為獲得好的鑄件，減少工作量，降低成本，合理制訂鑄造工藝方案，繪制鑄造工藝圖。

一、鑄造工藝方案的確定

鑄造工藝方案

①選擇鑄件的澆注位置及分型面。

②型芯的數(shù)量、形狀及其固定方法。

③確定工藝參數(shù)：加工余量、起模斜度、圓角、收縮率。

④澆冒口、冷鐵形狀、尺寸及其布置。

鑄造工藝圖

在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出鑄造工藝方案的圖形。它是制造模樣和鑄型，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和鑄件檢驗(yàn)的依據(jù)（基本工藝文件）。

支座的鑄造工藝圖、模樣圖及合型圖

圓錐齒輪的零件圖、鑄造工藝圖及模樣圖

1.澆注位置及分型面的選擇

澆注位置：澆注時(shí)鑄件在砂型中所處的空間位置。

分型面：砂箱間的接觸表面。

重要性：影響鑄件質(zhì)量、工藝難易程度。

（1）澆注位置的選擇原則

1）鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面。上表面易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，不如下表面致密。

車床機(jī)身的澆注位置

起重機(jī)卷?yè)P(yáng)筒的澆注位置方案（采用立式澆注）。

2）鑄件的大平面應(yīng)朝下。大平面還常產(chǎn)生夾砂缺陷，故對(duì)平板、圓盤(pán)類鑄件，大平面應(yīng)朝下。

3）面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置。防止鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷。

薄壁件的澆注位置

4）對(duì)于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使厚的部分放在分型面的上部或側(cè)面，厚處直接安放冒口，實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固。

卷?yè)P(yáng)機(jī)滾筒

（2）分型面的選擇原則

重要性：恰當(dāng)與否會(huì)影響鑄件質(zhì)量；使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序復(fù)雜化；甚至還可增大切削加工的工作量。

1）便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化。盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯。

起重臂的分型面

2）盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄件精度。

車床床身鑄件

3）盡量使型腔及主要型芯位于下型。便于造型、下芯、合箱和檢驗(yàn)鑄件壁厚。但下型型腔也不宜過(guò)深，并盡量避免使用吊芯和大的吊芯。

機(jī)床支架

注意：選擇分型面的上述諸原則，對(duì)于某個(gè)具體的鑄件來(lái)說(shuō)難以全面滿足，有時(shí)甚至互相矛盾。因此，必須抓住主要矛盾、全面考慮，至于次要矛盾，則應(yīng)從工藝措施上設(shè)法解決。

工藝設(shè)計(jì)步驟的為：先定澆注位置，再選分型面，在定分型面時(shí)，應(yīng)盡可能與澆注位置相一致。

2.砂芯形狀、個(gè)數(shù)及分塊

砂芯作用：形成鑄件內(nèi)腔或便于外形起模。

分塊：便于操作、搬運(yùn)、烘干和簡(jiǎn)化芯盒。

車輪鑄件的型芯分塊

共型砂：增加型砂穩(wěn)定性、提高模板和砂箱利用率。

懸臂式型芯

挑擔(dān)式型芯

聯(lián)合式型芯

二、工藝參數(shù)的確定

鑄造工藝參數(shù)的確定：鑄造工藝參數(shù)包括加工余量、起模斜度、鑄造圓角、芯頭、芯座、收縮余量等。

機(jī)械加工余量：在鑄件上為切削加工而加大的尺寸。

余量過(guò)大，切削加工費(fèi)工，且浪費(fèi)材料；

余量過(guò)小，制品會(huì)因殘留黑皮而報(bào)廢，或因鑄件表層過(guò)硬而加速刀具磨損。

加工余量應(yīng)根據(jù)鑄件生產(chǎn)批量、合金種類、造型方法、加工要求、鑄件的形狀、尺寸及澆注位置等來(lái)確定。

大量生產(chǎn)：機(jī)器造型，精度高，余量小。

鑄鋼件：表面粗糙，余量比鑄鐵大。

非鐵合金：價(jià)貴，表面光滑，余量小。

成批、大量生產(chǎn)灰鑄鐵見(jiàn)機(jī)械加工余量等級(jí)

與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵件機(jī)械加工余量

鑄件的孔、槽是否鑄出，不僅取決于工藝上的可能性，還須考慮其必要性。較大的孔、槽應(yīng)鑄出，可減小加工時(shí)，減少熱節(jié)；較小的孔、槽不必鑄出，留待加工更經(jīng)濟(jì)。不加工的特形孔、價(jià)格較貴的非鐵金屬鑄孔，盡量鑄出。

鑄件的最小鑄出孔直徑

注：①若是加工孔，則孔的直徑應(yīng)為加上加工余量厚的數(shù)值；②有特殊要求的鑄件例外。

2.起模斜度（拔模斜度）

使模型樣（或型芯）易于從砂型（或芯盒）中取出，應(yīng)在模樣或芯盒的起模方向帶有一定的斜度。加工表面上的起模斜度應(yīng)結(jié)合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（結(jié)構(gòu)斜度）僅需要文字注明。

自帶型芯的起模斜度

起模斜度的形式

起模斜度的大小：根據(jù)立壁的高度、造型方法和模樣材料來(lái)確定。立壁愈高，斜度愈小；外壁斜度比內(nèi)壁??；機(jī)器造型的一般比手工造型的??；金屬模斜度比木模小。具體數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊(cè)。一般外壁為15°～3°，內(nèi)壁為3°～10°。

砂型鑄造時(shí)模樣外表面及內(nèi)表面的起模斜度

3.鑄造圓角

防止在夾角處產(chǎn)生沖砂及裂紋；圓角半徑約為相交兩壁平均厚度的?～?。

4.鑄造收縮率

鑄件冷卻后的尺寸比型腔尺寸略微縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模樣尺寸必須比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮率。

鑄造收縮率表達(dá)式為：

灰鑄鐵：0.7％～1.0％

鑄造碳鋼：1.3％～2.0％

鋁硅合金：0.8％～1.2％

錫青銅：1.2％～1.4％

5.芯頭及芯座

型芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。

三、澆、冒口系統(tǒng)

引導(dǎo)金屬液流入鑄型型腔的一系列通道的總稱。

組成：澆口杯（外澆口）、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道。

澆注系統(tǒng)的組成

（1）尺寸的確定：根據(jù)鑄件形狀、尺寸，查表確定。

（2）常見(jiàn)澆注系統(tǒng)的類型：

幾種常見(jiàn)的澆注系統(tǒng)形式

（3）內(nèi)澆道與鑄件型腔鏈接位置的選擇

不阻礙鑄件收縮率的內(nèi)澆道 不易清理的內(nèi)澆道

2.冒口

鑄型中設(shè)置的一個(gè)儲(chǔ)存金屬液的空腔作用，提供體收縮時(shí)所需的金屬液。對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)縮，防止產(chǎn)生縮孔、縮松等（冒口清除）。

冒口的設(shè)置：鑄件熱節(jié)圓直徑較大的部位。

冒口尺寸計(jì)算：比例法。

鑄鋼冒口比例分類圖

鑄鋼件冒口比例尺寸

四、鑄造工藝設(shè)計(jì)

主要是畫(huà)鑄造工藝圖、鑄件毛坯圖、鑄型裝配圖和編寫(xiě)工藝卡片等。一般大量生產(chǎn)的定型產(chǎn)品、特殊重要的單件生產(chǎn)的鑄件，鑄造工藝設(shè)計(jì)得細(xì)致，內(nèi)容涉及較多。單件、小批生產(chǎn)的一般性產(chǎn)品，鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容可以簡(jiǎn)化。在最簡(jiǎn)單的情況下，只須繪制一張鑄造工藝圖即可。

鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序

以C6140車床進(jìn)給箱體為例分析毛坯的鑄造工藝方案如下(質(zhì)量約35kg)：

車床進(jìn)給箱體

該零件沒(méi)有特殊質(zhì)量要求的表面，僅要求盡量保證基準(zhǔn)面D不得有明顯鑄造缺陷，以便進(jìn)行定位。

材料：灰鑄鐵HT150，勿需考慮補(bǔ)縮。在制訂鑄造工藝方案時(shí)，主要應(yīng)著眼于工藝上的簡(jiǎn)化。

三個(gè)方案供選擇：

方案1：分型面在軸孔的中心線上。

方案2：從基準(zhǔn)面D分型，鑄件絕大部分位于下型。

方案3：從B面分型，鑄件全部置于下型。

大批量生產(chǎn)：為減少切削加工工作量，九個(gè)軸孔需要鑄出。此時(shí)，為了使下芯、合箱及鑄件的清理簡(jiǎn)便，只能按照方案1從軸孔中心線處分型。為了便于采用機(jī)器造型、盡量避免活塊，故凸臺(tái)和凹槽均應(yīng)用型芯來(lái)形成。為了克服基準(zhǔn)面朝上的缺點(diǎn)，必須加大D面的加工余量。

單件、小批量生產(chǎn)：采用手工造型，使用活塊造型較型芯更為方便。同時(shí)，因鑄件的尺寸允許偏差較大，九個(gè)軸孔不必鑄出。此外，應(yīng)盡量降低上型高度，以便利用現(xiàn)有砂箱。顯然，在單件生產(chǎn)條件下，宜采用方案2或方案3。

2.鑄造工藝圖

采用分型方案1時(shí)的鑄造工藝圖

車床進(jìn)給箱體鑄造工藝圖

3.工藝參數(shù)的確定

機(jī)械加工余量；

起模斜度；

鑄造圓角；

鑄造收縮率。

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