第二章铸造成形

1、第二章第二章 铸造成形铸造成形 2.1 铸造工艺基础 2.1.1 液态合金的充型 2.1.2 铸件的凝固收缩 2.1.3 铸造内应力，变形和裂纹 2.1.4 铸件中的气孔 2.1.5 铸件的质量控制 铸造的特点 可以生产出形状复杂的零件，特别是具 有复杂内腔的零件。 适应性广。 成本低。 铸件的尺寸和形状与零件非常接近。可 以减少切削加工量。 缺点：工序多，质量不易控制，内部组 织缺陷多，力学性能低。 2.1.1 液态合金的充型液态合金的充型 液态合金填充铸型的过程，简称充型。液态合金填充铸型的过程，简称充型。 充型能力充型能力 液态合金充满铸型型腔，获得形状完液态合金充满铸型型腔，获得形状完

2、 整，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型整，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型 能力。能力。 影响充型能力的因素影响充型能力的因素 1、合金的流动性、合金的流动性 2、浇注条件、浇注条件 3、铸型填充能力、铸型填充能力 充型能力不强，则易产生充型能力不强，则易产生浇不足浇不足（short run） 、 冷隔冷隔（short run）等等。 合金的充型能力之一 合金的流动性 合金的流动性是指熔融合金的流动能力。 流动性好，充型能力强，便于浇注出轮廓清 晰、薄而复杂的铸件。 合金的流动性与合金的化学成份有关。 流动动性的测定 流动性实验 几种不同合金流动性的比较几种不同合金流动性的比较 *

3、铸铁的流动性铸铁的流动性*铸钢的流动性铸钢的流动性 实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。 比较下面几种合金流动性能比较下面几种合金流动性能 合金的充型能力之二 浇注条件 浇注温度 浇注温度越高，充型能力越好。但温度过高。 会出现其他铸造缺陷。 充型压力 压力越大，充型能力越好。 合金的充型能力之三 铸型填充条件 铸型的蓄热能力 散热越快的铸型，充型能力越差。 铸型温度 金属型铸造和熔模铸造时，铸型温度越高， 充型能力越好。 铸型中气体 铸型中的气体压力增大，液态合金的流动困 难，充型能力差。 2.1.2 铸件的凝固与收缩铸件的凝固与收缩 1、铸件的凝

4、固方式、铸件的凝固方式 逐层凝固逐层凝固 糊状凝固糊状凝固 中间凝固中间凝固 2、铸造合金的收缩、铸造合金的收缩 3、缩孔与缩松、缩孔与缩松 铸件的凝固方式之一 逐层凝固 纯金属和共晶 成份的合金， 结晶温度是一 固定值。凝固 过程由表面向 中心逐步进行 温度 表层中心 固 液 铸件的凝固方式之二 糊状凝固 结晶温度范围 很宽的合金， 从铸件的表面 至心部都是固 液两相混存。 铸件的凝固方式之三 中间凝固 大多数合金属 于这种方式。 凝固方式与铸件质量的关系： 逐层凝固有利于充型，可防 止缩孔和缩松。 影响铸件凝固方式的因素 合金的结晶温度 结晶温度范围越小，糊状凝固区越小。 铸件的温度梯度

5、温度梯度越大，糊状凝固区越小。 合金的性质 铸型的蓄热能力 浇注温度 合金的收缩性合金的收缩性 1. 收缩及其影响因素收缩及其影响因素 合金的收缩合金的收缩：铸件在凝固：铸件在凝固 和冷却过程中，其体积或和冷却过程中，其体积或 尺寸减少的现象称为收缩。尺寸减少的现象称为收缩。 包括：包括： 液态收缩液态收缩（体收缩率）（体收缩率） 浇注温度浇注温度液相线液相线 凝固收缩凝固收缩（体收缩率）（体收缩率） 液相线液相线固相线固相线 固态收缩固态收缩（线收缩率）（线收缩率） 固相线固相线室温室温 缩孔，缩松缩孔，缩松 应力，变形，裂纹应力，变形，裂纹 成分成分(%) T 铸造合金的收缩 合金 种类

6、含碳量 （%） 浇注 温度 液态 收缩 凝固 收缩 固态 收缩 总收缩 （%） 铸造 碳钢 0.3516101.637.812.46 白口 铸铁 3.0014002.44.25.46.3 12 12.9 灰口 铸铁 3.5014003.50.13.34.2 6.9 7.8 铸件中的缩孔与缩松 缩孔和缩松的形成 液态合金在冷凝过 程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减 的容积的得不到补足，则在铸件最后凝 固的部位形成一些孔洞 缩孔 它是集中在铸件上部或最后凝固的 部位容积较大的孔洞 缩松 分散在铸件某区域内的细小孔洞， 称为缩松 顺序凝固原则（定向凝固） 所谓顺序凝固，就是在铸件上可能出现 缩孔的厚

7、大部位通过安放冒口等工艺措 施，使铸件上远离冒口的部位先凝固， 尔后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒 口本身的凝固。 实现顺序凝固的措施。合理设计冒口和 安放冷铁。 铸件上可能产生缩孔或缩松的部位 凝固等温线法内切圆法 等 温 线 未 画 到的部位 内切圆大的部位可能产生缩 孔或缩松 2.1.3 铸造内应力、变形铸造内应力、变形 及裂纹及裂纹 1、铸造内应力铸造内应力 2、铸件的变形、铸件的变形 3、铸件的裂纹、铸件的裂纹 1、铸造内应力 内应力的形成 热应力 它是由于铸件的壁厚不均匀， 各部分冷却速度不同，以致在同一时期 内铸件各部分收缩不一致而引起的。薄 壁处受压应力，厚壁处受拉应力。 机械

8、应力 它是合金的线收缩受到铸型或型 芯机械阻碍而形成的内应力。 同时凝固原则 尽量减少铸件各处的温度差，使铸件不 同壁厚各处在同一时间内凝固。 浇口开在薄壁处，在厚壁处安放冷铁， 力求使铸件各处同时冷却。 同时凝固原则与顺序凝固原则对比 2、铸件的变形 铸件冷却到室温后，热应力保留在铸件中 残余应力 薄壁处受压力，厚壁处受拉力 变形 防止变形的措施 设计铸件时尽可能壁厚均匀，形状对称。 采取同时凝固。 设计“反变形”量。 时效处理：有内应力的铸件在加工前置于 露天半年以上，或550650C去应力退火。 3、铸件的裂纹与防止 热裂 热裂是铸件在高温下产生的裂纹。 其形状特征是：裂纹短，缝隙宽，形

9、状 曲折，缝内呈氧化色。 合金性质 铸造合金的结晶特点和化学成分 对热裂的产生均有明显的影响 铸型阻力 铸型(包括型芯)的退让性对热力 的形成有重要影响。 冷裂 冷裂是在低温下行成的裂纹。其形 状特征是:裂纹细小，呈连续直线状，有 时缝内呈轻微氧化色。 2.1.4 铸件中的气孔铸件中的气孔 气孔的来源气孔的来源 1、侵入气孔、侵入气孔 侵入气孔是由于砂型表面层聚集的气体侵入侵入气孔是由于砂型表面层聚集的气体侵入 金属液中而形成的。金属液中而形成的。 2、析出气孔、析出气孔 溶解于金属液中的气体在冷凝过程中，因气溶解于金属液中的气体在冷凝过程中，因气 体溶解度下降而析出，在铸件中形成的气孔。体溶

10、解度下降而析出，在铸件中形成的气孔。 3、反应气孔、反应气孔 浇入铸型中的金属液与铸型材料、型芯撑、浇入铸型中的金属液与铸型材料、型芯撑、 冷铁或熔渣之间，因化学反应产生气体而形冷铁或熔渣之间，因化学反应产生气体而形 成的气孔成的气孔。 铸件中的偏析 铸件内部化学成份不均匀的现象，称为 偏析。 偏析类型 1、晶内偏析 结晶温度宽的合金易产生晶内偏析 2、区域偏析 合金中各成份因熔点的不同，引起 不同时凝固。 2.1.5 常见的铸造缺陷（JB302-62 简化） 类别名称类别名称类别名称 孔 眼 气孔 形 状、 尺 寸 和 重 量 不 合 格 多肉 表面 缺陷 粘砂 缩孔浇不足夹砂 缩松落砂冷隔

11、 渣眼抬箱 成份 组织 和性 能不 合格 化学成份不合格 砂眼错箱金相不合格 铁豆偏芯偏析 裂 纹 热裂变形过硬（白口） 冷裂 物理、机械性能 不合格 常见铸造缺陷的特征及产生的原因常见铸造缺陷的特征及产生的原因 （P11） 名称名称特征特征主要原因主要原因 气孔气孔 主要为梨形、圆形、椭主要为梨形、圆形、椭 圆形的孔洞，表面较光圆形的孔洞，表面较光 滑，一般不在铸件表面滑，一般不在铸件表面 露出，大孔独立存在，露出，大孔独立存在， 小孔则成群出现小孔则成群出现 1、型砂太紧，透气性太差。、型砂太紧，透气性太差。 2、型砂太湿，水份过多。、型砂太湿，水份过多。 3、砂芯通气堵塞或未烘干。、砂芯

12、通气堵塞或未烘干。 缩孔缩孔形状为不规则的封形状为不规则的封 闭或敞露的空洞，闭或敞露的空洞， 孔壁粗糙并带有枝孔壁粗糙并带有枝 状晶，常出现在铸状晶，常出现在铸 件最后凝固部位。件最后凝固部位。 1、冒口设置不正确、冒口设置不正确 2、合金成分不合格，收缩过大、合金成分不合格，收缩过大 3、浇注温度过高、浇注温度过高 4、铸件浇注系统设计不合理、铸件浇注系统设计不合理 渣眼渣眼孔内充满熔渣，孔孔内充满熔渣，孔 形不规则形不规则 1、浇注温度太低熔渣不易上浮、浇注温度太低熔渣不易上浮 2、浇注时没有挡住熔渣、浇注时没有挡住熔渣 3、浇注系统不合理，挡渣作用、浇注系统不合理，挡渣作用 差差 常见

13、铸造缺陷的特征及产生的原因常见铸造缺陷的特征及产生的原因 名称名称特征特征主要原因主要原因 砂眼砂眼 铸件内部或表面有充满铸件内部或表面有充满 砂粒的孔眼砂粒的孔眼 1、型砂强度不够或局部没舂紧、型砂强度不够或局部没舂紧 2、型腔、浇口内散砂未吹干净、型腔、浇口内散砂未吹干净 3、合箱时砂型局部挤坏，掉砂、合箱时砂型局部挤坏，掉砂 4、浇注系统不合理，冲坏砂型、浇注系统不合理，冲坏砂型 冷隔冷隔铸件上有未完全融铸件上有未完全融 合的缝隙，接头处合的缝隙，接头处 边缘圆滑。边缘圆滑。 1、浇注温度过低、浇注温度过低 2、浇注速度太慢、浇注速度太慢 3、浇口位置不当或浇口太小、浇口位置不当或浇口太

14、小 粘粘 砂砂铸件的部分或整个铸件的部分或整个 表面粘附着一层金表面粘附着一层金 属和砂粒的机械混属和砂粒的机械混 和物，多发生在铸和物，多发生在铸 件厚壁和热节处。件厚壁和热节处。 1、未刷涂料或涂料太薄、未刷涂料或涂料太薄 2、浇注温度过高、浇注温度过高 3、型砂耐火隆不够。、型砂耐火隆不够。 常见铸造缺陷的特征及产生的原因常见铸造缺陷的特征及产生的原因 名称名称特征特征主要原因主要原因 夹夹 砂砂 铸件表面上有凸起铸件表面上有凸起 的金属片状物，表的金属片状物，表 面粗糙，边角锐利，面粗糙，边角锐利， 有小部分与铸件本有小部分与铸件本 体相连。体相连。 1、型砂强度太低、型砂强度太低 2

15、、 浇注温度过高浇注温度过高 3、内浇口过于集中，使局部型、内浇口过于集中，使局部型 砂烘烤厉害。砂烘烤厉害。 裂纹裂纹 1 1热裂：断面严热裂：断面严 重氧化，无金属光重氧化，无金属光 泽，断口沿晶界产泽，断口沿晶界产 生和发展，外形曲生和发展，外形曲 折而不规则的裂纹。折而不规则的裂纹。 2 2冷裂：穿过晶冷裂：穿过晶 体而不沿晶界断裂，体而不沿晶界断裂， 断口有金属光泽或断口有金属光泽或 有轻微氧化色。有轻微氧化色。 1、铸件设计不合理，壁厚差别、铸件设计不合理，壁厚差别 太大太大 2、砂型（芯）退让性差阻碍铸、砂型（芯）退让性差阻碍铸 件收缩件收缩 3、浇注系统不当，使铸件各部、浇注系

16、统不当，使铸件各部 分冷却收缩不均匀，造成过大分冷却收缩不均匀，造成过大 的内应力的内应力 小结小结 合金工艺性能合金工艺性能 充充 型型 能能 力力 凝凝 固固 方方 式式 流动性流动性 浇注条件浇注条件 铸型条件铸型条件 逐层凝固逐层凝固 糊状凝固糊状凝固 中间凝固中间凝固 收收 缩缩 性性 能能 液态收缩液态收缩 凝固收缩凝固收缩 固态收缩固态收缩 浇注温度浇注温度 充型压力充型压力 蓄热能力蓄热能力 铸型温度铸型温度 铸型中气体铸型中气体 缩孔与缩松缩孔与缩松 应力与变形应力与变形 凝凝 固固 原则原则 顺序凝固原则顺序凝固原则 同时凝固原则同时凝固原则 铸造合金的分类 铸钢 铸铁 灰

17、口铸铁 白口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 铸造铝合金 铸造铜合金 灰口铸铁的特性 力学性能较低。 良好的铸造性能。 良好的切削加工性。 减振性。 耐磨性 缺口敏感低。 本节复习 1、铸件的常见缺陷有哪些？产生的原因是什么？ 怎样防止？ 2、什么是同时凝固原则？什么是顺序凝固原则？下例 两图哪个是同时凝固？哪个是顺序凝固？为了防止铸 件产生内应力，应采取哪种凝固方式？ 同时凝固 顺序凝固 3、区分下列名词：、区分下列名词： 逐层凝固与定向凝固逐层凝固与定向凝固 出气口与冒口出气口与冒口 浇不足与冷隔浇不足与冷隔 4、下列哪种情况易产生气孔，为什么？、下列哪种情况易产生气孔，为什么？ 舂砂过紧舂砂过紧

18、 型芯撑生锈型芯撑生锈 起模时刷水过多起模时刷水过多 5、为什么灰口铸铁的收缩比碳钢小？、为什么灰口铸铁的收缩比碳钢小？ 6、试分析如图所示铸件： 哪些自由收缩？哪些是受阻收缩？ 受阻收缩的铸件形成哪一类铸造应力？ 各部分应力属于拉应力还是压应力？ 2.2 铸造工艺及方法 2.2.1砂型铸造 造型材料与造型方法 铸造工艺设计 铸造工艺图 2.2.2其他铸造方法 金属型铸造 压力铸造 熔模铸造 离心铸造 2.2.1 砂型铸造（砂型铸造（Sand Casting） 2.2.1.1 造型材料与造型方法造型材料与造型方法 2.2.1.2 铸造工艺设计铸造工艺设计 2.2.1.3 铸造工艺图铸造工艺图

19、2.2.1.1造型材料与方法 型（芯）砂的组成? 型（芯）砂应具备哪些主要性能？ 型砂是砂、粘结剂、附加物和水组成 附加物是什么？起什么作用？ 煤粉、木屑等。提高性能。 可塑性、强度、透气性、耐火性、退让性 涂料的组成？作用？扑料？ 石墨（石英粉）+粘土+水 手工造型方法 按砂箱特征 两箱造型 三箱造型 地坑造型 手工造型方法 按模型特征 整模造型 分模造型 挖砂造型 活块造型 刮板造型 假箱造型 2.2.1.2 铸造工艺设计铸造工艺设计 、浇注位置（、浇注位置（pouring position） 浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。 、分型面（、分

20、型面（mold parting） 上 、铸造工艺参数的确定、铸造工艺参数的确定 1、加工余量（、加工余量（machining allowance） 2、收缩余量（、收缩余量（shrinkage allowance） 3、拔模斜度（起模斜度、拔模斜度（起模斜度pattern draft） 4、型芯头（、型芯头（core print） 5、最小铸出孔、最小铸出孔 上 下 、浇注位置的选择原则 1、铸件的重要加工表面和主要工作面应朝 下或呈侧立。 2、铸件的大平面应朝下。 3、为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔 等缺陷，应将面积较大的薄壁部分朝下。 4、容易形成缩孔的铸件，应将截止面较厚 的部分放在

21、分型面附近的上部或侧面， 以便安放冒口。 、浇注位置的选择原则 1、铸件的重要加工表面和主要工作面应朝 下或呈侧立。 、浇注位置的选择原则 2、铸件的大平面应朝下。 不合理 合理 、浇注位置的选择原则 3、为防止铸件薄壁部分产生浇不足或冷隔 等缺陷，应将面积较大的薄壁部分朝下。 、浇注位置的选择原则 4、容易形成缩孔的铸件，应将截止面较厚 的部分放在分型面附近的上部或侧面， 以便安放冒口。 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 1、尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂箱中，尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂箱中， 以保证铸件的精度。以保证铸件的精度。 2、使加工面和加工基准面在同一砂箱中、使加工

22、面和加工基准面在同一砂箱中 3、应尽量减少分型面的数量，尽可能选平直的应尽量减少分型面的数量，尽可能选平直的 分型面，最好只有一个分型面。分型面，最好只有一个分型面。 4、应尽力减少型芯和活块的数量，以便简化制、应尽力减少型芯和活块的数量，以便简化制 模、造型、合箱等操作。模、造型、合箱等操作。 5、为了便于造型、安放型芯、合箱及检查型腔、为了便于造型、安放型芯、合箱及检查型腔 尺寸，应尽量使型腔和主要型芯置于下箱中。尺寸，应尽量使型腔和主要型芯置于下箱中。 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 1、尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂 箱中，以保证铸件的精度。

23、箱中，以保证铸件的精度。 大批量 小批量 1 1、应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂、应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂 箱，以保证铸件的尺寸精度箱，以保证铸件的尺寸精度。 上 下 中 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 1、尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂、尽量使铸件的大部分或全部置于同一砂 箱中箱中 A A合理合理 B B不合理不合理 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 、应使铸件的加工面和加工基准面处应使铸件的加工面和加工基准面处 于同砂箱中于同砂箱中. (a)(a)可能产生可能产生 错箱错箱, ,导致导致 不同轴不同轴 、分型面的选择原则、分

24、型面的选择原则 、应尽量减少分型面的数量，尽可能选应尽量减少分型面的数量，尽可能选 平直的分型面，最好只有一个分型面。平直的分型面，最好只有一个分型面。 这样可以简化操作，提高铸件精度。这样可以简化操作，提高铸件精度。 不好不好 不好不好好好 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 、分型面的选择分型面的选择 应尽力减少型芯应尽力减少型芯 和活块的数量，和活块的数量， 以便简化制模、以便简化制模、 造型、合箱等操造型、合箱等操 作。作。 方案方案凸台妨碍起模凸台妨碍起模 、分型面的选择原则、分型面的选择原则 5、为、为了便于造型、安放型芯、合箱及检查了便于造型、安放型芯、合箱及检查 型腔尺寸，应

25、尽量使型腔和主要型芯置型腔尺寸，应尽量使型腔和主要型芯置 于下箱中。于下箱中。 型腔及型型腔及型 芯大部分芯大部分 位于下型位于下型 有得利于有得利于 起模及翻起模及翻 箱箱 、铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 加工余量及铸孔 加工余量值与铸件大小、合金种类及造 型方法等有关。 单件小批生产的铸铁件的加工余量为 4.55.5mm。 小孔可不铸出。 单件小批生产时：3050mm的孔；成批生 产时：1530mm的孔：大批量生产时: 1215mm的孔。 不加工孔必须铸出。 、铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 拔模斜度、收缩率 拔模斜度是指平行于起模方向的模样壁 的斜度。 通常为153。 收缩

26、率指铸件自高温冷却到室温的尺寸 收缩率。 灰口铸件为0.71.0% 铸钢为1.32.0% 铝硅合金为0.81.2% 、铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定 型芯头 分为垂直芯头和水平芯头。 垂直芯头高度取决 于芯头的截面尺寸。 下芯头的斜度310， 上芯头的斜度615。 芯头与铸型之间的 间隙14mm。 2.2.1.3 铸造工艺图铸造工艺图 根据铸件的特点、批量大小、生产方根据铸件的特点、批量大小、生产方 法确定铸造工艺，并将各项工艺设计内法确定铸造工艺，并将各项工艺设计内 容用不同符号和颜色描绘在零件图上，容用不同符号和颜色描绘在零件图上， 辅以文字说明，构成铸件工艺图。辅以文字说明，构成铸

27、件工艺图。 铸造工艺图铸造工艺图是进行生产准备、指导生是进行生产准备、指导生 产的基本工艺文件。产的基本工艺文件。 在零件图上，把上述工艺内容用在零件图上，把上述工艺内容用红色红色 铅笔画出来，铅笔画出来，芯子、芯头、冷铁用芯子、芯头、冷铁用蓝色蓝色 铅笔画出来铅笔画出来 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例1支座支座 普通支承件 无特殊质量要求 HT150 主要考虑简化工艺 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例1支座支座 分析：底板上分析：底板上10的孔处的孔处有四个凸台、两侧有四个凸台、两侧30轴孔处有轴孔处有凸凸 台，凸台妨碍起模。台，凸台妨碍起模。 大批量生产时，轴孔要铸出，要考虑下芯大批量生

28、产时，轴孔要铸出，要考虑下芯 小批批量生产时，轴孔不铸出。小批批量生产时，轴孔不铸出。 方案方案 分模造型分模造型 优点：轴孔下芯方便。缺点：必须采用活优点：轴孔下芯方便。缺点：必须采用活 块造型，易产生错箱，飞边清理工作量大。块造型，易产生错箱，飞边清理工作量大。 方案方案 整模造型整模造型 优点：不会产生错箱，铸件清理简便。优点：不会产生错箱，铸件清理简便。 缺点：轴孔缺点：轴孔凸台妨碍起模，必须采用活块或下芯来克服，当凸台妨碍起模，必须采用活块或下芯来克服，当 采用活块时，采用活块时， 30轴孔处难以下芯。轴孔处难以下芯。 小批生产：轴孔不铸出，采用方案小批生产：轴孔不铸出，采用方案进行

29、活块造型较合理。进行活块造型较合理。 大大批生产：轴孔铸出，采用组合型芯批生产：轴孔铸出，采用组合型芯 上 下 下 上 方案方案适合于各适合于各 种批量，是合种批量，是合 理的工艺方案理的工艺方案 收缩率：收缩率：1%1% 拔模斜度：拔模斜度： 3030 1 1 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例2气缸套气缸套 大批生产大批生产 不得有裂纹、气孔、缩孔和不得有裂纹、气孔、缩孔和 缩松等缺陷缩松等缺陷 组织致密，需作水压试验。组织致密，需作水压试验。 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例2气缸套气缸套 铸造工艺方案的选择：铸造工艺方案的选择： 方案方案型腔较浅，造型简便，型腔较浅，造型简便， 但铸件质

30、量难保证但铸件质量难保证 方案方案造型较方便，不会出造型较方便，不会出 现错型现象，采用雨淋式烧现错型现象，采用雨淋式烧 口，铸件由下至上定向凝固，口，铸件由下至上定向凝固， 铸件质量好，铸件质量好， 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例2气缸套（气缸套（P27) 图中有多处错误图中有多处错误 或不当或不当 1、加工余量与铸、加工余量与铸 件壁厚比例不当件壁厚比例不当 2、下端大径处无、下端大径处无 加工余量？加工余量？ 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例3 C6140车床进给箱车床进给箱 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例3 C6140车床进给箱车床进给箱 方案方案 分型面在轴孔中心线凸台分型面在轴

31、孔中心线凸台A A用用 型芯来完成型芯来完成, ,槽槽C C可用型芯或活块制可用型芯或活块制 出。优点：适于铸出轴孔。缺点：出。优点：适于铸出轴孔。缺点： DD面朝上面朝上。 方案方案 从基准面从基准面D D分型，铸件绝大部分型，铸件绝大部 分位于下箱分位于下箱, ,凸台凸台A A 不妨碍起模不妨碍起模， 凸台凸台E E和槽和槽C C妨碍起模，缺点：轴孔妨碍起模，缺点：轴孔 不易铸出。不易铸出。 方案方案 从从B B面分型，铸件全部置于下面分型，铸件全部置于下 箱，全部箱，全部凸台都要采用活块或型芯，凸台都要采用活块或型芯， 轴孔不易铸出。轴孔不易铸出。 铸造成工艺图示例铸造成工艺图示例3 C

32、6140车床进给箱车床进给箱 大批量生产大批量生产： 九个轴孔需九个轴孔需 要铸出，只要铸出，只 能用方案能用方案 单件或小批生单件或小批生 产产：三个方：三个方 案均右考虑案均右考虑 2.2.2 特种铸造方法特种铸造方法 1、熔模铸造、熔模铸造 2、金属型铸造、金属型铸造 3、压力铸造、压力铸造 4、离心铸件 1、熔模铸造工艺过程 蜡模制造 压型制造 蜡模的压制 蜡模组装 焙烧和浇注 脱蜡和造型 脱蜡 造型 结壳 浸涂料 撒砂 硬化 落砂和清理 熔模铸造的特点与应用 铸件精度高（IT1114）、表面粗糙度低 （Ra6.31.6）。一般不再进行切削加工。 适应于各种铸造合金，特别是形状复杂的耐

33、热 合金铸件。因为型壳材料是高温的。 可做出形状复杂、难于切削加的铸件。如汽轮 机叶片。 工艺过程复杂，生产成本高，不能生产大型铸 件。主要用航空、电器、仪器和刀具。 2、金属型铸造 金属型铸造是将液态合金浇入金属铸型， 以获得铸件的一种铸造方法。 工艺要求： 喷刷涂料。 使金属铸型保持一定的工作温度。 合适的出型时间。 防止铸铁件产生白口。 金属型铸造的特点 一型多铸 生产率高 冷却速度快，铸件组织致密，机械性能高。 表面光洁，尺寸准确。 缺点： 金属型成本高，加工费用大 金属型没有退让性，不宜生产形状复杂的铸件。 金属型冷却速度快，易产生裂纹。 用于大批量生产有色铸件。 3、压力铸造 压力

34、铸造是将金属液在高压下高速充型， 并在压力下凝固，获得铸件的方法。 工作过程： 浇入金属 压铸 取出铸件 压力铸造的特点 铸件的精度及表面质量较高（IT1113、 Ra6.31.6），因此压铸件可不经机械加工。 可压出形状复杂的薄壁件或镶嵌件。 铸件的强度和表面硬度都较高。 生产率高。 缺点： 成本高。 不适于压高熔点金属。 铸件内部常有气孔、缩孔等。 不能进行热处理。 4、离心铸件 将液态合金浇入高速旋转（2501500r/min） 铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型 并结晶，这种铸造方法称为离心铸造。 立式 卧式 离心铸造的特点 利用自由表面产生圆筒型铸件，可省去 型芯和浇注系统，省工

35、、省料，降低成 本。 在离心力作用下成型，不易产生缩孔、 气孔、夹渣。 充型能力强，便于流动性差的合金及薄 件的生产。 便于制造双金属铸件 缺点：内表面粗糙，加工余量大。 本节复习与思考题本节复习与思考题 1、型砂的组成？性能？、型砂的组成？性能？ 2、浇注系统的组成及作用浇注系统的组成及作用 3、手工造型方法有哪些？、手工造型方法有哪些？ 4、铸造工艺的内容包括哪些？、铸造工艺的内容包括哪些？ 5、挖砂造型、活块造型、三箱造型适用于、挖砂造型、活块造型、三箱造型适用于 哪几种场合？哪几种场合？ 6、图示零件为单件生产，试确定其造型方、图示零件为单件生产，试确定其造型方 法，浇注位置和分型面（

36、法，浇注位置和分型面（P28）。）。 分模造型小孔不铸出 分模造型 上 下 7、分析图示三种铸件采用何种手工造型方法、分析图示三种铸件采用何种手工造型方法。 8、试绘制如下图所示连接盘铸造工艺图、试绘制如下图所示连接盘铸造工艺图 造型材料造型材料 型（芯）砂的组成型（芯）砂的组成? 型（芯）砂应具备哪些主要性能？型（芯）砂应具备哪些主要性能？ 型砂是砂、粘结剂附加物和水组成型砂是砂、粘结剂附加物和水组成 可塑性、强度、透气性、耐火性、退让性可塑性、强度、透气性、耐火性、退让性 涂料的组成？作用？扑料？涂料的组成？作用？扑料？ 石墨（石英粉）石墨（石英粉）+粘土粘土+水水 浇注系统的组成及作用浇

37、注系统的组成及作用 引导金属液流入铸型型腔的一系列通道的引导金属液流入铸型型腔的一系列通道的 总称。总称。 外浇口：外浇口：承接金属液并将其平稳地导入直浇道。 直浇道：直浇道：产生静压力、调速。 横浇道：横浇道：分配金属液，阻挡熔渣。 内浇道：内浇道：控制金属液的速度与方向。 冒口：冒口：储存金属液，补缩、聚渣、冒气、观察 2.3 铸件结构设计 2.3.1 铸造工艺对铸件结构的要求； 铸件结构与砂型铸造工艺的关系 铸件结构与其他铸造方法的关系 2.3.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求； 2.3.3 后续工艺对铸件结构的要求； 2.3.1 铸造工艺对铸件结构的要求铸造工艺对铸件结构的要求 1、

38、铸件结构与砂型铸造工艺的关系、铸件结构与砂型铸造工艺的关系 （1）铸件的外形设计）铸件的外形设计 （2）铸件的内腔设计）铸件的内腔设计 （3）铸件结构斜度）铸件结构斜度 2、铸件结构与其他铸造方法的关系铸件结构与其他铸造方法的关系 (1) 铸件外形的设计 铸件外形的设计应考虑便于起模 尽量避免操作费时的三箱造型、挖砂造型、 活块造型及不必要的外部型芯。 （1）铸件外形的设计 a、避免外部侧凹 以便于造型。 不好 好 避免外部侧凹避免外部侧凹 以便于造型以便于造型 （减少分型面数目）（减少分型面数目） （1）铸件外形的设计 b、分型面要尽量平面（注意去掉不必要的 外圆角） 不合理合理 分型面要平

39、直分型面要平直 （1）铸件外形的设计 C、凸台、筋条的设计要方便造型 不好 好 （1）铸件外形的设计 C、凸台、筋条的设计要方便造型 不好好 （2）铸件内腔的设计 良好的内腔设计，既可减少型芯数量， 又有利于型芯的固定、排气和清理，因 而可防止偏芯、气孔等缺陷，并降低成 本。 （2）铸件内腔的设计 A 应尽量减 少和避免型 芯 (2) 铸件内腔的设计 B 应尽量减少和避免型芯 用吊砂代替型芯 铸件内腔的设计之二 C 便于型芯的固定、排气和清理 接上 向上排气 便于型芯的固定、排气和清理 向下排气不好 增设工 艺孔 （3）铸件的结构斜度 铸件上垂直于分型面的不加工表面最好 具有结构斜度，这样起模

40、省力、铸件精 度高。 铸件的结构斜度铸件的结构斜度 与拔模斜度不同，与拔模斜度不同，结构斜度是在设计时设计上去的，结构斜度是在设计时设计上去的， 不再被加工掉。不再被加工掉。 结构斜度设计 斜度 a:h 角度 适应范围 1：51130 h 500mm. 1:10030 有色合金 2、铸件结构与铸造方法的关系铸件结构与铸造方法的关系 （1）熔模铸件）熔模铸件 （2）金属型铸件）金属型铸件 （3）压铸件）压铸件 铸件结构与铸造方法的关系 熔模铸造 便于取出蜡和型芯(与砂型铸造相似) 为了便于浸渍和撒砂，孔、槽不宜过小 或过深。孔径应2mm，通孔时，孔径/ 孔深46，盲孔时，孔深/孔径2mm,槽深/槽宽26。 应可能满足顺序凝固的要求。 应尽量避免有大平面。可在大平面上增 设工艺孔和工艺筋。 增加工艺孔 增加工艺筋 铸件结构与铸造方法的关系 金属型铸造 铸件应能顺利地出型，尤其便于金属型 芯的抽出。 铸件结构与铸造方法的关系 压铸件 尽量消除侧凹和深腔。在无法避免的情 况下，也应便于抽芯。 内侧凹无法抽芯外凹便于抽芯 2.3.2 合