第2讲砂型铸造及铸造工艺方案.ppt

机械制造基础 热加工工艺基础 制造科学与工程学院梅筱琴 第2讲砂型铸造及铸造工艺 第2讲砂型铸造及铸造工艺方案 本讲主要内容砂型铸造工艺1 造型方法选择砂型铸造 特种铸造手工造型 机器造型2 浇注位置 分型面选择3 工艺参数选择 加工余量 收缩率 起模斜度4 型芯设计 型芯的数量 形状 尺寸及芯头设计5 浇注系统设计6 冒口和冷铁的尺寸 数量及其布置铸造工艺图 床身造型演示 飞轮的铸造工艺过程 砂型的组成 铸造工艺方案 包括 对零件结构进行铸造工艺性分析选择造型 制芯方法确定铸件浇注位置及分型面确定铸造工艺参数型芯设计 确定型芯形状 尺寸及数量 浇注系统设计冒口和冷铁的尺寸 数量及其布置绘制铸造工艺图 技术文件 铸造工艺图 1 造型 芯 方法 砂型铸造手工造型整模造型 分模造型 活块造型 挖砂造型 假箱造型 三箱造型 多箱造型 机器造型震压造型 微震压实造型 高压造型 射砂造型特种铸造熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 低压铸造 离心铸造 陶瓷型铸造 消失模铸造 整模造型 整模造型方法演示 特点 适合于外形简单 仅有一个最大截面 且位于零件一端的铸件 分模造型 特点 适合于外形简单 仅有一个最大截面 且位于零件中部的铸件 分模造型演示 挖砂造型 特点 适合于分型面为曲面的铸件 假箱造型 特点 适合于分型面为曲面的铸件 替代挖砂造型 活块造型 特点 适合于外形上有影响起模的小结构 如凸台 吊耳等的铸件 活块造型 特点 适合于外形上有影响起模的小结构 如凸台 吊耳等的铸件 三箱造型 三箱造型演示 特点 适合于外形简单 起模方向上有两个最大截面的铸件 刮板造型 特点 适合于回转体铸件 用刮板替代模样造型 地坑造型 特点 适合于大型重型铸件 手工制芯 造型方法选择 手工造型 刮板造型vs实体模样造型 批量 机器造型 震压造型 机器造型方法演示 机器造型 震压造型 机器造型 微震压实造型 机器造型 高压造型 机器造型 射砂造型 机器造型 射砂造型 射砂造型演示 射砂造型全过程 机器造芯 由机器完成填砂 紧实 起模等操作生产率高 砂型紧实率高且均匀 型腔轮廓清晰 铸件表面光洁 尺寸精度高 生产准备时间长 设备和工艺装备费用高 一个分型面 整模或分模造型 适于中 小型铸件的成批或大批生产 机器造型的工艺特点 讨论 活块 挖砂和三箱造型是否适合机器造型 怎样解决 大批量生产时 单件小批量生产时 2 分型面的选择原则 选择合适的分型面 方便起模 下芯 简化造型应使铸件全部或大部置于同一半型内 分型面应尽量采用平面 且数量最少 尽量减少型芯的数量 便于下芯 合箱 检验 避免活块 挖砂造型 不使砂箱过高 减少铸件清理 机械加工的工作量 铸件全部或大部位于同一砂箱 分型面尽量选择平面 起重臂铸件的分型面方案 尽量减少分型面的数目 三通管砂芯 尽量减少分型面的数目 机器造型 手工造型 尽量减少型芯的数量 便于下芯 合箱 检验铸件壁厚 便于型芯固定和定位 避免活块造型 避免活块造型 避免砂箱过高 减轻铸件清理和机械加工的工作量 3 浇注位置的确定 控制铸件的凝固和充满效果 保证获得合格的铸件重要的加工面 大平面应朝下或侧立铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面 保证铸件充满铸件的厚大部位应放在上部或侧面 便于补缩便于下芯 合箱 浇注 重要表面朝下 大平面朝下或侧立 重要表面朝下 大平面朝下或侧立 薄壁应朝下 垂直或倾斜 防止浇不足 冷隔 厚壁位于上半型或朝上 容易补缩 便于下芯 合箱 浇注和检验 4 工艺参数 1 机械加工余量 需要通过切削加工提高精度的表面 需留有机械加工余量手工造型 机器造型铸钢 铸铁铁合金 非铁合金 贵 大型铸件 小型铸件朝上表面 侧面 底面P33 灰铸铁机械加工余量表 1 机械加工余量 最小铸出孔大孔有利于均匀壁厚 减少加工余量P70表2 10灰铸铁件最小铸出孔径 单件 30 50mm成批 15 20mm大量 12 15mm不加工孔 是否需要铸造 连接用的螺钉 螺栓孔 2 收缩率 体积关系 模样 铸件 零件合金的收缩 切削加工影响收缩率的因素 合金成分 铸型机械阻碍 铸件结构收缩率灰铸铁0 7 1 0 铸造碳钢1 3 2 0 铝硅合金0 8 1 2 3 起模斜度 为方便起模 在平行于起模方向的加工表面上所增加的斜度模样高时取小值 矮时取大值金属模取小值 木模取大值手工造型取小值 机器造型取大值结构斜度非加工表面 起模斜度的形式 a 增加壁厚 b 加减壁厚 c 减小壁厚 5 型芯设计 型芯的作用发动机缸体内腔的形成型芯在浇注时形成内腔的过程 型芯形成汽车发动机缸体内腔 型芯的作用 浇注过程动画 5 型芯设计 型芯结构型芯主体用于形成所需的型腔轮廓型芯头起支撑 固定 定位 排气的作用斜度上6 15 下5 10 间歇1mm 4mm 常见型芯的形式 a 水平型芯 b 垂直型芯 c 悬臂型芯 d 悬吊型芯 e 引伸型芯 f 外型芯 垂直型芯 a 一般形式 b 只有下芯头 c 无芯头 水平型芯 a 一般形式 b 联合芯头 c 加长芯头 d 芯头 型芯撑 不用或少用型芯 复杂型芯实例 复杂型芯实例 复杂型芯实例 可溶陶瓷型芯 复杂型芯实例 复杂型芯实例 6 浇注系统设计 1 外浇口2 直浇道3 横浇道4 内浇口 7 冒口及冷铁布置 冒口的主要作用补缩 防止缩孔 缩松集渣 排气位置热节 或厚壁 处尽可能是最高处类型明冒口 暗冒口顶冒口 侧冒口 贴边冒口多个冒口之间可用冷铁划分补缩范围 8 绘制铸造工艺图 支架 零件图 造型方法及分型面选择 方案I 支架铸件工艺图 收缩率 1 起模斜度 1 30 方案II