01-2液态成形(砂型铸造).ppt

2020 2 4 1 第一章金属液态成形 1 1金属液态成形工艺基础 1 2砂型铸造 1 3特种铸造 1 4常用合金铸件生产及铸造方法的选择 1 5与液态成形相关的新工艺 新技术简介 2020 2 4 2 第一章金属液态成形 1 2砂型铸造一 砂型铸造造型 造芯 方法二 砂型铸造工艺设计三 铸件结构设计 2砂型铸造 2020 2 4 3 2砂型铸造 一 砂型铸造造型 造芯 方法制造砂型的工艺过程称为造型 造型是砂型铸造最基本的工序 通常分为手工造型和机器造型两大类 一 手工造型操作方便灵活 适应性强 模样生产准备时间短 生产率低 劳动强度大 铸件质量不易保证 只适用于单件小批量生产 按砂箱特征 两箱 三箱 地坑 脱箱按模样特征 整模 分模 挖砂 活块 刮板等 2020 2 4 4 一 砂型铸造造型 造芯 方法 二 机器造型大批量生产 劳动生产率高 劳动条件好 铸件尺寸精度高 表面质量好 加工余量小 1 基本原理2 工艺特点采用模底板进行两箱造型 模底板 是将模样 浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具 造型后 底板形成分型面 模样形成铸型空腔 2砂型铸造 2020 2 4 5 图1 15震压造型机的工作过程 填砂 震击紧砂 辅助压实 起模 2砂型铸造 2020 2 4 6 一 砂型铸造造型 造芯 方法 三 造芯用途 制作空心或外壁内凹的铸件 或铸件具有影响起模的外凸时 经常要用到型芯 制作型芯的工艺过程称为造芯 注意 为了提高型芯的刚度和强度 需在型芯中放入芯骨 为了提高型芯的透气性 需在型芯的内部制作通气孔 为了提高型芯的强度和透气性 一般型芯需烘干使用 2砂型铸造 2020 2 4 7 二 砂型铸造工艺设计目的 获得合格铸件 减小铸型制造的工作量 降低铸件成本 在砂型铸造的生产准备过程中 必须制订出合理的铸造工艺方案 并绘制出铸造工艺图 2砂型铸造 2020 2 4 8 二 砂型铸造工艺设计铸造工艺 在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形 包括 浇注位置 分型面 型芯的数量 形状 固定方法及下芯次序 加工余量 起模斜度 收缩率 浇注系统 冒口 冷铁的尺寸和布置等 工艺图 指导模样设计 生产准备 铸型制造和铸件检验的基本工艺文件 依据铸造工艺图 结合所选造型方法 可绘制出模样图及合箱图 2砂型铸造 2020 2 4 9 支座的铸造工艺图 模样图及合箱图 a 零件图b 铸造工艺图 左 和模样图 右 c 合型图 2砂型铸造 2020 2 4 10 典型浇注系统示例 2砂型铸造 2020 2 4 11 二 砂型铸造工艺设计 一 浇注位置的选择浇注位置 浇注时铸件在铸型中所处的位置 选择原则 1 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面图1 20所示为车床床身铸件的浇注位置方案 由于床身导轨面是重要表面 不允许有明显的表面缺陷 而且要求组织致密 因此应将导轨面朝下浇注 2砂型铸造 2020 2 4 12 图1 16车床床身的浇注位置 导轨面 2砂型铸造 2020 2 4 13 图1 16卷扬筒的浇注位置 侧面要求高 2砂型铸造 2020 2 4 14 二 砂型铸造工艺设计 一 浇注位置的选择2 铸件的大平面应朝下型腔的上表面除了容易产生砂眼 气孔 夹渣等缺陷外 大平面还常容易产生夹砂缺陷 因此 对平板 圆盘类铸件的大平面应朝下 3 面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置可以有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷 2砂型铸造 2020 2 4 15 图1 18薄壁件的浇注位置 2砂型铸造 2020 2 4 16 二 砂型铸造工艺设计 一 浇注位置的选择3 对于容易产生缩孔的铸件 应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面以便在铸件厚壁处直接安置冒口 使之实现自下而上的定向凝固 铸钢卷扬筒 浇注时厚端放在上部合理 反之 若厚端在下部 则难以补缩 2砂型铸造 2020 2 4 17 二 砂型铸造工艺设计 二 铸型分型面的选择铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量 使制模 造型 造芯 合箱或清理等工序复杂化 甚至还可增大切削加工的工作量 分型面的选择原则 1 便于起模 使造型工艺简化尽量使分型面平直 数量少 避免不必要的活块和型芯 2砂型铸造 2020 2 4 18 图1 21起重臂的分型面 图示分型面为一平面 可采用较简便的分模造型 如果选用弯曲分型面 则需采用挖砂或假箱造型 2砂型铸造 2020 2 4 19 二 砂型铸造工艺设计 二 铸型分型面的选择2 尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱以保证铸件精度3 尽量使型腔及主要型芯位于下型便于造型 下芯 合箱和检验铸件壁厚 2砂型铸造 2020 2 4 20 图1 23使用型芯减少分型面 2砂型铸造 2020 2 4 21 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定在铸造工艺方案初步确定之后 还必须选定铸件的机械加工余量 起模斜度 收缩率 型芯头尺寸等具体参数 1 加工余量和最小铸出孔加工余量 为切削加工而加大的尺寸 2砂型铸造 2020 2 4 22 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定1 加工余量和最小铸出孔数值取决于 批量 合金种类 大小 加工面与基准面之间的距离及浇注位置等 机器造型 铸件精度高 余量可减小 手工造型 误差大 余量应加大 铸钢表面粗糙 余量应大 非铁合金表面光洁 余量应小 尺寸大或加工面与基准面间的距离大 误差大 余量也大 朝上表面产生缺陷的机率大 其余量应比底面和侧面大 2砂型铸造 2020 2 4 23 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定1 加工余量和最小铸出孔铸件的孔 槽 较大的孔 槽应当铸出 以减少切削加工工时 节约金属材料 并可减小铸件上的热节 较小的孔则不必铸出 用机加工较经济 对于零件图上不要求加工的孔 槽以及弯曲孔等 一般均应铸出 2砂型铸造 2020 2 4 24 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定2 起模斜度为了使模样 或型芯 易于从砂型 或芯盒 中取出 凡垂直于分型面的立壁 制造模样时必须留出一定的倾斜度 在铸造工艺图上 加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出 而不加工表面上的斜度 结构斜度 仅需用文字注明即可 2砂型铸造 2020 2 4 25 图1 27起模斜度 2砂型铸造 2020 2 4 26 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定3 收缩率铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小 为保证铸件的应有尺寸 模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率 铸造收缩率K 2砂型铸造 2020 2 4 27 二 砂型铸造工艺设计 三 工艺参数的确定4 型芯头垂直芯头水平芯头 图1 28型芯头的构造a 垂直芯头b 水平芯头 2砂型铸造 2020 2 4 28 二 砂型铸造工艺设计 四 铸造工艺设计的一般程序铸造工艺设计 生产之前 编制出生产工艺的技术文件 工艺设计主要是画铸造工艺图 铸件毛坯图 铸型装配图和编写工艺卡片等 它们是生产的指导性文件 也是生产准备 管理和铸件验收的依据 因此 铸造工艺设计的好坏 对铸件的质量 生产率及成本起着决定性的作用 五 实例分析 2砂型铸造 2020 2 4 29 三 铸件结构设计铸件结构设计 保证工作性能和力学性能要求 考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求 铸件结构设计合理与否 对铸件的质量 生产率及其成本有很大的影响 一 砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求1 铸件的外形必须力求简单 造型方便2 铸件的内腔必须力求简单 尽量少用型芯 2砂型铸造 2020 2 4 30 三 铸