铸造模具标准(3)

铸造模具在砂型铸造中的重要性工厂将铸造模具称之为“铸造之母”,此话可谓地对铸造模具在铸造生产中作用和地位的一个高度的概括。称之为“母”，其一是因为在工厂里，所有铸件都是用铸模制成砂型然后得到的,无铸造模具即无铸件;其二是铸件总是带有铸造模具的“遗传性”；铸件的尺寸精度、表面粗糙度乃至某些铸造缺陷无一不与铸造模具质量有直接关系。(1)尺寸精度铸件依模而作，模的尺寸误差无一例外地会在铸件上反映出来.尤其是一些复杂铸件，由于采用多个铸模（外模和芯盒）,其累积误差更会严重影响到铸件尺寸精度.图为某轿车缸体(4缸)铸件尺寸精度相关要索链图,图中有阴影的框为铸造工艺装备，其他框为工序过程。从图中可以推算出,即使每套工装尺寸精度都能得到99分，到台箱处其得分也可能只有82。5分了。由此可见，追求铸模的“零误差"是何等重要。(2)表面粗糙度表面光洁的铸模不仅改善起模性，从而减少型（芯)废，提高生产率，而且能得到光洁的型腔（或砂芯)，有利于得到光洁的铸件。(3)铸件缺陷一部分铸件缺陷可能由铸造模具质量不佳所造成,如铸模表面存在倒料度、凹凸不平，将导致起模性不好，破坏铸型表面甚至造成砂眼；模具安装偏差或定位销（套）磨损造成错型、挤型、砂眼；浇注系统的随意制作或安装导致金属渣流动偏离工艺要求，因而可能造成气孔、缩松等缺陷，等等。在铸造生产中,工艺—铸模—设备是一个不可分割的系统,好的工艺设计要依靠铸造模具体现出来。同样，一个蹩脚的工艺设计，可能使一套加工精良的铸模因无法生产出合格铸件而报废。铸模和设备的合理配合也是一样重要的。因此，在确定工艺、进行工艺设计时,必须同时着手铸模和设备的准备工作,即实施并行工程是十分必要的。正因为如此,国内一些企业在引进制芯机的同时引进芯盒，引进一些复杂铸模(如轿车缸体）的同时也包括了工艺设计。在创新日渐成为经济发展主旋律的现代社会,产品更新周期日益缩短,新产品层出不穷,这也就要求制造工业与之适应并快速发展，作为制造工业基础的模具业，必然随之发展。可以说，尽快地推出高质量、高精度的模具,是抢占市场的首要和关键因素之一。铸造模具的设计与制造技术我国是铸造大国，但远非铸造强国。我国铸造工艺水平、铸件质量、技术经济指标等较之先进国家有很大差距，手工、半机械化造型仍占有很大比例。同样，我国的铸造工艺装备同先进国家相比也有很大差距。木模、木塑摸仍被广泛使用,金属模具的加工仍以普通铣床为主，新产品的开发常常因模具设计、制造周期长而延宕，导致市场的丢失。进入90年代以来，巨大的市场需求特别是家电、汽车、摩托车业的迅速发展，极大地推动了我国模具业的发展，铸造模具业同样有了巨变e这些变化表现在设计和制造技术方面的有：1）AutoCAD被设计人员普遍使用；2）CAD/CAM已在铸造模具业广泛使用,不仅大公司、大厂如一汽、东风汽车公司、一拖集团、跃进集团等使用，一些近几年崛起的乡镇专业铸造模具厂，如象山的多家工厂也都应用自如；3)快速原型制造铸模已进入到实用阶段,LOM、SLS等应用的可靠性和技术指标达到和超过国外同类产品水平，而价格仅为国外同类产品的1/4～1/3；4)高速加工(简称HSM）技术引进模具工业，提高了模具精度,大大缩短了模具制造时间。研究表明，对于复杂程度一般的模具，HSM加工时间可减少30％以上。某厂加工柴油机缸体铸造模具，原用三轴联动数控机床,总计加工时间为50.28h,采用NURBS高速加工，总计加工时间仅为6。756h；5）CAE、逆向工程已有部分企业应用并取得明显效果。产品开发前期的凝固模拟大大优化了工艺设计，缩短了试验时间;利用逆向工程、数字化(CAD/CAM）方法制作模具(尤其是复杂模具）更是具有制作周期短、精度高、一致性好及价格低等许多优点。铸造模具用材料铸造模具用材料十分广泛,根据铸件产量的不同即铸造模具使用次数的不同，可分别选用木材、塑料、铝合金、铸铁及钢材等.木模目前仍广泛应用于手工造型或单件小批量生产中，但随着环境保护要求日益加严，木材使用将日益受到限制，代之而起的将是实型铸造。实型铸造以泡沫塑料板材为材料，裁剪粘接而成模样,然后浇注而成铸件。该方法较之用木模，不但节省了木材，而且使铸件有更高的尺寸精度和更好的表面粗糙度，塑料模应用呈上升趋势,尤其是可加工塑料的推向市场和塑料模寿命的提高，更使得塑料模应用日益广泛.铝合金模由于重量轻、尺寸精度又较高，固此应用仍较广泛。但近来应用已有减少趋势，部分范围已分别为塑料模（当铸件批量较小时）或铸铁模（当铸件批量较大时）所取代。铸铁模仍是大批量铸造生产的首选,并被大量使用,它具有强度高、硬度高、耐磨、加工性好、成本低廉、使用寿命长等优点。近几年来，由于铸造水平的提高，已有越来越多的模样、模底板、型板框等采用强度和耐磨性更高的球铁或低稀土合金灰铸铁制作，而耐热疲劳性能更好的蠕墨铸铁也被用于芯盒材料.钢材以往主要用于铸模上的件、耐磨镶块或内衬，较少用于制作铸造模具本体，因为碳钢使用寿命并不高于球铁或低合金灰铁，而合金钢价格又十分昂贵。但随着模具加工技术的提高及对铸造模具尺寸稳定性要求的提高，模具钢、铬钼台金钢也用于制作铸造模具。某厂从法国引进的轿车缸体模具,其模样及芯盒本体均采用40CMD8(法国标准）铬钼台金钢,其使用寿命为：模样100万次,芯盒50万次。此外，已有越来越多的钢材用于制作模底板、芯盒框架等工装件上。铸造模具的维护保养铸造模具的预防性维护保养 　铸造模具的修复性维护工厂应建立铸造工艺装备的维护保养制度,其范围应包括型板（含模样)、模板框、芯盒、砂箱、夹具等，内容则应包括预防性维护和修复性维护。预防性维护一般只需通过外观检查或测量检查，采用专用或简易工具，即可使工装保持或恢复良好技术状态。它包括保养和点检。1、保养保养一般由操作工实施，分为日常保养和定期保养。日常保养在每天停机后进行，定期保养则一般利用节假日和停产检修期间开展。清除模样、模板工作表面的积砂、杂物、污垢;清除模样上标识符号表面沾敷的积砂和污垢，检查浇注系统、通气片的固定螺钉“封皮”是否脱落,铸造模具表面是否有磕碰伤,通气针(片）、字牌是否松动、脱落，定位销是否凸起或凹缩等。清除芯盒分盒面、芯腔内表面及销套上的积砂污垢,清除通气塞、排气槽内的污垢垫砂，检查各部位紧固件是否牢固，有无缺损，检查芯盒滑块、镶块、定位块等是否有松动或位移。在清除干净后的型板和芯盒表面喷涂分型剂。检查砂箱的销、套是否有磨损、松动、弯曲、断裂、清除砂箱和定位销、套配合面上沾敷的积砂和污垢以及小铁块、残渣、铁屑等。检查夹具的各部件是否完整，定位、夹紧机构是否松动，并对各润滑点进行加油润滑.2、点检点检一般由维修工实施，也分为日常点检和定期检查。日常点检在每次模具生产使用前进行,内容与保养差不多。定期检查则是模具使用一定次数后,送模具部门进行划线检查，内容有：1)检查上、下（或前、后)模型和上、下（或动、静）芯盒的外形错边偏差；2)检查铸造模具和芯盒芯头位置的准确及尺寸精度；3）检查铸造模具和芯盒工作面和分型面磨损程度；4)检查铸造模具和芯盒工作面的几何形状和尺寸精度;5)检查铸造模具定位点、定位面的位置准确度和尺寸精度；6）检查芯盒、型板（框)销、套的磨损程度及型板(框)、芯盒本体的变形程度;7)检查各紧固件、定位销、套是否松动、缺件、下沉;8）检查通气塞是否有破损或下机现象：9)检查通气针(片)是否弯曲、橙动、缺件：10)其他部件如抽块、导轨、斜杠、滚轮等件是否完好；11）检查备件是否齐全,外观有无缺陷、标志牌是否清晰.铸造模具的清洗技术树脂砂芯盒的结垢与清洗是我国许多企业多年来一直未能有效解决的难。芯盒的结垢不仅造成铸造模具表面粗糙.严重影响砂芯的外观质量，导致铸件粘砂、尺寸精度降低、严重时则会造成铸件批量废品和铸造模具报废。树脂砂芯盒中垢物的形成机理，主要是由于芯砂表面的树脂在射砂过程中受到射砂气流的冲击，部分树脂破裂，少量的树脂被挤压粘附于芯盒表面，日积月累逐渐在芯盒表面形成一层坚硬、致密的硬化树脂垢。因此，射砂压力过大，树脂质量差,芯砂中树脂加入量过高，脱模剂与所用树脂不匹配；芯盒表面粗糙都将促使芯盒结垢。目前国内外企业在芯盒清洗方面使用了多种清洗方法。1)利用化学清洗剂清洗。2）利用液体或固体喷砂机喷砂清洗.3)采用干球喷射法清洗芯盘。下面对上述部分清理方法分别作以下介绍：1、液体喷砂机清洗芯盒1)工作原理　以磨液泵和压缩空气为动力，通过喷枪将磨液高速喷射到模具表面，达到光饰铸造模具的目的。磨液是用对模具有保护作用的载液与一定粒度的磨料（白刚玉砂，玻璃丸等人造磨料）按一定配比混合而成，放置在机体下部的贮箱中。工作时磨液泵将贮箱中的磨液以一定压力和流量通过磨液管路输入喷枪。此时，还有一磨液旁路经装置在其中的搅拌喷嘴高速喷出，从而使贮箱中的磨料和载液搅拌均匀;另外压缩空气由外接气源经过(溢）减压阀、电磁阀进入喷枪。喷枪是直接执行液体喷吵工作的主要部件。它与磨液、压缩空气管路系统相连接,设置在机体上部密闭的工作舱内。喷射出的磨液对铸造模具表面冲击磨削后，从圆盘工作台流下,经网孔板返回贮箱，如此循环便完成了对铸造模具的喷射清洗。2)清洗工艺　根据芯盒不同的工艺要求,有两种工作方式可供选择：①不加压缩空气,只靠磨液泵供给磨液，通过喷嘴加速射向被清洗铸造模具。适用于定期对芯盒进行一般性清洗保养。②磨液系统和压缩空气系统同时启动，向喷枪同时提供磨液和压缩空气,使其在喷枪内混合后，经喷嘴向铸造模具表面高速喷射气、磨液流。由于有气、泵兼施的工作方式，使得喷出的气、磨液流具有更大压力，被载液包裹着的磨液质点动能加大,有效提高了芯盒的清洗能力（主要适用于芯盒表面树脂结垢的清洗)。3)工艺方法及参数　使用液体喷砂机,压缩空气压力为0.5～0。7MPa，喷射距离为10～120mm左右。清洗介质选用粒度为90um的玻璃丸或0.125mm（120目)的白刚玉砂对芯盒进行清洗保养（或清除结垢），一般情况下芯盒定期清洗保养时间≤1—2min，而对于表面有树脂结垢的芯盒清洗时间，视芯盒的大小、结垢厚度、形状复杂程度不同而定,通常在5-20min范围内可将芯盒垢物清除干净，而喷射时间对芯盒的尺寸精度和表面粗糙度基本没有影响。4)生产效率和经济效益比较　①使用液体喷砂机和玻璃丸清洗芯盒的工艺基本上能够将芯盒表面较厚的树脂结垢清理干净，但对于较长时间没有清洗积垢很厚的沟槽处，却难于清除干净。金属铸造模具的技术要求金属模样绝大多数是由铸造毛坯加工而成的。因此在进行铸造模具设计时，应根据铸造模具的材料特性、制造条件和使用要求,对铸造模具毛坯和制品提出各方面的要求，才能更好地保证铸造模具的使用质量和合理的制造费用。1）铸造模具毛坯的材质性能应符合各项相应标准的要求。加工后的铸造模具表面不允许有任何铸造缺陷。为保证铸造模具尺寸的稳定,坯件特别是铸铁铸钢件一般应进行人工时效处理，较大的复杂坯件应进行二次人工时效处理。2)对铸造模具制品的要求如下:①金属铸造模具表面粗糙度。②工作形体与加工定位基准的位置极限偏差为±0.05mm.③工作表面的形状尺寸极限偏差是：凸体为0mm，凹体为-0mm,应在技术条件中说明。④铸造模具转接圆弧半径极限偏差:R≤15mm，极限偏差为0。5mm；R>15mm，极限偏差为1.0mm。⑤中小型铸造模具基面(分型面）平面度为0.05mm.中、大型铸造模具基面平面度为0.1mm。⑥芯头起定位和固定砂芯的作用.在大量流水生产中，对芯头尺寸精度的要球甚至比对形状尺寸精度的要求更高.对于手工下芯和水平分型的机械下芯.铸造模具芯头尺寸≤100mm的尺寸极限偏差一般为0mm，而尺寸>100mm的铸造模具芯头尺寸极限偏差一般为0mm。砂芯芯头与芯座为间隙配合；对于垂直分型的无箱挤压造型采用下芯框（芯罩）机械下芯时，则砂芯苍头与芯座之间为过盈配合，过盈量一般为0.1～0.4mm。⑦铸件上的所有铸造圆角都必须在铸造模具上标注清楚.除产品和铸造工艺要求的圆角在铸造模具上注明以外,应在技术条件中说明未注的铸造内圆角和外圆角的半径数值。③起模斜度。为了提高工作敛率，少换刀具(数控加工除外)，同一铸造模具的起模斜度数值种类越少越好.除图形中注明者外，未注明的起模斜度数值应在技木条件中说明。⑨铸造模具上的标识.为了满足现代化管理和铸件质量问题可追溯的需要，产品图和铸造工艺设计者，往往要求在铸造模具上的指定位置做出各种各样的标识,如:零件号、产品商标、生产厂商代号、铸造模具序号、铸件生产时间(生产日期、班次等），以及表示方向的箭头等具有特殊用途的标识。这些标识，大部分结构比较复杂而小巧，均有特定的标准与规定，且要求铸出后清晰、美观、容易辨认。因此，应该采用精细加工手段,如电火花加工等来制作这些标识。有些不需要更换的标识，可以直接在铸造模具本件上做出.但是，大多数标识是先做成标准件，然后再镶嵌在模铸造模具本体上。机械造型用金属铸造模具的结构设计机械造型用金属铸造模具的结构设计为了发挥机械造型的高教率，机械造型用铸造模具不采用活块结构，而采用砂芯或砂胎的结构形式。铸造模具外形结构决定于产品结构、铸造工艺和制模方法。铸造模具的内部结构，是在保证模样强度和刚度的前提下进行适当的“挖空”，以减轻铸造模具重量。机械造型用铸造模具都是与模底板一起使用的。设计时应根据铸造模具和底板的具体结构。设计定位准确、牢固可靠的定位固紧结构，以确保铸造模具和模底板之间有准确牢固的定位和锁紧。铸造模具定位与固定的部位尽量和用铸造模具的原有结构，必要时设置定位止口和内凸耳。为降低成本，便于铸造模具毛坯铸造不采用砂芯结构，一般将内凸耳改为截锥体直接用砂胎做出来.1)铸造模具壁厚　铸造模具壁厚是根据铸造模具的平均轮廓尺寸及其所选用的模材而定的。同时也与造型方法有关。一般机械造型用铸造模具的壁厚可按图选择,也可用经验公式来求得。高压造型的铸造模具壁厚应增加25%~75％.在机械造型中,减轻铸造模具重量的实际意义不太明显，设计时，均把确保铸造模具强度、刚度放在首位,壁厚的选择一般是偏厚的。特别是用钢材坯料制成的模样,背面很少“挖空"。2)铸造模具加强肋的结构与布置可参考表。3)铸造模具在模底扳上的放置形式　铸造模具在底板上的放置装配形式分为平放式和嵌人式两种。平放式铸造模具，因结构简单、制造方便，在传统加工条件下常被采用.一对平放式铸造模具一般可以合在一起沿分模面进行修整和检查，特别是回转体铸造模具，常在配好基面以后，固装在一起同时加工（车）出来,所以设计时常把一对模样设计在一起。有分型负数的模样,装配前再沿分模面去掉。在下列情况下宜采用嵌入式铸造模具.①铸件要求在分型面上做出圆角。②铸造模具局部太单薄,或有锐角，制造和使用时容易损坏或不易装配。③有较深的砂胎或者在模底扳上制砂胎较困难。④铸造模具小、布置数量多、不便制造和安装，需要分成几块制造后嵌装在底板上。⑤在加工技术较高的条件下，把原可平装的两半铸造模具，都采用嵌入式，可提高装配精度和可靠性，并可在分型面处做出小圆角（一般R1左右）,以改善该处砂型的紧实情况.4）组合式铸造模具为了满足某些特殊需要,需将模样设计成若干块,制作后装配在一起。例如：①某缸盖下模有较多的进、排气道圆锥形定位芯头，用车削加工后装在主模上,不仅提高了制造精度,又给加工维修带来了不方便。②铸造模具较高，局部有深而较窄的砂胎，机械加工和钳修很困难，可从此处分开加工。③有的铸造模具局部有砂胎,砂胎周围有较高的凸台(瘩子)和加强肋包围着，起模困难,可用起模性能好的铜合金料做成壤块。④有的砂胎不易紧实,又无法安装通气塞，可在此砂胎处(局部）分开,在配合面上做出排气槽。⑤有的铸造模具搭子极易磨损,可用耐磨材料做成镶块。⑥有的铸造模具主体多为旋转体，宜采用车削加工,但侧面有影响车削的芯头或局部形状，则可把影响车削加工的部分分开另做。⑦局部模样或芯头伸出主体外较长。制造过程易损坏、易变形，也需做成镶块式。⑧铸造工艺上需要的一些铸造模具辅件，如通气计、通气片、浇冒口等，一般均单独制造后再安装在铸造模具本体上。铸造模具分类铸造模具是用来制造熔模的重要工艺装备。铸造模具应满足以下要求；（1）保证制出的熔模能达到要求的尺寸精度和表面粗糙度。（2)装拆方便，轻巧、耐用，便于起模.（3)铸造模具的各个零部件均应加工方便、经济、合理。（4）小件一型多腔以提高熔模生产率。(5）不同特征的铸造模具分类见表3—1。表3　模具分类特征分类应用范围精度高精度（GB/T6414—1986,CT3-4）涡轮叶片、叶轮及其它高精度铸件正常精度(GB/T6414—1986,CT5-7)常用机械零件的铸件能清晰复制出所要求的轮廓艺术铸件复杂性简单，中等复杂，复杂取决于铸件的复杂程度,机械化程度及模具中的孔凹数量铸造模具材质非金属材料：塑料、石膏、水泥、橡胶、木材等单件小批生产金属材料：钢、铝合金、锌合金和易熔合金成批、大批大量生产复合式（含有金属插件、嵌件）小批、成批生产铸造模具制造方法用母模复制：浇注，喷涂，电铸小批生产，艺术铸件,特殊情况用钢、铝合金等机械加工成形成批、大批生产精度要求高、表面粗糙度细的机械零件母模复制和机械加工结合成批生产机械零件铸造模料注入方式自由浇注浇注补缩系统组员，空心熔模液态模料压力注入高精度熔模膏壮模料压力注入一般精度熔模铸造模具冷却方法冷却介质（空气、水）静止冷却单件、成批生产冷却水沿模具型壁内管道流动大批大量生产每型生产件数一型单件大尺寸和复杂熔模的单件、小批生产一型多件大批大量生产机械化程度手工单件小批生产机械化成批、大批大量生产自动化大批大量生产分型面的位置垂直用于自动压蜡水平用于手工和机械压蜡铸造模具模底板与砂箱的定位装置模底板与砂箱之问采用一组定位销和一组定位套的定位装置。为了防止砂箱在造型或合箱时被卡死(即定位销和定位套不能合进去或不能分开),因而一端用圆形定位销和圆形定位套相配作为定位端，另一端则用扁定位销与扁定位套相配，起到宽度方向定位和长度方向导向的作用，所以常把扁销称为导向销，扁套称为导向套，导向销有时也用圆形的。普通机械造型机的上下模底板均安装定位销，而上下砂箱均装定位销。合箱时再借助于合箱销进行合箱.但自动化造型线则是下砂箱安装定位套，而上砂箱安装定位销，因此造型时,下模板安装定位销而上模扳安装定位套，有些造型线，每循环一周，砂箱要调一次头，所以上砂箱的两个定位销必须用同一种扁销。当圆弧面与圆套相配合时起定位作用。当扁面与扁套相配时起定向作用.因为扁定位销和扁定位套在宽度方向起着定位作用，所以扁定位销和扁定位套在制造时对两扁面的平行度和对称度要求较高，一般为0。025mm，同时在安装时要求扁面必须与两定位孔中心连残相平行.定位销的工作部分,分为定位和导向两部分。销和套的有效定位长度以10～20mm为宜。导向部分的斜度应小于或等于模样的起模斜度，一般情况下取1—3.导向部分的长度分两种情况：①在以吊车或手工起模时,导向部分应高出模样lOmm。②自动线机械起模和机械合箱时，因设备有较准确的定位，导向部分大于30mm即可。定位销和定位套(含扁销扁套)之间的配合性质为动配合,其问隙太小影响着铸件精度。但是一般机械造型借助合箱销合型，并可辅以手工调整，其配合性质建议选用H9/d9，而造型自动线是全自动合型，建议选用H8/d8，也可选用H8/d8。模底板与砂箱定位方式见表一、一次性定位1、模底板的定位销与砂箱的销套直接起定位作用，定位结构简单，误差小,主要应用于普通单面模板2、模底板置于模板框内，井与框定位（定位要求不高)。模底板与砂箱另用定位销和销套定位，比1型复杂。用于需加热的快换模板3、下模板框安装定位销，下砂箱和下模板定位套用定位销的同一段工作面定位。上砂箱安装定位销,上模扳与上模板框用过渡套定位，过度套与模板定位精确而与上模底框定位间隙较大。用于需加热的造型自动线快换模板二、二次性定位1、模板与砂箱不直接定位，摸板四周与铸造模具模板框内的周边定位,定位误差较大，用于普通快换模板2、模底板与模板框用小销子定位(精度要求高）。模板框再与砂箱定位，形成二次定位。由于多一次定位，误差要累积，所以定位要求高，结构复杂。主要用于组合快换模板，也可用于其他快换模板脱箱造型用双面模板的定位销是安装在下箱上，而模板和上箱两端应安装销套。销套有圆形和三角形两种。造型自动线下横板用定位销的结构形式之一造型自动线上模板与模板框之间的过渡圆套及扁套典型结构见图.定位销与销套配合精度见表.高压铸造模具造型模板、模板框及辅助工艺装备压实力≥0。7MPa均属高压造型铸造模具.垂直分型无箱挤压造型铸造模具也属高压造型铸造模具的范畴。本节对习惯上称为高压造型的水平分型的铸造模具设计作简要介绍.高压造型铸造模具用模板一般采用快换模板结构方式，即由模板和模板框两部分组装使用。1、高压造型铸造模具模板的设计高压造型铸造模具的上、下模板是分开绘制的。由于模板尺寸较大、结构比较复杂，很少采用整体模板。模板一般由模底板、模样（含芯头)、部分浇冒口系统、部分排气系统和起型导柱等零部件组装而成。(1)模底板材料选择及结构设计模底板本体材料选择见表。目前最常用的材料是HT200和HT250.高压造型对模底板的强度和刚度要求较高。所以模底板均采用背面“挖空”辅以加强肋的结构形式。模底板平面的厚度一般为20～35mm.加强肋最小处的宽度一般为15～20mm。组合式模板的组合形式见图.模底板与模板框的定位方式见表。高压造型机的摸底板一般被列为企业标准件.上模底板虽不设计较深的砂胎，但必须有足够的刚度，因此上模底板高度基本尺寸一般为80～100mm。下模底板一般较高，其基本尺寸根据该铸造模具造型线铸件砂胎所需最大高度而定.当不需在下模底板上做较深的砂胎时,下模底板可与上模底板等高，但必须在模底板与下模板框之间垫一个适当高度的垫框.(2）浇冒口系统一条特定的高压铸造模具造型线，一般对浇口杯的位置都有特定的要求。若采用铣浇口杯法，同时不用压铁锁紧铸型时,浇口杯位置不受限制。直浇道、横浇道、阻流浇道、直浇道窝座和滤网座、内浇口、冒口等，一般安装在模底板或模样上。其形状、尺寸、位置应符合工艺要求；材料选择、制造技术要求，以及安装方法，由工艺装备设计者确定。为便于装拆和更换一般采用螺钉正面固定法。但有些阻流浇口窝座因结构复杂，往往采用背面固定法。直浇口棒一般为带有螺杆的结构形式，固定方法见图.(3)排气系统1)造型时铸型的排气　某些铸型有较深的砂胎，或者模样较高，某些砂胎或模样根部不易紧实，往往需要在这些部位安装适当数量的通气塞以提高预紧能力和减少起模时负压带来的起模难度，这对射压造型是非常必要的。尤其是静压造型，为了提高砂型的预紧实度，均在模板或模板框平面的周边部位和砂型不易紧实的砂胎和其他部位安装尽可能多的通气塞。这也是静压造型与多触头高压造型铸造模具设计的主要区别点。静压造型铸造模具通气塞布置示意图见图。2）浇注时铸型的排气　高压造型砂箱侧壁上是不设排气孔的。浇注时砂芯和砂型产生的气体、金属液析出的气体以及型腔的气体主要靠分型面和上砂型排出型外.为了实现及时、迅速、有效的排气，通常采用的排气装置有通气针、通气片和通气针与通气片结合为一体的综合排气装置，以及排气冒口、压边冒口（大排气片)等等。从分型面上直接排出气体时,一般用金属板（厚度约2～5mm）贴合在芯头处上模板或下模板的平面上，用螺钉或铆钉从正面固定.此种结构应设计可靠的“封火”装置，以避免金属液沿芯击间隙流出而造成损害。因此，一般不让气体从分型面直接排出，而是采用把气体从分型面引导到适当的位置后用较大的通气针从上型顶面排出型外的结构.从上型顶面排气是应用最多和最有效的排气方法。有芯头时，一般都在芯头上设置通气针。为了避免金属液沿芯头流出来堵塞排气孔，一般采用封火槽、封火泥条、石棉绳和专用石棉垫圈等进行封火。此时应根据封火特点正确设计芯头间隙的大小。与型腔（铸件)直接相连通的部位的排气，一般是设置在气体最易集结和金属液最后到达的部位,例如高处的凸台，肋条和边角部位，这里的排气装置都兼有排气和排冷铁水的双重功能。为便于清理，此处的通气针不宜太粗，一般为6～16mm，通气片宽度一般为6~10mm，以容易清铲而“不带肉”为原则。这种排气装置的根部，即与铸件连接处容易出现气缩孔。所以，若为加工面则应多留些加工余量；若为非加工面，应该允许焊补或采用其他修补措施.这种与型腔相连的排气装置一般为暗排气，即不把砂型扎通。以防散落物(砂)掉入型腔.通气片和通气针在模板上的固定方式见图。但只有排气功能的通气针，一般是要把砂型打通的。要打通排气孔，通常采用从型腔内部往砂型顶面扎通的方法。此时扎针按不同零件所需要的相应位置安装在扎针板上。扎针板分为整体式和组合式，均可固定在设备的扎针机构上，所有扎通孔一次完成，快捷可靠.扎通气孔的缺点是最容易出现有害的砂型“掀顶"现象.所谓“掀顶",就是扎针将上型顶部的一块砂型顶起来，甚至几个扎针将一大片上型顶部的砂型顶起来，当上砂型翻转时，被顶起来的砂块与砂型脱离井掉下去。浇注时，溢流铁水（金属液）常常流人这些排气孔.为避免出现大面积掀顶现象,常采用以下措施：①用挡砂扳,挡板上扎针的相应位置均开设φ40mm左右的孔.挡砂板贴合在上型项面，扎针时托住砂型，扎针扎入孔中。②在触头块上安装一些与扎针位置相对应的触头针,造型后，其触头针孔与模板通气针孔之间约有10～30mm的一段砂型,扎针只需将此中间一段砂型扎通即可。③挡砂板上安装数十组独立的套筒弹簧组合件，将不平整的上型顶面分散式地压住.因为薄壁套筒与弹簧均不会影响扎针通过,所以扎通气针的位置和数量均不会受到限制。压紧套筒及弹簧直径为40~50mm.扎通通气孔的方法，也可以采用从上砂型顶面向内扎的方法。但此时应该具备五个前提条件:①上砂型顶面为平面。②所有通气针(预留孔）顶面处于同一水平面，此面距离砂箱顶面约80～150mm。③砂型预留孔与扎针对位准确。此外要求扎入砂型的针细而短［约（φ4~φ8)mm×100~170mm］、刚度好。其余部分应粗大些.打通排气孔的另一种方式是从砂型顶面向型内钻通排气孔。钻通方法有三：①用电动组合钻来钻通排气孔，该装置结构比较复杂、笨重。②用气动组合钻来钻通排气孔,钻头容易被“咬死"，可靠性较差。③数控钻孔法，比较先进。（4)起型导柱起型导柱一般由圆钢车制而成，每一模板在其空档部位的模底板平面上安装3～4件，其导向段高度约低于砂箱100mm即可，直径一般为φ40～φ60mm，起模斜度0°30′～0°45′。下部带一段螺杆，在模板上的安装方法与直浇口棒的安装方法相同。高压铸造模具造型模板框高压造型的模板框一般是与造型设备同时设计的。使用厂家将其纳入厂用标准件的范畴。模板装配在模板框内，通过模板框来实现全部造型动作。模板框的质量直接影响着造型的质量.一般说上模板框与下模板框是结构差别不多的一对部件。高压造型模板框的材料选择与结构设计.多触头高压造型模扳框结构见图。高压铸造模具造型对模板框的材质要求较高，一般选用QT500—7或QT600-3.对该类模板框本体的强度和刚度要求也较高，所以壁较厚,加强肋也较密。高压造型模板框一般应担负下述几项工作任务：1）装有模板定位销或销套,参见表27.2—24。2）设有模板固定螺孔(一般在框内底部或上部).3）做出模底板加强肋及边框的支承面。4）安装模板电加热器：要求有安装位置、固定方法、电源接口等。5）在框内底部边角的空档处铸出几个细φ30~φ40mm的通孔，以便清除框内积砂和排气。6)安装与砂箱箱口直接接触的耐磨快换镶条（有的还增加橡胶密封条),如静压、气动造型。7)在框壁上设置测温孔，以检控模板温度。8)设计出顶升模板框和在设备上安装的初定位机构。9）在模板框底面设计出与设备工作台定位的定位孔并安装定位套或定位销。10)在框底设计出与设备工作台夹持固定的结构.11）在框底面设计出起模振动撞击结构,如安装微振碰板。12)用于双工位造型机的模板框,还需要在框底部设计出模板框推入工作台和双位“穿梭”所需让开夹紧机构的通道.13)在模板框适当部位设计吊装用吊环螺钉.14）在模板框显著部位设计出图号和圆销（套）的安装标识。15）在上模板框的两端耳上安装砂箱定位套或模板定位过渡套.16)在下模板框两端耳上安装砂箱(模板)定位销。综上所述，高压铸造模具造型模板框的结构与造型设备有密切的关系,结构都比较复杂，制造成本较高,在选材和结构设计上应尽量设法提高其寿命.铸造模具砂箱的使用及维修1)铸造模具砂箱使用前应仔细检查箱轴、吊环、箱角,箱壁等关键部位，发现有破裂、损伤等情况时应停止使用.2）对于普通造型使用的铸钢、铸铁中型铸造模具砂箱,长度方向壁的变形允许局部向外扩大不超过15mm，向内不超过8mm,高压造型和带有滑道的铸造模具砂箱不包括在内。3）铸造模具砂箱合箱销和合箱套要根据工艺要求进行定期或不定期的检查。磨损量超过或接近极限值时应该立即更换.一般认为，高压造型机用铸造模具砂箱合箱套的内孔磨损极限不超过0。2mm，合箱销外径或宽度的磨损极限不超过0。15mm。4)造型自动线铸造模具砂箱的合箱销和合箱套要经常进行在线检查，发现稍有松动的必须立即紧固。5）铸造模具砂箱本体安装合箱销和合箱套的定位孔发生损伤时允许镶套修复，但不超过两次.6）高压造型铸造模具砂箱的翻转定位套和撞销要根据使用情况和工艺要求进行不定期的更换。7）高压造型铸造模具砂箱的合箱面出现较严重的磨损或损伤时允许修平,但必须保证合箱面的平行度和对称度，且去除的深度，单面一般不超过1.5mm(采用自动挂钩锁紧的铸造模具砂箱除外)。铸造模具修理工作的组织任何铸造模具在使用一段时间后,由于其内部零件逐渐磨损或操作者的粗心大意,都会使其工作性能和精度降低甚至被损坏.所以，为延长其使用寿命，一般要进行修理.修理铸造模具要尽量用较少的时间来完成。如果修理时间拖的太长就会影响生产的正常进行。但是，要达到快速修理的目的,工厂中正确地组织和安排工作是非常重要的。一、修理人员的配备在一般的工厂中，为了使铸造模具能得到合理的使用，做到安全正常生产，都设有铸造模具修理车间或维修小组。这些修理组织的成员,应该是有一定冲模制造实践经验的铸造模具工来担任并要配备专业技术人员。在通常的情况下，他们的技术水平和实践经验要求比较全面。这是因为,他们不仅要精通铸造模具的修理方法，而且还要明了各种铸造模具的技术要求和检验、验收及使用方法。同时,还要善于发现铸造模具的问题及时寻找模具损坏的原因,并要使铸造模具在最短的时间内修理好,使之能恢复到原来的质量和精度要求,确保铸造模具的正常使用。二、修理工的工作职责由于铸造模具是一种精密高效的生产工具，它在制造与修配上有不少特点，技术上要求也比较高。所以冷冲模的修配工作，不但要求维修工有较强的责任感和事业心，还要有较高的技能。其主要职责是：1）熟悉本厂（本车间）所有产品所用铸造模具的种类及每种产品制件所用铸造模具套数、工艺流程及使用状况。对铸造模具要做好技术档案，注明铸造模具开始使用时间、每次生产的件数、刃口修磨次数及每付铸造模具的使用状态。标明模具易损零件的磨损情况及需要维修的部位及更换备件程度。2)熟悉掌握所修铸造模具的全部情况如铸造模具的结构特点，动作原理,铸造模具性能特点,易损耗和常发生毛病部位.并确定修理方法和修理方案。3）要不断提高修理技能和培养独立工作能力，配合操作工一起安装冲模及修理后的铸造模具调试工作。4）在铸造模具工作过程中，要经常检查铸造模具的工作状态,负责铸造模具在机上的随机修理及调整工作。5)负责铸造模具易损件的配制及更换，负责维护与检修工作.提高铸造模具耐用度的措施1、合理选用铸造模具材料根据不同的生产批量和生产方式以及加工对象，选用合适的铸造模具材料，能获得较高的铸造模具耐用度及较大的经济效益。其选用原则见表一。为了提高铸造模具使用寿命及耐用度，目前研制出了很多铸造模具新钢种，适用于不同类型铸造模具。在选用时，尽量使用这类新钢种。表一　铸造模具材料选用原则铸造模具工作状态材料选用原则（工作零件)大批量和高效生产的要选用高寿命的铸造模具材料，如硬质合金、钢结构硬质合金、高强韧、高耐磨合金模具钢中批量生产中的铸造模具选用通用铸造模具钢、如TIOA、Gr12、Gr12MoV、3Gr2W8、5CrNiMo小批量或新产品试制性铸造模具锌合金、铋锡低熔点合金，聚氨酯橡胶、等经济性铸造模具材料易变形失效铸造模具选用足够的强度和稳定性的模具钢铸造模具易磨损的铸造模具选用高硬度铸造模具钢材料易断裂失效铸造模具选用有足够韧性的铸造模具材料塑料铸造模具选用易切钢材料锻模选用耐高温和抗冷热疲劳性能的材料2、合理地设计铸造模具结构先进合理的铸造模具结构是提高铸造模具寿命的保证。铸造模具设计的原则是保证足够的强度和刚性、上下模对中性及合理的冲裁间隙，并减少应力集中。1)铸造模具各部分的尺寸应根据加工零件尺寸和受力大小进行合理计算和试验.为了确定合理的强度、刚性和各种结构参数，最好采用计算机辅助计算及设计。2）对于高速冲裁模、硬质合金连续模、多型腔复杂塑料模、精密锻模等应力、强度要计算准确，并合理确定其各参数。3）对于凸模设计要注意导向支撑、对中保护。对细小冲头,要采用保护套进行保护。4）对于模架,为防止挠曲变形可适当增加模板厚度。5)卸料板的结构设计，要注意间隙均匀，卸料力要稳定。6）为了减少应力集中，尖角部位及窄槽等部位要圆弧过渡。如当圆角从1mm增大5mm时，应力可减少40%。7）铸造模具设计时，尽量使工作零件采用镶拼结构或工作部分与基体采用不同材料制成。即保证了强度、又保证了耐磨性，避免了应力集中.8）为了使铸造模具应力分布均匀，冷挤凹模最好采用钢丝缠绕结构.这样可有效地提高铸造模具寿命。9)合理选用间隙值。一般情况下，合理放大间隙可显著提高铸造模具寿命。目前，各国间隙值为：日本为料厚的16%—24％;美国为22%—44％;苏联为料厚的6%—12％;我国铸造模具间隙由原来料厚的6%—10%增大到16％—22%.实践证明：合理放大间隙，可使铸造模具寿命显著提高。10）设计时，对铸造模具采用减少振动措施,也是提高铸造模具寿命的主要途径之一。如把冲裁刃口设计成斜刃口，增加缓冲或凸、凹模选用不同材料及硬度，能有效提高模具耐用度。如凸模用工具钢、凹模用硬质合金,其使用寿命可提高5—6倍（比全采用同种材料）。3、选用合理的加工方法铸造模具加工精度高低及加工方法对铸造模具寿命影响较大。为了提高铸造模具使用寿命，在加工中应采用以下措施：1）毛坯应反复镦拔及锻造。型腔模最好采用冷挤及超塑成形，可使模具零件内部组织细密，消除硬化物偏析，增加耐用度.2)采用陶瓷型精铸铸造模具型腔，可以根据不同对象调整铸造钢水成分，可提高使用寿命一倍以上.3）为了减少磨削应力，磨削后可在260—315℃溶液中泡90s，然后在30℃油中冷却或在510—570℃中皂化处理.4）铸造模具精加工后，要进行研磨抛光。表面粗糙度每提高一级，则寿命可提高"#$倍。因此，模具零件精加工后，应采用机械抛光及超声抛光，尽量使铸造模具零件工作表面有较高的表面粗糙度等级.4、采用铸造铸造模具表面强化技术为了提高工作部位的表面硬度,耐磨性和降低摩擦系数，可对其施行各种表面处理及化学处理技术：（1)渗氮处理铸造模具零件通过渗氮，可提高其耐热性及耐磨性.但渗氮处理只适于高铬冷作模具钢和高速钢。其表面氮化层硬度可达到很高。一般碳素钢不施行渗氮。（2)渗硫处理淬火回火后的铸造模具施行渗硫处理，可提高耐磨性、降低摩擦系数。渗硫处理只适于成形模，不适于冲裁模。5、要注意合理的润滑铸造模具的工作条件一般比较苛刻。在高负荷、高速、高温下进行工作，磨损比较严重。在工作中有无润滑或润滑条件的好坏都对铸造模具寿命有较大影响。所以在使用铸造模具时,一定要按工艺要求合理的对铸造模具进行润滑，以提高铸造模具的耐用度及使用寿命.铸造模具技术条件（GB/T8844-1988)一、零件技术要求1）设计铸造模具应优先按GB/T4678。l～4678.15铸造模具零件选用标准制。2)模具成形零件和浇注系统的零件，其材料和热处理硬度符台表C-l的规定.表　C—1模具零件名称模具材料热处理硬度HRC牌号标准号用于压铸锌合金、镁合金、铝合金用于压铸铜合金型芯、定模镶块、动横镶块、活动镶块、分流锥、推杆、浇口套、导流块3Cr2W8VGB/T129945～5038~424Cr5MoVISi——42～48—-3)压铸锌、镁、铝合金的成形零件经淬火工艺处理后,成形面进行软氮化或氮化处理，氮化层深度为0。08～0.15mm，硬度≥600HV。4)模具零件的几何形状、尺寸、表面粗糙度应符台图样要求。5）模具零件不允许有裂纹，成形零件表面不允许有划痕、压伤、锈蚀等缺陷.6）成形部位未注公差尺寸的极限偏差按表C-2的规定。7）成形部位转接圆弧未注公差尺寸的极限偏差按表C—3的规定.8）成形部位未注角度和锥度公差按表C-4的规定.锥度公差按锥体母线长度决定，角度公差按角度短边长度决定。表　C—2（mm）基本尺寸≤10＞10~50＞50~180＞180～400＞400极限偏差±0.03±0。05±0。10±0.15±0.20表　C—3(mm）基本尺寸≤6＞6～18＞18~30＞30~120＞120极限偏差凸弧形0－0.150-0.200-0.300—0。450—0。60凹弧形0。1500。2000.3000.4500。600表　C—4(mm）锥体母线或角度短边长度≤6＞6～18＞18～50＞50~120＞120极限偏差值±30'±20’±15'±10'±5'9)当成形部位未注拔模斜度时，形成铸件内侧壁（承受铸件收缩力的侧面)的拔模斜度按表C-5规定,对构成铸件外侧壁的披模斜度取表C-5数值的二分之一。圆型芯的拔模斜度按表C—6规定。文字符号的拔模斜度取10°～15°。当图样中未注拔模斜度方向时，按减小铸件壁厚方向制造。10）非成形部位未注公差尺寸的极限偏差按GB—T1804—2000公差与配合未注公差尺寸的极限偏差的规定.11）螺钉安装孔、推杆孔、复位杆孔等未注孔距公差的极限偏差按GB/T1804中Js12级的规定。12)铸造模具零件图中螺纹的基本尺寸应符台GB/T196普通螺纹基本尺寸的规定，选用的公差与配合应符合GB/T197普通螺纹公差与配合的规定.13)模具零件图中未注形位公差按GB/T1184-1996形状和位置公差未汁公差的规定.14）模具零件非工作部位棱边均应倒角或倒圆.成形部位未注明的圆角半径按R0.5mm制造。型面与分型面或与型芯、推杆等相配合的变接边缘不允许倒角或倒圆。二、总装技术要求1）模具分型面对定、动模座板安装平面的平行度按表C—7的规定。2)导柱、导套对定、动模座板安装面的垂直度按表C-8的规定。3）在分型面上，定模、动模镶块平面应分别与定模、动模模板齐平，可允许略高,但高出量不大于0。05mm。4)推杆、复位杆应分别与型面、分型面齐平，推杆允许凸出型面，但不大于0。1mm，复位杆允许低于分型面,但不大于0.05mm.5)模具所有活动部分，应保征位置准确，动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象，要求固定的零件,不得相窜带动。6）浇道转接处应光滑连接,镶拼处应密合，未注拔模斜度不小于5°，表面粗糙度Ra不大于0.4um。7)滑块运动应平稳，合模后滑块与楔紧块应压紧，接触面积不小于四分之三,开模后定位准确可靠。8)合模后分型面应紧密贴合,如有局部间隙,其间隙不大于0。05mm(排气槽除外)。9）冷却水路应畅通，不应有渗漏现象，进水口和出水口应有明显标记。10)在模具上方装有吊环螺钉，其强度应符合GB/T825吊环螺钉的规定。