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第27篇 砂型铸造工艺装备设计3

第1章 概述3

1 铸造工艺装备在铸造生产中的地位和作用3

1.1 砂型铸造工艺装备的特点3

1.2 地位和作用3

2 铸造工艺装备的现状和发展趋势5

2.1 模具工业与砂型铸造模具5

2.2 铸造模具的设计与制造技术5

2.3 铸模用材料5

2.4 铸模发展趋势6

3 铸造模具的订购6

4 本篇编写的内容和范围7

第2章 造型工艺装备8

1 砂型铸造的分类8

1.1 砂型的分类8

1.2 造型方法的分类8

2 造型方法与工艺装备的选择10

3 模样10

3.1 模样的分类10

3.2 模样尺寸计算与标注11

3.3 模样的起模斜度13

3.4 铸造工艺余量和工艺补正量14

3.5 木模和木塑模15

3.6 金属模样24

4 模板（组合件）31

4.1 模底板材料分类及选择31

4.2 模底板结构分类及选择31

4.3 模底板典型结构图例32

4.4 模底板与砂箱的定位装置42

4.5 对模底板的技术要求44

4.6 模样在模底板上的装配47

4.7 通气塞49

4.8 垂直分型无箱挤压造型模板及辅助工艺装备49

4.9 高压造型模板、模板框及辅助工艺装备59

4.10 气冲造型模板和模板框63

4.11 酚醛脲烷树脂自硬砂造型线模板及其他工艺装备64

5 砂箱71

5.1 砂箱的分类71

5.2 砂箱的设计和选用73

5.3 砂箱尺寸的确定73

5.4 普通砂箱的典型结构74

5.5 高压造型砂箱设计79

5.6 气冲造型砂箱84

5.7 砂箱的锁紧装置、压铁和套箱85

5.8 对整铸式砂箱的技术要求90

5.9 砂箱的使用及维修93

第3章 制芯工艺装备94

1 制芯方式及制芯设备类型的选择94

2 芯盒分类95

3 芯盒材料95

4 芯盒设计依据及芯腔尺寸计算和标注96

4.1 芯盒设计依据96

4.2 芯腔尺寸计算和标注96

5 手工取芯芯盒97

5.1 分盒面及填砂面的选择原则98

5.2 芯盒结构组成98

5.3 芯盒设计原则98

5.4 设计结构99

5.5 制芯设备对芯盒的要求118

5.6 制芯辅具120

5.7 砂芯烘干用辅具121

6 热芯盒125

6.1 热芯盒的材料125

6.2 热芯盒的结构设计126

6.3 制芯机用各类热芯盒的基本结构129

6.4 射砂口的设计133

6.5 芯盒本体壁厚的选择135

6.6 排气装置的设计135

6.7 芯盒定位装置的设计137

6.8 出芯方式和顶芯机构140

6.9 射砂头结构设计145

6.10 热芯盒的安装154

6.11 热芯盒加热装置的结构设计161

6.12 热芯盒活块抽出及侧向开盒机构的结构设计167

6.13 热芯盒的设计、制造技术条件171

7 壳芯盒171

7.1 特点171

7.2 壳芯机分类及选用172

7.3 壳芯盒结构172

7.4 壳芯机吹砂嘴、水冷吹砂板结构181

7.5 壳型工艺装备183

7.6 金属型覆砂工艺装备184

8 冷芯盒185

8.1 冷芯盒砂芯固化特点185

8.2 冷芯盒法分类185

8.3 冷芯盒制芯机特点及分类186

8.4 冷芯盒材料186

8.5 冷芯盒结构187

8.6 冷芯盒的射砂装置及吹气装置设计191

8.7 冷芯盒制造精度和冷芯盒典型结构193

9 砂芯修磨用具、砂芯组装下芯用具与砂芯检查用具193

9.1 砂芯修磨用具193

9.2 砂芯组装模具194

9.3 下芯夹具196

9.4 砂芯检查用具197

10 制芯中心200

第4章 模具的加工制造及维修保养202

1 金属模具的加工制造202

1.1 金属模具毛坯的获取方法202

1.2 模样及铸型202

1.3 金属模具的机械加工206

2 模具的快速制造231

2.1 快速成形技术的原理、主要方法及特点231

2.2 模具毛坯的快速制造方法232

3 塑料模具的加工制造235

3.1 塑料模具的结构235

3.2 塑料模样的制造238

3.3 塑料芯盒的制造239

3.4 塑料模具材料的化学组成243

4 铸造模具的维护保养247

4.1 铸模的预防性维护保养247

4.2 铸模的修复性维护250

4.3 工装模具的清洗技术252

参考文献253

第28篇 消失模铸造工艺装备设计257

第1章 概述257

1 消失模铸造的分类及工艺过程257

2 LFC法的主要特点和应用范围259

3 LFC法在国内外的现状和发展趋势260

4 LFC法模样的制造261

5 对模具的要求263

6 LFC工艺装备设计内容和依据263

第2章 泡沫模样成形工艺方案264

1 发泡成形方法的选定264

1.1 成形机264

1.2 蒸汽箱（缸）成形装置265

2 分型面的确定266

2.1 分型面的基本形式266

2.2 分型面的选择原则267

3 泡沫珠粒充填设计267

3.1 注射料枪的选择267

3.2 注射料口位置选择268

4 模具型腔数量的确定270

5 泡沫珠粒的选择271

5.1 泡沫珠粒材料的选择271

5.2 泡沫珠粒大小的选择272

6 确定发泡模具尺寸的工艺参数273

6.1 铸件加工余量273

6.2 收缩率274

6.3 泡沫模样的起模斜度274

7 对泡沫模样的工艺审定275

7.1 对最小壁厚的审定275

7.2 对泡沫模样局部偏厚部位的处理275

7.3 对泡沫模样结构稳定性的审定276

第3章 发泡模具本体设计277

1 模具型腔面设计277

1.1 泡沫模样的三维设计277

1.2 分片与分型面的构造278

1.3 模具的三维构造278

2 型体的薄壳结构设计278

3 手动拆装模具的结构设计280

4 机动开合模具设计281

5 芯块及抽芯机构设计283

5.1 模具中的抽芯块设计283

5.2 抽芯机构283

5.3 芯块的壁厚285

5.4 抽芯块的虚拟装配285

6 成形模具的镶块设计285

6.1 镶块设计应注意的问题285

6.2 型腔模具的镶块装配设计举例286

第4章 机动模具与成形机的配合设计288

1 模具的安装288

1.1 移动模和固定模的确定288

1.2 模具定位288

1.3 模具的紧固289

2 模具的密封290

2.1 模具、模框及底板之间的密封290

2.2 公共密封模框的设计290

2.3 密封条与密封槽291

3 起模方式和机构291

3.1 水气叠加压力推模法291

3.2 机械顶杆取模法292

3.3 负压吸盘取模法292

4 设备管道与模具接口设计294

4.1 接口位置设计294

4.2 蒸汽接口与引入方式294

4.3 冷却水接口和引入方式295

4.4 排放接口和负压接口297

第5章 模具制造298

1 模具材料的选择298

1.1 型腔模块298

1.2 汽室模框298

1.3 模板和底板298

2 模具的型腔加工299

2.1 铸造成形方法299

2.2 现代机械加工方法301

3 模腔的透气结构303

3.1 透气孔的大小和布置303

3.2 透气塞的形式、大小和布置尺寸303

3.3 透气槽304

第6章 泡沫模样的分片与粘接305

1 泡沫模样的分片处理305

1.1 简单分片305

1.2 复杂分片305

2 模片的粘结（胶合）设计306

2.1 粘结负数306

2.2 薄壁粘结增厚处理307

2.3 粘结定位设计307

3 热粘合模具308

3.1 机械热熔胶粘合过程308

3.2 涂胶印刷板的设计要点308

3.3 上、下胎模的设计要点309

3.4 热粘结工艺不足处310

4 冷粘合模具310

第7章 浇注系统、浇道模具与砂箱312

1 浇注系统设计原则312

2 浇注系统的形式312

2.1 浇注系统与泡沫模样的连接方式312

2.2 串浇模组浇注系统结构形式313

3 空心浇道的设计315

3.1 空心直浇道315

3.2 泡沫空心浇道的制作316

3.3 空心浇道的对接317

4 浇道系统与泡沫模样的对接317

5 消失模砂箱结构的设计319

5.1 消失模铸造用砂箱的技术要求319

5.2 砂箱的种类及结构设计319

参考文献320

第29篇 压铸模设计323

第1章 压铸模设计概述323

1 压铸工艺基础323

1.1 压铸过程323

1.2 压铸工艺参数325

1.3 压铸合金330

1.4 压铸件333

1.5 选用压铸机350

2 压铸模设计概述391

2.1 压铸模的基本结构391

2.2 压铸模的典型结构391

2.3 压铸模设计过程393

2.4 压铸模的技术要求396

2.5 压铸模零件的材料选择及热处理要求403

第2章 分型面的设计409

1 分型面的类型409

2 分型面的选择要点410

第3章 浇注系统和溢流、排气系统的设计413

1 浇注系统的设计413

1.1 浇注系统的结构413

1.2 浇注系统的分类413

1.3 浇注系统设计的主要内容413

1.4 浇注系统设计注意事项416

2 浇注系统各组成部分的设计418

2.1 内浇口的设计418

2.2 直浇道的设计422

2.3 横浇道的设计428

2.4 用ρ-Q2图验证浇注系统的设计及优化压铸系统的匹配440

3 排气槽和溢流槽的设计443

3.1 溢流槽的设计443

3.2 排气槽的设计448

第4章 模架与成形零件的设计450

1 模架的设计450

1.1 模架的基本结构450

1.2 模架设计要点452

2 加热与冷却系统的设计453

2.1 模具加热与冷却系统的作用453

2.2 模具加热系统的设计453

2.3 冷却系统的设计454

2.4 用模具温度控制装置加热与冷却压铸模459

3 成形零件的设计460

3.1 成形零件的结构460

3.2 镶拼式结构的设计图例461

3.3 镶块的固定方式465

3.4 型芯的固定方式466

3.5 镶块和型芯的止转方法468

4 成形零件尺寸计算470

4.1 成形零件的主要尺寸470

4.2 成形部分尺寸计算472

5 结构零件的设计478

5.1 动、定模导柱和导套的设计478

5.2 推板导柱和导套的设计481

5.3 模板的设计482

5.4 压铸模架尺寸系列491

第5章 抽芯机构的设计495

1 抽芯机构的组成及分类495

1.1 抽芯机构的主要组成495

1.2 常用抽芯机构的特点495

1.3 抽芯机构的设计要点495

1.4 抽芯机构的应用499

2 抽芯力和抽芯距离499

2.1 抽芯力499

2.2 确定抽芯距离500

3 斜销抽芯机构503

3.1 斜销抽芯机构及其动作过程503

3.2 斜销抽芯机构的设计要点503

3.3 斜销工作段尺寸的计算与选择506

3.4 斜销延时抽芯512

4 弯销抽芯机构513

4.1 弯销抽芯机构及其抽芯过程513

4.2 弯销抽芯机构的设计要点513

4.3 确定弯销尺寸516

4.4 变角弯销的特点与应用517

5 液压抽芯机构517

5.1 液压抽芯机构的组成及其动作过程517

5.2 液压抽芯机构的设计要点518

5.3 液压抽芯器座的安装形式519

6 斜滑块抽芯机构524

6.1 斜滑块抽芯机构的组成及其动作过程524

6.2 斜滑块抽芯机构的设计要点525

6.3 斜滑块的设计527

6.4 斜滑块的基本形式530

6.5 斜滑块导向部位参数531

6.6 斜滑块的拼合密封形式532

6.7 斜滑块的镶块与镶套533

7 其他抽芯机构533

7.1 齿轴齿条抽芯机构533

7.2 活动镶块模外抽芯机构与特殊抽芯机构设计实例534

8 滑块及滑块限位、楔紧装置的设计539

8.1 滑块的基本形式和主要尺寸539

8.2 滑块导滑部分的结构542

8.3 滑块限位装置的设计542

8.4 滑块楔紧装置的设计544

8.5 滑块与型芯型块的连接544

9 嵌件的进给和定位550

9.1 设计要点550

9.2 嵌件在模具内的安装与定位550

9.3 手动放置嵌件的模具结构552

9.4 机动放置嵌件的模具结构552

10 斜销抽芯机构常用标准件555

10.1 斜销555

10.2 楔紧块555

10.3 定位销555

第6章 推出机构的设计558

1 推出机构的主要组成与分类558

1.1 推出机构的组成558

1.2 推出机构的分类558

1.3 推出机构的设计要点558

2 推杆推出机构560

2.1 推杆推出机构的组成560

2.2 推杆推出部位设置要点560

2.3 推杆推出端的形状564

2.4 推杆推出端截面形状565

2.5 推杆的止转565

2.6 推杆的固定方式566

2.7 推杆的尺寸566

2.8 推杆的配合567

3 推管推出机构570

3.1 常用推管推出机构的类型及其组成570

3.2 推管设计要点572

3.3 常用的推管尺寸573

3.4 推叉推出机构设计575

4 卸料板推出机构576

4.1 卸料板推出机构的组成576

4.2 卸料板推出机构的分类576

4.3 卸料板推出机构设计要点578

4.4 卸料板推出机构常用的限程钉尺寸系列578

5 其他推出机构578

5.1 倒抽式推出机构578

5.2 旋转推出机构580

5.3 两次推出机构581

5.4 摆动推出机构584

5.5 推出机构代替斜抽芯机构585

5.6 推板式抽芯推出机构585

5.7 斜推出机构585

5.8 不推出机构587

5.9 定模推出机构587

5.10 非充分推出机构590

5.11 多次分型辅助机构592

6 推出机构的复位与导向594

6.1 推出机构的复位594

6.2 推出机构的预复位598

第7章 压铸模的计算机辅助设计601

1 概述601

1.1 压铸模计算机辅助设计的基本概念601

1.2 压铸件与模具几何造型601

2 压铸工艺和型腔结构的计算机辅助设计及压铸过程计算机模拟605

2.1 压铸工艺计算机辅助设计605

2.2 压铸模型腔结构计算机辅助设计607

2.3 压铸充型凝固过程计算机模拟609

3 压铸模冷却系统计算机辅助设计616

4 压铸模模架受力分析及强度核算617

4.1 常规方法的模框厚度和动模支承板厚度计算公式617

4.2 有限元法简介及其应用618

4.3 模板设计在计算机中的实现620

4.4 小结621

5 计算机优化验证压铸工艺实例621

5.1 计算机优化的CAD准备621

5.2 充型过程模拟622

5.3 凝固过程模拟623

第8章 压铸模结构图例625

1 普通结构625

1.1 平面分型、推管推杆推出结构625

1.2 阶梯分型、推杆推出结构625

2 两次推出结构625

2.1 卸料板推杆两次推出结构625

2.2 推管卸料板两次推出结构627

3 螺纹铸件的模具627

3.1 内螺纹采用齿轮转动旋出螺纹型芯的结构627

3.2 大螺旋角螺杆推出结构627

4 斜滑块628

4.1 内斜滑块抽芯兼作推出机构628

4.2 外斜滑块分型兼作推出机构628

5 卸料板推出结构628

5.1 卸料板设置在动模的结构628

5.2 卸料板设置在定模的结构629

6 抽芯结构630

6.1 液压抽芯结构630

6.2 斜销不完全抽芯结构631

6.3 弯销延时抽芯结构631

6.4 弯销、齿条齿轴抽芯结构632

6.5 斜销延时抽芯结构632

6.6 斜销延时抽芯、推杆卸料板联合推出的结构633

6.7 斜销、齿条齿轮二次抽芯的结构638

6.8 钩块齿扇斜抽芯的结构638

6.9 齿轴齿条交叉抽芯结构638

7 卧式压铸机采用中心浇口结构638

7.1 斜销切断余料结构638

7.2 利用开模力拉断余料的结构638

8 点浇口模具结构640

8.1 立式压铸机用点浇口模具结构640

8.2 卧式压铸机用点浇口模具结构640

9 其他结构640

9.1 抽真空排气结构640

9.2 摆块推出结构645

9.3 滑块中途自行转动完成长距离抽芯的结构646

9.4 点运水冷却排气板排气结构646

9.5 斜推出结构648

9.6 滑块型芯面填充结构648

参考文献649

附录653

A 铸造工艺装备常用金属材料牌号及性能653

1 中国金属材料653

1.1 铸铁653

1.2 铸钢656

1.3 一般用钢657

1.4 铸造铝合金672

2 国际标准金属材料678

2.1 铸铁678

2.2 铸钢681

2.3 一般用钢683

3 美国金属材料688

3.1 铸铁688

3.2 铸钢690

3.3 一般用钢692

4 英国金属材料695

4.1 铸铁695

4.2 铸钢696

4.3 一般用钢698

5 法国金属材料702

5.1 铸铁702

5.2 铸钢703

5.3 一般用钢707

6 德国金属材料709

6.1 铸铁709

6.2 铸钢711

6.3 一般用钢712

7 日本金属材料720

7.1 铸铁720

7.2 铸钢724

7.3 一般用钢726

8 俄罗斯金属材料732

8.1 铸铁732

8.2 铸钢734

8.3 一般用钢735

9 各国金属材料牌号近似对照751

9.1 铸铁751

9.2 铸钢753

9.3 一般用钢753

B 铸造工艺装备设计常用标准资料和数表758

1 铸件尺寸公差与机械加工余量758

2 铸件重量公差762

3 铸件表面粗糙度762

4 铸件收缩率763

5 起模斜度763

6 最小铸出孔和槽767

7 非加工壁厚的负余量768

8 反变形量768

9 分型负数768

10 工艺肋769

11 工艺补正量769

C 压力铸造技术常用标准资料774

1 压铸模技术条件774

2 压力铸造模具术语776

3 压铸模零件技术条件778

4 压铸模标准零件779

4.1 模板779

4.2 圆形镶块779

4.3 矩形镶块779

4.4 A型导柱779

4.5 B型导柱779

4.6 A型导套783

4.7 B型导套783

4.8 推板783

4.9 推板导柱783

4.10 推板导套783

4.11 推杆783

4.12 复位杆783

4.13 推板垫圈783

4.14 限位钉788

4.15 垫块788

5 铝合金压铸件和压铸铝合金789

5.1 铝合金压铸件789

5.2 压铸铝合金792

6 锌合金压铸件和压铸锌合金792

6.1 锌合金压铸件792

6.2 压铸锌合金795

7 铜合金压铸件和压铸铜合金795

7.1 铜合金压铸件795

7.2 压铸铜合金796

8 国际标准压铸铝合金798

9 美国压铸铝合金798

10 欧洲标准压铸铝合金800

11 日本压铸铝合金804

12 德国压铸铝合金808

13 国际标准压铸镁合金811

14 美国压铸镁合金812

15 欧洲标准压铸镁合金814

16 日本压铸镁合金816

17 德国压铸镁合金819

18 国际标准压铸锌合金821

19 美国压铸锌合金821

20 欧洲标准压铸锌合金823

21 澳大利亚压铸锌合金827

22 日本压铸锌合金828

23 德国压铸锌合金828

24 美国压铸铜合金829

25 欧洲标准压铸铜合金830

26 德国压铸铜锌合金833

27 德国压铸锡、铅合金833

D 国内主要铸模设计和制造单位835

E 压铸设备、脱模剂供应厂商名录840

F 铸造技术标准目录843