。斜度突出凹槽筋板结构箱体结构 减少沙芯和模型活块的数量尽量少用“箱形”结构，用“筋骨形”结构来代替。把内凸台移到外壁上，将凸块，凹槽设在分型面处。凸台 分型方便 分型面尽量减少，最好是一个单面。减少分型面方案 合箱方便 有利于沙芯的固定和排气，a 尽量避免采用吊芯，b 悬臂芯，c 以及少用芯撑。必要时采用工艺孔来加强沙芯的固定和排气。工艺孔工艺孔悬臂芯吊芯不利于排气和固定芯撑 有利于铸件的凝固 铸件的壁厚尽可能均匀，用来减少和消除 应力，以防止缩孔和裂纹缺陷产生。厚壁和薄壁的过渡要逐渐变化过来。相连壁的交接处

3、和筋的交错处都应避免形成尖角和热节点。壁厚均匀易产生缩孔尖角元过渡元过渡避免热节易产生缩孔 在浇铸位置上部大的平面，应有一定的斜度，以利于气体和熔渣的上浮，防止形成气孔和渣眼等缺陷。利于气体和熔渣的上浮 为了防止形成裂纹，飞轮和皮带轮尽可能做成弯曲的或带孔的板状轮辐。易产生裂纹 细长件和大的平面板应防止翘曲。为此应正确选择零件的截面形状和合理地设置加强筋。大型复杂零件在影响精度，强度及刚度的情况下，可分成几个铸件组成，使铸件结构简单，合理，便于造型和浇铸。零件的转弯处要留铸造圆角，以免产生裂纹，缩孔和粘沙等缺陷。铸造元角 要有合理的铸件壁厚，铸件壁厚最薄的部分，应保证液体金属能充满，以免形成浇

4、不足，冷隔等缺陷。5铸件最小壁厚 铸件最小壁厚：1.铸件的种类（灰铸，球铁）2.铸型的种类（砂型，金属型）3.铸件尺寸4.铸件结构特点铸件最小壁厚（不少于mm）铸型种类 铸件尽寸 最小壁厚灰铸铁球墨铸铁 可锻铁砂型200*200以下 56 6 45200*200500*500 610 12 58500*500以上 1520 _ _第二讲 浇铸位置和分型面的确定 浇铸位置和分型面确定因素：1.零件的结构特点2.技术要求3.生产批量4.生产条件对下述的一般原则，应该在对具体的零件进行综合分析的基础上灵活应用。当产生矛盾时，应按其中的主要矛盾来确定。1.浇铸位置的确定一般原则一般原则 必须使铸件上最

5、主要的部分或较大的平面朝下。当不可能朝下时可放在侧面，这样可以减少主要部分较大平面出现气孔，砂眼，夹砂，缩孔，缩松等缺陷。重要部位最薄部分最大的面芯头朝下 铸型的放置应有利于沙芯的定位与稳支撑，对体积较大的沙芯，最好能使芯头朝下，当无条件朝下时可设置侧部芯头。尽量避免吊芯，悬臂砂芯或仅靠芯撑来定位的砂芯。当铸件需要冒口补缩时，最好使补缩的部位处于铸件补缩的上部，便于安装冒口补缩。为避免铸件薄壁部分浇不足，浇注时薄壁部分应放在下边或立放或斜放。铸型的放置应有利于在浇注时砂型和沙砂芯的排气。对于平板类铸件，为了防止夹砂，可以倾斜放置，同时也有利于排气，也可以减小铁水对铸型的冲刷力。2.分型面的确定

6、铸型的分型面是指铸型之间相互接触的表面。分型面形式：平面 凹凸面：阶梯状 折面 曲面注意：分型面的选择应尽量与浇注位置一致，避免合箱后还要翻转。若选择的分型面与浇注位置有矛盾时，则应按选择的分型面位置造型，再按合适的浇注位置进行浇注。如：平造立浇，(曲轴，平造侧浇)。确定分型面的一般原则：尽可能将铸件的全部或大部分放在一箱内，以减少铸件尺寸偏差。尽量使分型面是平面，但必要时也可以采用凹凸面（阶梯状，折面，曲面）。尽量使铸件的加工面和加工基准面放在同一个砂箱内，以保证尺寸的精度 方案二无砂芯不好的方案凹凸分型面放在同一箱中的方案劈箱造型确定分型面的一般原则 应尽量减少分型面的数目。当机器造型时，

7、通常只有一个分型面。手工造型时，根据需要允许选择两个以上分型面，如劈箱造型，三箱造型 确定分型面的一般原则 应尽量减少砂芯的数量。应尽量减少活块的数量。机器造型时不能用活块，采用砂芯方法。应尽量使砂芯全部或主要部分位于下型，并尽量少用吊芯。应使下芯合箱方便，便于检查型腔尺寸。活块确定分型面的一般原则 分型面一般取在铸件的最大截面上，以便顺利取出模型。同时应注意降低砂箱高度，便于起模。应尽量减少铸件的毛刺飞边。不然增加了清理工作量，影响了铸件的外观 分型面选在最在面上确定分型面的一般原则 显然，上述原则不能把合理选择分型面的所有内容都包括在内，有些相互矛盾。当进行一个零件的造型工艺设计时，应从具

8、体生产条件出发选择最合理的分型面并和生产批量的大小有关。第三讲 工艺参数的确定 1.铸件的缩水铸件冷却后，由于固态收缩使铸件的尺寸比铸型的轮廓尺寸小，为了使铸件尺寸与图纸尺寸一致，需要在模型（芯盒）上放出收缩余量，用线收缩来表示.铸件的缩水其计算公式：线 线收缩率（）L模 模型尺寸（mm）L件 铸件冷却后的尺寸（mm）铸件的缩水影响线收缩率的因素：合金的种类，成分。（主要）铸件的大小 铸件结构复杂程度 铸型种类 型砂与芯砂的强度 浇冒系统的结构与分布 浇注温度 砂箱箱带的形状和位置几种合金的线收缩率合金种类线收缩率(%)自由收缩受阻收缩灰铸铁筒形铸件中小铸件0.91.10.81.0大中铸件0.

9、81.00.70.9特大铸件0.70.90.60.8长度方向0.81.00.70.9直径方向0.60.80.5孕育铸铁HT250HT3000.91.10.70.9HT3501.51.0合金种类自由收缩受阻收缩球墨铸铁1.00.8白口铸铁1.751.5铸钢碳钢低合金钢1.62.01.31.7含铬高合金钢1.31.71.01.4铁素体奥氏体钢1.82.21.51.9奥氏体钢2.02.31.72.0铝硅合金1.01.20.81.0几种合金的线收缩率几种合金的线收缩率查阅上表时，需要注意以下几点：通常简单厚度铸件的收缩可视为自由收缩，除此之外均为受阻收缩。同一铸件由于结构上的原因，其局部与全体，纵向与

10、径向或长，宽。高三个方向的收缩率可能不一致。对于重要铸件应分别给以不同的缩水。对于手工造型的灰铸铁，球墨铸铁小件以及薄壁大芯的可锻铁中小体，可以不留缩水。湿砂型，水玻璃砂型的线收缩比干砂型大些。2.加工余量机械加工余量是指铸件在机械加工时所切去的金属层厚度 模型必须施放加工余量的四种情况。凡是图样上标有表面粗糙度加工符号的。凡是图样上注有尺寸公差的。如：100D4等。凡是图样上注有螺纹符号的。如：M1004等。凡是图样上注有位置公差代号的部分。影响机械加工余量大小的因素1.铸型种类及模型材料2.造型方法3.加工面在浇注时的位置铸件上面-大 下面和侧面-小内表面-大,外表面-小4.尺寸大小及复杂

11、程度尺寸大，结构复杂-大尺寸小，结构简单-小5.零件批量大小单件生产-大 批量生产-小6.零件的加工要求7.铸件的合金种类8.铸件的精度等级精度高-大 精度低-小3.负余量 分型负数 砂芯负数 分型负数 砂型在铸造时，上下两个砂型的接触面一般都是不平整的，特别是干型和表面干型。由于烘干时分型面产生变形，合箱时上下两个砂型之间就不能紧密接触。为了防止浇注时跑漏铁水，合箱前往往要在下箱分型面上垫上石棉绳或泥条。这样就使垂直于分型面方向的铸件尺寸增加了，为了使铸件符合图纸要求，必须在制作模型时减去这部分高出的尺寸。被减去的这个尺寸就称为分型负数。模型的分型负数 砂箱长度分型负数干型表面干型10003

12、1100020003220003500433500500064500076在决定模型的分型负数时要注意以下几点：若模型分为两半，分别位于上下箱，这种情况一般是把分型负数留在上箱。如图a 若上下两半模型对称，则将分型负数在上下两半模型上各取一半。如图b 若模型为一个整体，又全部位于一个砂箱中，则模型的分型负数留在与砂箱箱面平行的平面上。如图c在决定模型的分型负数时要注意以下几点：在多箱造型时，每个分型面处都要留出分型负数。湿型一般不留分型负数。砂芯负数（略）4.保证余量 工艺补正量 反变形量5.工艺余量退刀槽加放的装卡余量加放的工艺搭子.拔模斜度在模型或芯盒的取出方向上需加放一定的斜度，即为拔模

13、斜度 拔模斜度的形式及应用范围，拔模斜度常用的加放形式及应用场合。拔模斜度正拔模斜度正负拔模斜度负拔模斜度正拔模斜度非加工面铸件厚度（mm）50用于毛坯孔或不允许铸件加厚时。应用场合 一般用机械加工模型，拔模斜度用角度表示；而用手工加工模型时则采用a（宽度）表示。拔模困难的模型，允许采用较大的拔模斜度，但不能超过表中数值的一倍，如能保证良好地起模，也可以用低于表中的数值。当铸件非加工面为配合面时，其拔模斜度的选取应能保证装配和使用的方便。当铸件尺寸精度要求很严时，拔模斜度的选取应服从尺寸精度的要求。加工面的拔模斜度应在加工余量后再做出。拔模斜度施放标准 砂型铸造 金属模 木模 有关数据可查取有

14、关资料获得.影响拔模斜度的因素 模型材料和表面粗糙度的影响。金属模-小，木模-大。造型方法的影响 手工造型，大批生产的-大。机器造型，单件生产的-小。造型材料的影响 型砂颗大，且棱角尖锐-大。起模高度的影响 木模沿起模方向的侧面高度越高，起模斜度越大。侧表面位置的影响 木模内侧面大，外侧面小。7.不铸孔尺寸为了节省金属，减少加工工时，对于零件上的孔一般应尽可能在铸件上铸出 铸件不铸孔不铸孔尺寸范围生产批量 最小孔眼直径（mm）大量生产 1215 成批生产 1530 单件小批生产 3050 注：若是加工孔，则孔眼直径应为加上加工余量后的数值8.铸造圆角当按照铸件的用途和结构，对圆角半径若无特殊要求时，可根据下列公式计算。和一系列圆角半径来选用。公式：式中：r 铸造圆角半径（mm）a,b 两个相交截面的壁厚（mm）系列圆角半径r1，2，3，5，8，10，12，15，20，25，30，40。9.工艺筋是为了防止铸件产生裂纹或变形的一个附加结构，获得铸件后一般都要去除。工艺筋分为