铸造成形的方案选择

1.3.1　铸造成形的方案选择

1.浇注位置的确定

浇注时铸件在铸型中所处的空间位置称为铸件的浇注位置（pouring position）。铸件浇注位置选择的正确与否，对铸件的质量影响很大。确定浇注位置时应以保证铸件的质量为出发点，应考虑如下原则：

1）铸件的重要加工面和受力面应朝下或位于侧面。因为在液态成形过程中，铸件的上表面易产生气孔、夹渣、砂眼等缺陷，组织也不如下表面致密。如图1-40所示为车床床身铸件的浇注位置。由于床身导轨面是关键表面，不允许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此通常都将导轨面朝下。图1-41所示为起重机卷扬筒的浇注位置，因其圆周表面的质量要求较高，不允许有铸造缺陷，因此采用竖立放置的浇注位置。

图1-40　床身的浇注位置

图1-41　卷扬筒的浇注位置

2）铸件的大平面应朝下。由于在浇注过程中金属液对型腔上表面有强烈的热辐射，铸型因急剧热膨胀和强度下降而开裂，易形成夹砂、结疤等缺陷。因此，平板圆盘类铸件大平面应朝下。如图1-42所示为平板的合理浇注位置。

图1-42　平板铸件的浇注位置

图1-43　薄壁铸件的浇注位置

3）为防止铸件薄壁部位产生浇不足、冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部位朝下，或使其处于垂直或倾斜位置。如图1-43所示为油盘铸件合理的浇注位置。

4）为防止铸件产生缩孔、缩松缺陷，应使铸件的厚大部位朝上或侧放，以便在铸件的壁厚处安放冒口进行补缩。

2.分型面的选择

铸型分型面（mold joint）是指铸型间相互接合的表面。铸型分型面选择的合理与否，对造型工艺、铸件质量、工装设备的设计与制作有着重要影响。分型面的选择要在保证铸件质量的前提下，尽量简化铸造工艺过程，以节省人力物力。在选择分型面时要考虑以下原则：

1）分型面的选择应保证模样能顺利从铸型中取出，这是确定分型面最基本的要求。因此，分型面应选在铸件的最大截面处。

2）应尽量使铸件的全部或大部置入同一砂箱，以保证铸件的尺寸精度。如图1-44所示为管子堵头的两种分型方案。铸件加工时，以四方头中心线为定位基准来加工外螺纹，因此，图1-44a所示方案使基准面与加工面在同一砂箱内，铸件精度易于保证。

图1-44　管子堵头铸件分型方案

a）置入同一砂箱　b）分置入两箱

3）应尽量减少分型面的数量，选择平面分型。如图1-45所示为绳轮铸件分型方案。小批量生产时可采用图1-45a所示的三箱造型。大批量生产时，为便于机器造型，一般只选用一个分型面，对此，则采用环状型芯，将两个分型面改为一个分型面，如图1-45b所示。

图1-45　绳轮铸件分型方案

a）两个分型面　b）一个分型面

图1-46　起重机臂铸件的分型方案

a）平面分型　b）曲面分型

图1-46为起重机臂铸件的两种分型方案。图1-46a所示的分型面是一平直面，采用简单的分模造型即可，使造型工作简化。图1-46b所示则为曲面分型，需采用挖砂造型，使造型工作量加大。

4）为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。如图1-47所示为机床支柱的两种分型方案，方案Ⅰ和方案Ⅱ同样便于下芯时检验壁厚，但方案Ⅱ的型腔及型芯大部分位于下箱，上型腔浅，且形状简单，有利于起模及合箱。因此，方案Ⅱ比较合理。

图1-47　机床支柱铸件分型方案

在实际生产中，以上所述关于确定浇注位置和分型面的一些原则应进行全面分析，灵活应用。浇注位置和分型面的选择原则是：以优先保证铸件的质量（内在质量、外观质量）为主，以造型、下芯、合箱及清理等操作便利为辅，切不可以牺牲铸件的质量来满足操作便利。同时，对具体零件进行工艺分析时，应根据其形状、批量确定合理的造型方法，而后再选择合理的浇注位置和分型面。