鑄造工藝應(yīng)用鑄造有關(guān)理論和系統(tǒng)知識(shí)生產(chǎn)鑄件的技術(shù)和方法。包括鑄件工藝,澆鑄系統(tǒng),補(bǔ)縮系統(tǒng),出氣孔,激冷系統(tǒng),特種鑄造工藝等內(nèi)容。鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:鑄件工藝圖的設(shè)計(jì),鑄件圖的設(shè)計(jì),鑄型裝配圖的設(shè)計(jì)以及工藝卡的制作等
鑄造工藝設(shè)計(jì)涉及零件本身工藝設(shè)計(jì),澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì),出氣孔的設(shè)計(jì),激冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì),特種鑄造工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
零件本身工藝設(shè)計(jì)涉及到零件的加工余量,澆注位置、分型面的選擇,鑄造工藝參數(shù)的選擇,尺寸公差,收縮率,起模斜度,補(bǔ)正量,分型負(fù)數(shù)等的設(shè)計(jì)。
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液進(jìn)入鑄型型腔的通道,澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理與否,對(duì)鑄件的質(zhì)量影響非常大,容易引起各種類型的鑄造缺陷,比如:澆不足、冷隔、沖砂、夾渣、夾雜、夾砂等等鑄造缺陷。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括澆注系統(tǒng)類型的選擇、內(nèi)澆口位置的選擇及澆注系統(tǒng)各組元截面尺寸的確定。此外,澆注系統(tǒng)的選擇也非常重要,那么怎樣才能選擇正確的澆注系統(tǒng)呢?
對(duì)于機(jī)械化流水線、大批量生產(chǎn),為了方便生產(chǎn)并有利于保證鑄件的質(zhì)量,內(nèi)澆道一般設(shè)置在鑄型的分型面處,根據(jù)該鑄件毛坯的澆注位置及分型面的選擇,將內(nèi)澆道開(kāi)設(shè)在鑄型的分型面處是屬于“中間注入式”澆注系統(tǒng)。液態(tài)金屬在澆注過(guò)程中難免會(huì)包含有一定的“熔渣”,為了提高澆注系統(tǒng)的擋渣能力,適合于采用“封閉式”澆注系統(tǒng)。
在鑄造工藝中,鑄造工藝的設(shè)計(jì)對(duì)鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大,但是澆注系統(tǒng)的選擇方法的選擇也不容忽視。
補(bǔ)縮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理的設(shè)計(jì)冒口和補(bǔ)貼,以補(bǔ)償鑄件在凝固過(guò)程中產(chǎn)生的液態(tài)和凝固態(tài)的體收縮,以獲得健全的鑄件的一項(xiàng)工程技術(shù)。
出氣孔用于排出型腔內(nèi)的氣體,改善金屬液填充能力,排除先填充到型腔的過(guò)冷金屬液和浮渣,還可作為觀察型腔是否澆滿的的標(biāo)志。
鑄造工藝設(shè)計(jì)用文字、表格及圖樣說(shuō)明鑄造工藝的要求、方法、工藝規(guī)范,以及所用材料和規(guī)格的技術(shù)文件,稱為鑄造工藝規(guī)程。它是直接指導(dǎo)生產(chǎn)的技術(shù)文件,也是技術(shù)準(zhǔn)備、生產(chǎn)管理和制定進(jìn)度計(jì)劃的依據(jù)。
1.1鑄造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟由于鑄件的生產(chǎn)任務(wù)、技術(shù)要求和生產(chǎn)條件的不同,鑄造工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和需要的技術(shù)文件也不同。對(duì)于不太重要的單件小批量生產(chǎn)的鑄件,工藝設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。如只確定鑄件在鑄型中的澆注位置、鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)等方案,僅繪制鑄造工藝圖和填寫工藝卡片,即可投入生產(chǎn);而對(duì)于技術(shù)要求較高的單件生產(chǎn)的重要鑄件和大批量生產(chǎn)的鑄件,除上述內(nèi)容和文件外,還要設(shè)計(jì)出模樣、模板、芯盒、砂箱等各種工藝裝備,還需要繪制鑄件圖、鑄型裝配圖及模樣、模板、芯盒、砂箱、下芯夾具、檢驗(yàn)量具等工藝裝備圖。在有些情況下,還要規(guī)定造型(芯)材料和金屬材料的要求、鑄件熱處理工藝及鑄件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等。
鑄造工藝設(shè)計(jì)的步驟一般是先繪制鑄造工藝圖,再根據(jù)具體要求決定是否繪制鑄件圖、鑄型裝配圖、填寫工藝卡片以及繪制各種工藝裝備圖。繪制鑄造工藝圖的步驟一般是:
對(duì)零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性進(jìn)行分析—→根據(jù)鑄件的特點(diǎn),確定鑄造方法—→選擇鑄型種類和造型、造芯方法—→確定鑄件的澆注位置和鑄型分型面(包括模樣的分模面)—→砂芯設(shè)計(jì)—→定出機(jī)械加工余量,表示鑄出孔、槽和不鑄出孔、槽—→選取鑄造斜度,對(duì)不能起模的突出部分繪出活塊—→選取鑄造收縮率,給出工藝補(bǔ)正量和模樣分型負(fù)數(shù)—→設(shè)計(jì)冒口和澆注系統(tǒng)—→繪出試塊、冷鐵和鑄筋。
1.產(chǎn)品零件圖紙的鑄造工藝分析;
2.選擇鑄造方法;
3.選擇鑄型種類和造型、造芯方法;
4.確定澆注位置和分型面;
5.砂芯設(shè)計(jì);
6.確定機(jī)械加工余量;
7.確定鑄造斜度,畫出活塊;
8.確定收縮率、工藝補(bǔ)正量,模樣分型負(fù)數(shù);
9.確定冒口及澆注系統(tǒng)、試塊、冷鐵和鑄筋二、鑄件圖把經(jīng)過(guò)鑄造工藝過(guò)程后,改變了零件形狀、尺寸的地方(如加了加工余量,拔模斜度等),都反映在鑄件圖上鑄件驗(yàn)收和機(jī)械加工的依據(jù),大量和成批生產(chǎn)的鑄件或重要件用
10.在完成鑄造工藝圖的基礎(chǔ)上畫鑄件圖三、模樣圖或模板圖模樣的材料及結(jié)構(gòu)尺寸等。模樣在底板上的安裝方法,模樣和澆注系統(tǒng)在底板上的布置,底板結(jié)構(gòu)、材料等。制造模樣、模板及模板裝配的依據(jù)
11.模樣或模板設(shè)計(jì)四、芯盒圖芯盒的材料和結(jié)構(gòu),芯盒的緊固和定位方式等制造芯盒的依據(jù)
12.畫芯盒裝配圖五、砂箱圖砂箱的材料,結(jié)構(gòu),緊固和定位方式等制造砂箱的依據(jù)
13.砂箱設(shè)計(jì),畫砂箱圖六、鑄型裝配圖(合箱圖)表示出鑄件澆注位置,砂芯數(shù)量,固定和安裝次序,澆冒口,冷鐵布置、砂箱結(jié)構(gòu)和尺寸大小??僧?~2個(gè)剖面圖及下箱俯視圖生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、檢驗(yàn)、工藝調(diào)整的依據(jù)。成批及大量生產(chǎn)、生產(chǎn)重要鑄件或大型鑄件時(shí)有一定用處
14.在完成砂箱設(shè)計(jì)后畫出七、鑄造工藝卡片說(shuō)明造型、造芯、澆注、開(kāi)箱清理等工藝操作過(guò)程及要求生產(chǎn)的重要依據(jù)根據(jù)批量大小填寫必要的內(nèi)容。有的工廠把它直接印在鑄造工藝圖的背面,使用時(shí)較方便
15.綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.2鑄造方法的選擇合理選擇鑄造方法主要考慮下列因素:
1)零件的使用性能零件所承受的載荷情況及其所處的工作環(huán)境(例如:溫度、壓力、氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)的性質(zhì)等)對(duì)鑄件尺寸精度和表面粗糙度的要求。
2)零件的鑄造工藝性能零件所采用的材料的鑄造性能(合金的流動(dòng)性、收縮率以及形成氣孔、縮孔、縮松、裂紋和偏析、氧化等缺陷的傾向)和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(例如:零件的重量、輪廓尺寸、形狀復(fù)雜程度以及鑄件各部分的壁厚差,不加工壁厚的最小厚度和孔徑等)。
3)合理的經(jīng)濟(jì)性合理的經(jīng)濟(jì)性是各種鑄造方法生產(chǎn)費(fèi)用的比較和成品零件生產(chǎn)總費(fèi)用的綜合比較。在合理選擇鑄造方法時(shí),后者是起決定作用的。正確選擇鑄造方法的原則應(yīng)該是:根據(jù)生產(chǎn)量的大小和各廠設(shè)備、技術(shù)的實(shí)際條件,結(jié)合各種鑄造方法的基本工藝特點(diǎn),在首先保證零件技術(shù)要求的前題下,選擇工藝簡(jiǎn)便、質(zhì)量穩(wěn)定和成本低廉的鑄造方法。