一、铸造工艺方法的选择
目前铸造方法的种类繁多,各种铸造方法都有其特点和应用范围。究竟应该采用哪一种方法,应根据零件特点、合金种类、批量大小、铸件技术要求的高低以及经济性,结合在第二章中介绍的各种典型铸造工艺方法的特点和应用范围进行综合考虑,确定比较合适的铸造工艺方法。
二、铸件浇注位置的确定
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。铸件浇注位置的选择,决定于合金的种类、铸件结构及轮廓尺寸、质量要求以及现有的生产条件。浇注位置对铸件的质量、尺寸精度及工艺难度有很大影响。选择浇注位置时,以保证铸件质量为前提,同时尽量减化造型工艺和浇注工艺。选择铸件浇注位置的主要原则为:
(1)铸件上质量要求高的部分及重要工作面、重要加工面、加工基准面和大平面,应尽量朝下或垂直安放。
铸件在浇注时,朝下或垂直安放部位的质量一般都比朝上安放的高。因为下部及侧面出现缺陷的可能性小。当有多个重要加工面时,应将较大朝下,而对朝上的加工面则采取加大加工余量的办法,以保证朝上的表面在加工后无气孔、夹砂、砂眼等缺陷,例如机床床身导轨采用朝下的浇注位置方案较合理。
(2)铸件的厚大部位应放在上部,尽量满足铸件自下而上的顺序凝固。
铸件厚大处易产生缩孔、缩松缺陷,应尽量将其放在上部或分型面附近,以便在上部设置冒口,促使铸件自下而上地向冒口方向顺序凝固。这一原则对体收缩较大的铸钢件和铝、镁合金铸件尤为重要。
(3)应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满。
决定浇注位置时,应考虑液态金属的导入位置和导入方式。例如铝、镁合金铸件经常采用底注式或垂直缝隙式浇注系统、内浇道均匀分布在铸件四周和要求液体金属平稳地注入型腔等特点,将水平面较大的一面放在下部。对具有薄壁的铸件,应将薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下,以免出现浇不到或冷隔等缺陷。
(4)应尽量少用或不用砂芯;若需要使用砂芯时,应保证其安放稳固、通气顺利和检查方便。
铸件浇注位置的选择,除了要考虑上述原则外,还应尽量简化造型、造芯、合箱和浇冒口的切割等工艺,以减少模具制造工作量和合金液的消耗。
三、分型面的选择
在砂型铸造中,为完成造型、取模、设置浇冒口和安装砂芯等需要,砂型必须由两个或两个以上的部分组合而成,砂型的分割或装配面称为分型面。铸型分型面,主要取决于铸件的结构。
通常应根据下列原则选择和确定分型面:
1、分型面应选在铸件最大截面处,以保证顺利拔出模样而不损坏铸型,这样选择分型面往往可减少活块或砂芯,也可使砂箱不致过高,造型操作方便。
2、尽量将铸件全部或大部分放在同一个半型内 分型面对铸件的精度会有影响,除了合箱会引起偏差外,还会因合箱不严而产生披缝,造成垂直于铸件分型方向上尺寸增加。如果能将铸件全部或大部分置于同一砂箱内,则可减少这类偏差。当不能完全做到这一点时,应尽量将铸件的主要加工面和加工基准面放于同一砂箱内,以便保证其精度
3、尽量减少分型面的数量:分型面少,铸件精度容易保证。机器造型的中小件,一般只许可一个分型面,凡不能出砂的部位均采用砂芯,而不允许用活块或多分型面。
分型面的形状可以是平面、折面、曲面等。最简单的是平面,它加工方便,容易保证精度。但在大批量生产、机器造型的情况下,为减少分型面,往往又采用局部曲折分型时应尽量采用规则曲面。在手工单件生产时,采用多分型面有时也是合理的。所以,分型面数目的多少,还应考虑具体的生产条件。
在轻合金铸造中,常采用底注式浇注系统,一般难以将砂芯安放在同一半型中形成整个铸件。为了保证铸件内部质量和尺寸精度要求,又能采用底注式浇注系统,往往增加一个分型面,采用三箱铸型结构,把砂芯安置在底箱,整个铸件在中箱成型,横浇道和内浇道开设在中箱的下分型面处。此种方案造型工艺虽复杂,但是铸件质量有保证。这种三箱铸型结构,在航空发动机机匣、壳体和框架类铸件生产中应用较多。
4、考虑工艺特点,尽量使加工及操作工艺简单:砂型铸造中,分型面一般都应该选择在铸件浇注时的水平位置,避免垂直分型面。因为水平造型,下芯和合箱后,再翻动铸型进行浇注,就可能引起砂芯位置移动,影响铸件尺寸精度。
在手工造型时,因模样和芯盒尺寸精度较低,在下芯合箱时需检查型腔尺寸,调整砂芯位置,保证铸件壁厚均匀,故在考虑分型面时,应尽量将主要型腔和砂芯放在下半型。
金属型铸造生产中,选择分型面应保证金属型能顺利开型和取出铸件,一般采用垂直或互相垂直的分型面,这样有利于采用合理的浇注系统、安设冒口、排除型腔中的气体。金属型操作方便,易于机械化。