精密鑄造專用砂 鑄造工藝方案設(shè)計

第七章鑄造工藝方案設(shè)計鑄造工藝方案設(shè)計，是整個鑄造工藝及工裝設(shè)計中最基本而又最重要的部分。正確的鑄造工藝方案，可以提高鑄件質(zhì)量，簡化鑄造工藝，提高勞動生產(chǎn)率。鑄造工藝方案設(shè)計的內(nèi)容主要有：鑄造工藝設(shè)計有關(guān)工藝參數(shù)的選擇，型芯的設(shè)計等。7－1鑄造工藝方法的選擇目前鑄造方法的種類繁多，按生產(chǎn)方法可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類，而砂型鑄造按澆注時砂型是否經(jīng)過了烘干又分為濕型、干型與表面干型鑄造。特種鑄造也可分為金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、殼型鑄造，熔模鑄造、陶瓷型鑄造等等。各種鑄造方法都有其特點和應(yīng)用范圍，究竟應(yīng)該采用哪一種方法，應(yīng)根據(jù)零件特點、合金種類、批量大小、鑄件技術(shù)要求的高低以及經(jīng)濟性加以綜合考慮。一、零件結(jié)構(gòu)特點零件的結(jié)構(gòu)特點主要包括鑄件的壁厚大小、形狀及重量大小等，應(yīng)根據(jù)不同鑄件的結(jié)構(gòu)特點選擇合適的鑄造工藝方法。砂型鑄造的特點（1）由于采用內(nèi)部砂芯、活塊模樣、氣化模及其它特殊的造型技術(shù)等有利條件，可以生產(chǎn)結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的鑄件；（2）鑄件的大小和重量幾乎不受限制。鑄件重量一般是幾十克到幾百千克；（3）砂型鑄造對鑄件最小壁厚有一定限制。熔模鑄造的特點（1）可以鑄出形狀極為復(fù)雜的鑄件，其復(fù)雜程度是任何其它方法難以達到的。

雖然一個壓型所能制出的熔模形狀較簡單，但可用幾個壓型分別制出復(fù)雜零件的不同部分，然后焊合在一起，組成復(fù)雜零件的熔模；（2）熔模鑄造可鑄出清晰的花紋、文字；（3）能鑄出孔的最小直徑可達0.5mm，鑄件的最小壁厚為0.3mm，但不宜鑄造壁厚大的鑄件。其比較適宜生產(chǎn)的鑄件重量為幾十克至幾千克，但它能生產(chǎn)的鑄件重量為幾克至幾十千克。金屬型鑄造的特點（1）金屬型鑄造的鑄件重量范圍一般為0.1—135kg，個別可達225kg。（2）由于金屬型的型腔是用機械加工方法制出的，所以鑄件的結(jié)構(gòu)形狀不能很復(fù)雜，更應(yīng)考慮從鑄型中取出鑄件的可能性。（3）采用金屬型芯時，也要考慮抽出型芯的可能性，因而鑄件的結(jié)構(gòu)多限于采用形狀簡單的壓力鑄造的特點（1）由于壓力鑄造中金屬液是在高速高壓下充填鑄型，所以，可以鑄出形狀復(fù)雜而壁薄的鑄件。許多由重力(砂型、金屬型)鑄造無法生產(chǎn)的鑄件，大多數(shù)可以采用壓鑄。（2）壓鑄工藝比較適宜生產(chǎn)小而壁薄、壁厚5.離心鑄造的特點最適合鑄造各種旋轉(zhuǎn)體形狀的管、筒鑄件。壁厚為4～125mm，長度不宜大于內(nèi)徑的15二、合金種類各種鑄造工藝方法對鑄件的合金種類有一定的限制。任何可熔化的金屬都能采用砂型鑄造，最常用的金屬是鑄鐵、鑄鋼、黃銅、青銅、鋁合金和鎂合金。

熔模鑄造可以鑄造任何合金，而對高熔點合金效果更為突出，飛機上的導(dǎo)向葉片等用不易加工的高熔點合金鑄造，一般用熔模鑄造工藝。不銹鋼零件、工具等常用熔模鑄造。目前適用于壓鑄工藝的合金有鋅、鋁、鎂、銅、鉛、錫等六個合金系列，其中鋁、鋅合金是應(yīng)用最廣泛的壓鑄合金。黑色金屬由于熔點太高，因而壓鑄型的使用壽命低，通常不采用壓鑄成型。三、批量大小及交貨期限砂型鑄造的生產(chǎn)批量不受限制，可用于成批、大量生產(chǎn)，也可用于單件生產(chǎn)。由于砂型鑄造的生產(chǎn)準備周期較短，所以特別適于交貨期限較短、批量不大的鑄件的生產(chǎn)。熔模鑄造的主要生產(chǎn)設(shè)備比較簡單，對生產(chǎn)批量限制不大。但熔模鑄造工藝工序較多，且需制作壓型，故生產(chǎn)周期比砂型長。金屬型鑄造需設(shè)計制造金屬模型，一次投資較大，且金屬型壽命長，對鋁鎂合金鑄件可使用上千萬次，故適用批量生產(chǎn)，批量少時不能充分發(fā)揮金屬型的潛力。金屬型制造周期長，對交貨期短的任務(wù)難以滿足。壓鑄工藝設(shè)備投資大，壓鑄型的制造周期較長，成本高。但生產(chǎn)效率高，故僅適于成批大量生產(chǎn)。四、鑄件技術(shù)要求鑄件的技術(shù)要求包括外觀質(zhì)量要求(尺寸精度、表面粗糙度)及內(nèi)部質(zhì)量(力學(xué)性能、致密度等)，不同的鑄造工藝方法能達到不同的水平。

砂型鑄造的鑄件在凝固冷卻到室溫后組織無層狀結(jié)構(gòu)、性能無方向性、其強度、韌性、剛度在各方向都相等，這一點對某些要求各方向性能均衡的鑄件是重要的。砂型鑄造中鑄件凝固收縮受到的阻力較小，鑄件內(nèi)應(yīng)力小?？刹捎美滂F等不同的鑄型材料來調(diào)整和控制鑄件的凝固過程，鑄件內(nèi)部縮孔縮松較少，內(nèi)部質(zhì)量易于得到保證。砂型鑄造鑄件尺寸精度較差，表面粗糙度較大。熔模鑄造沒有分型面，由壓型制出的熔模的披縫也被消除，也沒有砂型鑄造那樣的起模合箱等操作，所以鑄件尺寸精度較高，可達CT5級，表面粗糙度較小。熔模鑄造的渦輪葉片的精度和粗糙度已達無需機械加工的要求。金屬型鑄造的鑄件尺寸精度4.壓鑄的顯著優(yōu)點是能生產(chǎn)精密鑄件，壓鑄件的尺寸精度和表面粗糙度均優(yōu)于金屬型鑄件，尺寸精度可達4級，表面粗糙度可達只Ra0.8μm。大多數(shù)壓鑄件無需機械加工即可直接使用。壓鑄件晶粒細小、強度較高。壓鑄件主要缺陷之一是氣孔。壓鑄件有氣孔存在，不但降低了壓鑄件的力學(xué)性能(特別是延伸率)和氣密性，同時也不能對其進行焊接和熱處理，因此，需經(jīng)熱處理強化的合金，就不能壓鑄。五、經(jīng)濟分析鑄造工藝方法對鑄件成本的影響是不言而喻的。而對哪一類鑄件采用什么工藝最有效，最經(jīng)濟是個很復(fù)雜的問題，需對各種工藝方法進行比較、分析才能得出。

當(dāng)鑄件批量小時，砂型鑄造費用最低。砂型鑄造一般是所有鑄造方法中費用最低的一種，它的成本幾乎只有熔模鑄造的1／10，尤其是在單件或少量生產(chǎn)時。在單件大型鑄件的生產(chǎn)，從成本考慮，砂型鑄造是唯一的方法。而當(dāng)鑄件批量大時，壓力鑄造的綜合費用較低。選擇鑄造工藝方法時，應(yīng)從以上幾方面綜合考慮，根據(jù)鑄件的具體情況進行分析，最后選擇一種合適工藝方法。7－2鑄件澆注位置及分型面的選擇鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中的位置；鑄型分型面是指鑄型相互分開、組合接觸的表面。它們的選擇正確與否，對鑄件質(zhì)量、鑄造工藝、勞動生產(chǎn)率和鑄件生產(chǎn)成本，均有很大的影響，它們是鑄造工藝方法確定以后首先要解決的兩個問題。一、鑄件澆注位置的選擇原則鑄件的澆注位置的選擇，決定于合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)及輪廓尺寸、鑄件表面質(zhì)量要求以及現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。選擇鑄件澆注位置時，主要以保證鑄件質(zhì)量為前提，同時盡量做到簡化造型工藝和澆注工藝。選擇鑄件澆注位置的主要原則有：鑄件上重要工作面和大平面應(yīng)盡量朝下或垂直安放鑄件在澆注時，朝下或垂直安放部位的質(zhì)量一般都比朝上安放的高。因為鑄件下部的組織致密，夾渣、砂眼和氣孔等缺陷少。根據(jù)鑄件處于澆注位置的上、下部位質(zhì)量不均勻性的特點，在選擇質(zhì)量要求較高、結(jié)構(gòu)形狀又相對稱的鑄件的澆注位置時，應(yīng)盡量保證鑄件的相對稱部分的質(zhì)量也對稱，將鑄件對稱壁置于垂直位置(如圖13—3所示)。

這種垂直的澆注位置對保證鑄件尺寸精度和采用底注式澆注系統(tǒng)等也都是有利的。應(yīng)保證鑄件有良好決定澆注位置時，應(yīng)根據(jù)鋁、鎂合金鑄件經(jīng)常采用底注式或垂直縫隙式澆注系統(tǒng)。內(nèi)澆道均勻地設(shè)置在鑄件的四周和要求液體金屬平穩(wěn)地流入型腔等特點，選擇合理的澆注位置。對具有薄壁部分的鑄件，應(yīng)將薄壁部分放在下半部或置于內(nèi)澆道以下，以免出現(xiàn)澆不足、冷隔等缺陷。保證鑄件能自下而上的順序凝固為滿足這條原則，應(yīng)盡量將鑄件的厚大部分朝上安放，以便在其上面安放冒口，促使鑄件自下而上地向冒口方向順序凝固。這一原則對體收縮較大的鋁、鎂合金鑄件尤為重要。 但是精密鑄造專用砂，在航空產(chǎn)品的鑄件生產(chǎn)中，鑄件的結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，并且鑄件上局部加厚的凸臺、 安裝邊較多，有時很難將鑄件所有厚大部分都安放在上部位置。在此情況下，為了使鑄件整 順序凝固原則不變，可對中、下位置的局部厚大處采用冷鐵或側(cè)冒口等工藝措施解決其補縮問題。 應(yīng)盡量少用或不用砂芯；若需要使用砂芯時，應(yīng)保證其安放穩(wěn)固、通氣順利和檢查方便鑄件澆注位置的選擇，除了要考慮上述幾個原則外，還應(yīng)盡量簡化造型、造芯、合箱和澆冒 口的切割等工藝，以減少模具制造工作量和合金液的消耗。 在實際生產(chǎn)中，情況是復(fù)雜的，上述各原則既有聯(lián)系又有矛盾，一定要結(jié)合生產(chǎn)實際情 況，抓住主要矛盾，不能生搬硬套。

二、鑄型分型面的選擇 在砂型鑄造中，為完成造型、取模、設(shè)置澆冒口和安裝砂芯等需要，砂型型腔必須由兩個或 兩個以上的部分組合而成，砂型的分割或裝配面稱為分型面。 分型面一般在確定鑄件澆注位置后確定。但分析各種分型面優(yōu)劣后，可能需要重新調(diào)整澆注 位置。生產(chǎn)中，澆注位置和分型面有時是同時確定的。 鑄型分型面，主要取決于鑄件的結(jié)構(gòu)。分型面的優(yōu)劣，在很大程度上影響鑄件的尺寸精 度、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)率，應(yīng)仔細地分析、對比后選擇一個比較合理的方案。 在選擇分型面時，應(yīng)注意以下原則： 最好將整個鑄件安置在同一半型中成型，若鑄件不能在同一半型內(nèi)成型時，應(yīng)力求將鑄件上機械加工面或若干重要的加工面與機械加工初基準面安置在同一個半型內(nèi)成型。 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目。分型面少，鑄件精度容易保證。機器造型的中小件，一般只許可一個分型面，以便充分發(fā)揮造型機的生產(chǎn)率。凡不能出砂的部位均采用砂芯，而不 允許用活塊或多分型面。 應(yīng)盡量不用或少用砂芯，在必須采用砂芯時，除了要保證砂芯位置穩(wěn)定、裝配和檢查方便外，還應(yīng)力求將砂芯安置在同一個半型內(nèi)，以保 分型面應(yīng)盡量選擇平面。平直分型面可簡化造型過程和模板制造，易于保證鑄件精度。

如鑄件形狀確需采用不平分型面 時，應(yīng)盡量選擇規(guī)則的曲面，如圓柱面或折面。 注意減輕鑄件清理和機械加工量。鑄型分型面最好避免選在鑄件非加工表面和機加工初基準面上。因為，前者會增加鑄件清理的勞動量并有損鑄件表面美觀，而后者將會影響鑄件 劃線和加工的尺寸精度。 鑄件機械加工初基準的選擇鑄件在機械加工時，作為首次裝夾、定位用的基準面稱為機加工初基準面(又稱初基準或， 粗基準等)。如果鑄件機加工初基準選擇不當(dāng)或初基準本身尺寸精度低，表面不平整，將使鑄 件裝夾、定位困難，加工精度難以保證，尤其在成批，大量生產(chǎn)中，鑄件依靠初基準定位、 裝夾在專用夾具上進行首次加工；如果初基準選擇不當(dāng)，將使鑄件大量報廢。 對鑄件機械加工初基準面，既要考慮加工時鑄件裝夾、定位穩(wěn)固、準確等加工工藝要求， 又要考慮到鑄造工藝能否保證初基準的尺寸精度和與其它尺寸相對位置的精確性、穩(wěn)定性等 問題。鑄件機加工初基準，一般應(yīng)根據(jù)零件圖，由鑄造和機械加工工藝技術(shù)部門共同協(xié)商確 定，初基準確定后，就成為鑄造工藝和機加工工藝設(shè)計的共同依據(jù)，不得隨意更改。 鑄件機加工初基準面的數(shù)量，必須滿足對該鑄件六個自由度具有約束作用的要求。通常在鑄 件上下、前后和左右三個方向各選一個，圓形鑄件只需要兩個初基準即可。

選擇初基準時應(yīng) 注意下列問題： 一、應(yīng)盡量選擇鑄件非加工面為初基準 鑄件上往往有些表面需要加工，有些表面不加工。鑄件加工表面在加工過程中，其尺寸將受 加工公差的影響而變動。若以加工面為初基準面，則鑄件上某些非加工表面到加工表面之間 的尺寸精度就不易保證，并且在加工過程中也不易測定鑄件的機械加工余量。 二、應(yīng)選擇加工余量最小或尺寸公差最小的表面為初基準面 如果鑄件內(nèi)外表面均需加工時，應(yīng)選擇加工余量最小或尺寸公差最小的表面為初基準，這可 保證該加工表面與其它加工表面之間的尺寸精度。 三、應(yīng)選擇鑄件尺寸最穩(wěn)定的表面為加工初基準面 初基準最好是由砂型成型的表面；如果是由砂芯成型的表面，則應(yīng)保證砂芯的定位穩(wěn)定 可靠。在砂芯數(shù)量較多時，初基準應(yīng)選擇由基礎(chǔ)砂芯(即組裝其它砂芯的那個砂芯)成型的表 面。有時還需要在上部組裝的其它砂芯的成型表面上，選擇一個輔助基準精密鑄造專用砂，供劃線或加工定 位時作校正用。 為了保證初基準與加工面或主要加工面相 活塊形成的面尺寸不穩(wěn)定，一般不應(yīng)選為 初基準面。 鑄件設(shè)置內(nèi)澆口和冒口的面，最好不作初基準面，因為澆口殘余和冒口殘余會使裝夾、 定位的精度受到很大的影響。 四、當(dāng)鑄件上沒有合適的初基準時，可增設(shè)工藝凸臺作為“輔助”基準(又稱工藝基準)。

鑄件尺寸檢查和機械加工(單件、小批生產(chǎn)時)劃線時所需的測量基準稱為劃線基準。鑄件的 劃線基準應(yīng)盡量與機械加工初基準一致，否則容易造成鑄件各部分相對位置尺寸和加工余量 的不穩(wěn)定，使鑄件因尺寸超差而大量報廢。 鑄件劃線時，不僅要求定位準確，還要有合適的測量基準，才能正確地劃出鑄件各個方 向的尺寸及其加工余量。這種測量基準(即劃線基準)，一般都與零件的設(shè)計基準相一致。而 機械加工初基準有時為了考慮裝夾、定位方便，往往可與零件的設(shè)計基準不一致。 選擇鑄件劃線基準，不僅要考慮對鑄件六個自由度具有約束作用，還要在鑄件對稱部位 選擇兩個面，以便正確地劃出對稱面的中心線；對于圓形結(jié)構(gòu)，有時還要增加角向基準，才 能正確地劃出中心線。 選擇鑄件劃線基準也與選擇機加工初基準一樣，要考慮鑄造工藝因素對其準確性和穩(wěn)定性的 影響。 7－4 鑄造工藝設(shè)計的主要參數(shù) 鑄造工藝設(shè)計參數(shù)(簡稱工藝參數(shù))是指鑄造工藝設(shè)計時需要確定的某些數(shù)據(jù)，這些工藝數(shù)據(jù) 一般都與鑄件的精度有密切關(guān)系。工藝參數(shù)選取得準確、合適，才能保證鑄件尺寸精確，為 造型、制芯、下芯，合箱創(chuàng)造方便，提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本。工藝參數(shù)選取不準確，則 鑄件精度降低，甚至因尺寸超過公差要求而報廢。

下面著重介紹這些工藝參數(shù)的概念和應(yīng)用 條件。 一、鑄件機械加工余量 在鑄件加工表面上留出的，準備切削去的金屬層厚度，稱為機械加工余量。 加工余量過大，將浪費金屬和機械加工工時，增加零件成本，過小，則不能完全除去鑄 件表面的缺陷，甚至露出鑄件表皮，達不到設(shè)計要求。因此選擇合適的加工余量有著很重要 的意義。 加工余量的選擇與下列因素有關(guān)： 鑄造合金的種類：不同的鑄造合金具有不同的物理、化學(xué)、鑄造以及切削性能，鑄件的表面質(zhì)量和生產(chǎn)成本也不相同，所以鑄件的機械加工余量的選擇也應(yīng)該有所不同。 鑄造方法和生產(chǎn)批量：鑄造方法不同，得到的鑄件的表面粗糙度和尺寸精度也不同，所以鑄件的加工余量也應(yīng)不同。HB6103—86 規(guī)定了各種鑄造方法生產(chǎn)的鑄件的公差等級和加 工余量的 鑄件尺寸大小和加工精度要求：鑄件尺寸越大，形狀越復(fù)雜和加工精度要求越高，則鑄件的機械加工余量就越大。 鑄件加工面在澆注時的位置：由于在澆注時朝下或垂直位置的鑄件表面質(zhì)量較高，所以這些表面的加工余量比朝上安放的表面小。 鑄件的機械加工余量，一般按GB／T11350—89 或HB6103—86 規(guī)定的方法和表格選用。 有時為了消除鑄造缺陷或由于其它工藝要求，而增加的工藝余量以及切割澆冒口后的殘留量， 均不屬于加工余量的范圍，這些應(yīng)在鑄件圖上標注清楚。

二、鑄件工藝余量 鑄件工藝余量，是為了滿足工藝上的某些要求而附加的金屬層。工藝余量一般都在機械 加工時被切除，所以應(yīng)在鑄件圖上標注清楚。在個別情況下，如果已取得設(shè)計和使用單位的 同意，工藝余量也可不經(jīng)加工而保留在鑄件上，因為這已屬于更改鑄件結(jié)構(gòu)的問題，所以在 鑄件圖上不必再作任何標注。 鑄件工藝余量的大小應(yīng)根據(jù)工藝要求的實際情況而定。工藝余量主要用于如下情況： 為保證鑄件順序凝固，有利于冒口補縮，因而在鑄件上附加的工藝余量(即補貼)。一般情況下，工藝補貼余量應(yīng)盡量附加在加工表面，若在非加工表面，就需要另行安排機械 加工。 為保證鑄件機械加工精度和簡化鑄造工藝、模具結(jié)構(gòu)，對一些需要進行加工、尺寸精度要求較高的小孔、凸緣、臺階以及難以鑄造的狹窄溝槽等均以工藝余量的形式，由機械 加工直接成型。 鑄件工藝余量除上述兩種主要形式外，有的還將機械加工所需的工藝凸臺(輔助基準)、 為防止鑄件變形或熱裂而增設(shè)的工藝筋、為改善合金液充填條件而在鑄件薄壁處增大厚度， 以及為防止鑄件由于變形造成加工余量不足或達不到加工精度要求而增大的加工余量等，都 當(dāng)作鑄造工藝余量處理。并在鑄件圖上標注。 三、鑄件工藝補正量 在單件、小批生產(chǎn)中，由于選用的收縮率與鑄件的實際收縮率不符等原因，使得加工后的 件某些部分的厚度小于圖紙要求。

為了防止零件因局部尺寸超差而報廢，需要把鑄件上這種局部尺寸加以放大，鑄件被放大的這部分尺寸，稱為鑄件工藝補正量(曾稱為鑄件保證余量和 保險余量等)。它與工藝余量最顯著的區(qū)別在于鑄件上被放大的部分不必加工掉，而保留在鑄 件上。因此，鑄件工藝補正量一般都會使鑄件局部尺寸超出公差范圍(有時由于鑄件工藝補正 量較小，也可能剛好控制在公差范圍內(nèi))，所以在鑄件上加放工藝補正量，應(yīng)取得設(shè)計、使用 單位同意。如果有些部位不允許有超差現(xiàn)象，則應(yīng)由機械加工去除。鑄件工藝補(1) 鑄件上 加工表面到非加工表面之間的壁厚不易保證時，需要加放工藝補正量。 在鑄件上需要鉆孔的凸耳、耳座，由于鑄造工藝造成的位置尺寸偏差或加工引起的偏差，常使孔的邊距尺寸小于圖紙的要求，為保證凸耳和耳座的強度，控制其邊距尺寸不小 于負偏差，在不加工表面加放工藝補正量。 鑄件工藝補正量雖然是克服鑄件因局部超差而報廢的一種措施，但是它又是使產(chǎn)品零件 超出重量規(guī)定的主要原因之一。有時，為了排除重量超差所消耗的加工工時甚至超過鑄件的 加工工時總額。因此，在航空鑄件生產(chǎn)中，應(yīng)嚴格控制使用工藝補正量。對于成批、大量生 產(chǎn)的鑄件，不應(yīng)使用工藝補正量，而應(yīng)修改模具尺寸。

工藝補正量的具體數(shù)據(jù)可參考有關(guān)圖 表選取，各種大型鑄件的工藝補正量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)都是在一定定條件下取得的，在使用時應(yīng)仔 細分析。 四、鑄造斜度 為了方便起?；蜩T件出型，在模樣、芯盒或金屬鑄型的出模方向留有一定斜度，以免損 壞砂型或鑄件。這個斜度稱為鑄造斜度。 鑄造斜度一般有如圖13—15 所示：增加壁厚法(圖(a))、加減壁厚法(圖(b))和減少壁厚 法(圖(c))等三種形式.鑄造斜度一般用角“α ”表示，對于金屬模具α 可取0.5～1，木 ?？扇?～3。 鑄造斜度應(yīng)小于或等于產(chǎn)品圖上所規(guī)定的拔模斜度值，以防止零件在裝配或工作時與其它零 件相妨礙。按HB6103—86 規(guī)定：當(dāng)產(chǎn)品圖未作特殊規(guī)定時鑄造斜度可按表13－3 選取，未注 明者均按增加壁厚法。 五、鑄件線收縮率 鑄件在凝固和冷卻過程中會發(fā)生線收縮而造成各部分尺寸縮小。為了使鑄件的實際尺寸符合 圖紙要求，在制造模具時，必須將模樣尺寸放大到一定的數(shù)值。這個放大的效值往往稱為鑄 件收縮余量。鑄件收縮余量，由鑄件圖所示的尺寸乘上鑄造線收縮率求出。鑄造線收縮率簡 稱鑄造收縮率，其表達式為： 正確選取鑄造收縮率，對于提高鑄件尺寸精度有著重要意義。

影響鑄造收縮率的因素有： 鑄造合金種類，鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型種類、型、芯材料的退讓性以及澆冒口系統(tǒng)的布置和結(jié)構(gòu)形 式等。不同的鑄造合金，其線收縮率不相同(如表課本13—4 所示（P219）。 對于成批大量生產(chǎn)，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精度要求高的鑄件，往往需要經(jīng)過多次試制， 通過劃線反復(fù)測量鑄件各部分的尺寸，以檢查鑄件的實際收縮率，在尋找到一定的規(guī)律后， 再修改模樣和芯盒尺寸，隨后才正式投入生產(chǎn)。 六、鑄件尺寸公差 我國鑄件尺寸公差標準等效采用IS08062—1984(E)《鑄件尺寸公差制》。該標準適用于砂7 －5 型芯設(shè)計 型芯是鑄型的一個重要組成部分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞和形狀復(fù)雜阻礙 取模部分的外形以及鑄型中有特殊要求的部分(如鎂合金的蛇形和片狀滋道等)。 型芯應(yīng)滿足以下要求： （1）型芯的形狀、尺寸以及在鑄型中的位置應(yīng)符合鑄件要求，具有足夠的強度和剛度； （2）在鑄件形成過程中型芯所產(chǎn)生的氣體能及時排出型外，鑄件收縮時阻力??； （3）制芯，烘干，組合裝配和鑄件清理等工序操作簡便，芯盒結(jié)構(gòu)簡單和制芯方便。 型芯設(shè)計的主要內(nèi)容包括： （1）確定砂芯形狀、個數(shù)租下芯順序； （2）設(shè)計芯頭結(jié)構(gòu)和核算芯頭大小等； （3）其中還要考慮型芯的通氣、加強、型芯制作和材料選擇等。

一、型芯的種類及其應(yīng)用 型芯依據(jù)制作的材料不同可分為以下幾類： 砂芯：用石英砂等材料制作的型芯，稱為砂芯，砂芯髓作容易、價格便宜，可以制出各種復(fù)雜的形狀，砂芯強度和剛度一般能滿足使用要求，鑄件收縮時阻力小，鑄件清理方 便，在砂型鑄造中得到廣泛的應(yīng)用，在金屬型鑄造、低壓鑄造等鑄造工藝中，對于形狀復(fù)雜 的內(nèi)腔孔洞，也用砂芯來形成。 金屬芯：在金屬型鑄造、壓力鑄造等工藝方法中，廣泛應(yīng)用金屬材料制作的型芯。金屬芯強度和剛度好，得到的鑄件尺寸精度高，但對鑄件收縮的阻力大，對于形狀復(fù)雜的孔腔則 抽芯比較困難，選用時應(yīng)引起足夠重視。 可溶性型芯：用水溶性鹽類制作型芯或作為粘結(jié)劑制作的型芯為水溶芯。此類型芯有較高的常溫強度和高溫強度，低的發(fā)氣性，好的抗粘砂性，鑄件澆注后用水即可方便地溶失型 芯。水溶芯在砂型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造等工藝方法中都得到一定的應(yīng)用。 近代航空發(fā)動機上的空心葉片等鑄件用熔模鑄造方法制造時，其空心內(nèi)腔常用陶瓷型芯。 它是以礦物巖等無機物為原料，在混合及成型后，經(jīng)過一定的高溫焙燒而制成的質(zhì)地堅硬的 制品。鑄件清理后，陶瓷型芯用堿水煮等方法溶失掉，也屬可溶性型芯。 二、砂芯設(shè)計 確定砂芯形狀、個數(shù)在鑄件澆注位置和分型面等工藝方案確定后，就可根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)來確定砂芯如何分塊(即 采用整體結(jié)構(gòu)還是分塊組合結(jié)構(gòu))和各(1) 保證鑄件內(nèi)腔尺寸精度：凡鑄件內(nèi)腔尺寸要求較嚴 的部分應(yīng)由同一砂芯形成，不宜劃分為幾個砂芯。

在航空鑄件生產(chǎn)中，在鑄件尺寸精度要求 很高的地方，盡管結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，但仍采用整體砂芯。 在砂芯分塊數(shù)量較多時，為便于砂芯組合，裝配和檢查，最好采用“基礎(chǔ)砂芯”(其本身不是成型部分或只起部分鑄型作用)，在它的上面予先組合大部或全部砂芯，然后再整體 除上述幾條原則外，還應(yīng)使每塊砂芯有足夠的斷面，保證有一定的強度和剛度，并能順利排出砂芯中的氣體，使芯盒結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和使用等。 芯頭的設(shè)計芯頭是砂芯的定位、支撐和排氣結(jié)構(gòu)，在設(shè)計時需要考慮：如何保證定位準確、能承受 砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用以及把澆注時在砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引 出鑄型等問題。 1．芯頭尺寸的確定 芯頭可分為垂直芯頭和水平芯頭兩大類。由于芯頭的直徑(或?qū)挾?通常與砂芯的直徑(或?qū)挾? 相同，所以確定芯頭承壓面積，確定芯頭尺寸，對于垂直砂芯實際上只是確定芯頭的高度； 對于水平砂芯就是確定芯頭的長度。在一般情況下，芯頭的尺寸可通過查表確定，不需要繁 瑣的計算。 當(dāng)砂芯本體尺寸較大，其出口處(即芯頭部分)又較狹窄時，應(yīng)對芯頭的尺寸進行驗算，以保 證在金屬液的最大浮力作用下不超過鑄型的許用壓力。芯頭的承壓面積應(yīng)滿足下式： 作用在芯座上實際壓力(N)，對于上芯座P為液態(tài)合金的最大浮力(按砂芯結(jié) 構(gòu)等實際情況定)減去砂芯的重量，對于下芯座，P 就等于砂芯的重量： ]—芯座允許的抗壓強度，一般濕型，[]可取40—60kpa，活化澎潤土砂型可取

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