机械制造工艺教案第一章24节ppt课件

1、机械制造工艺根底机械制造工艺根底主讲教师：周世权主讲教师：周世权1 1.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺Sand Mold Casting Process of Machine molding - -型砂和芯砂型砂和芯砂- -外型和制芯；下芯并合型；金属液浇外型和制芯；下芯并合型；金属液浇入铸型中，冷却凝固，经落砂清理和检验入铸型中，冷却凝固，经落砂清理和检验- -铸件的工艺过程。铸件的工艺过程。一、型砂和芯砂一、型砂和芯砂原砂、粘结剂、水及其他附加物原砂、粘结剂、水及其他附加物( (如煤粉、重油、木屑如煤粉、重油、木屑等等) )按一定比例混制而成。根据粘结剂的种类不同，可分为按一定

2、比例混制而成。根据粘结剂的种类不同，可分为粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等。1 1粘土砂粘土砂以粘土作粘结剂的型以粘土作粘结剂的型( (芯芯) )砂砂称为粘土砂。常用的粘土为膨润称为粘土砂。常用的粘土为膨润土和高岭土。粘土砂应坚持一定土和高岭土。粘土砂应坚持一定的水份。型砂中应添加一定数量的水份。型砂中应添加一定数量的煤粉或其他附加物。的煤粉或其他附加物。22 2水玻璃砂水玻璃砂用水玻璃作粘结剂的型用水玻璃作粘结剂的型( (芯芯) )砂称为水玻璃砂。砂称为水玻璃砂。也称为化学硬化砂。也称为化学硬化砂。化学硬化砂与粘土砂相比具有型砂的强度高、化学硬化砂与粘土砂相比具有型砂的

3、强度高、透气性好、流动性好，易于紧实，铸件缺陷少，内透气性好、流动性好，易于紧实，铸件缺陷少，内在质量高。外型在质量高。外型( (芯芯) )周期短周期短, ,耐火度高，适宜于消耐火度高，适宜于消费大型铸铁件及一切铸钢件。费大型铸铁件及一切铸钢件。3 3树脂砂树脂砂以合成树脂作粘结剂的型以合成树脂作粘结剂的型( (芯芯) )砂称为树脂砂。砂称为树脂砂。酚醛树脂、尿醛树脂和糠醇树脂三类。酚醛树脂、尿醛树脂和糠醇树脂三类。对原砂的质量要求较高，价钱较贵，树脂硬化对原砂的质量要求较高，价钱较贵，树脂硬化时会放出有害气体，对环境有污染，所以树脂砂常时会放出有害气体，对环境有污染，所以树脂砂常用于制造外形

4、复杂的、质量要求高的中、小铸件的用于制造外形复杂的、质量要求高的中、小铸件的型芯及壳型型芯及壳型( (芯芯) )。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺3二、外型方法二、外型方法手工外型和机器外型两大类。手工外型主要用于单件小手工外型和机器外型两大类。手工外型主要用于单件小批消费，机器外型主要用于成批大量消费。批消费，机器外型主要用于成批大量消费。1.手工外型手工外型手工外型是工人经过容貌、芯盒和砂箱等工装消费砂型手工外型是工人经过容貌、芯盒和砂箱等工装消费砂型和砂芯的工艺过程。和砂芯的工艺过程。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺42.2.机器外型机器外型机器外

5、型是用外型机和模板机器外型是用外型机和模板等设备等设备消费砂型和砂芯的工艺过程。消费砂型和砂芯的工艺过程。震压外型：震压外型： 这种方法所用机器构造简单，这种方法所用机器构造简单，价钱价钱低廉，但外型时噪声大，压实比低廉，但外型时噪声大，压实比压较低，压较低，为为0.150.15 0.4Mpa,0.4Mpa,型砂紧实度不够型砂紧实度不够高高, ,铸件质量和消费率不能满足日铸件质量和消费率不能满足日益增长的要求。益增长的要求。 微震压实外型机：即在对型微震压实外型机：即在对型砂压实砂压实的同时进展微震，提高了铸型的的同时进展微震，提高了铸型的紧实度。紧实度。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机

6、器外型铸造工艺51.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺图3-18外型消费线表示图 机械化铸造车间，以外型机为中心，配以其他机械，如翻机械化铸造车间，以外型机为中心，配以其他机械，如翻箱机、合箱机、压铁机、落砂机等辅助设备和砂处置及运箱机、合箱机、压铁机、落砂机等辅助设备和砂处置及运输系统组成的机械化、自动化程度较高的铸造消费流水线。输系统组成的机械化、自动化程度较高的铸造消费流水线。图图3-183-18所示为一条外型消费线表示图，上、下箱外型机为所示为一条外型消费线表示图，上、下箱外型机为两台微震压实外型机，该消费线效率为两台微震压实外型机，该消费线效率为130130150150

7、型型/ /小时。小时。61.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺3 3机器造芯机器造芯热芯盒射芯机热芯盒射芯机制芯采用射砂制芯采用射砂方式填砂和紧方式填砂和紧砂。射砂紧实砂。射砂紧实原理是将芯砂原理是将芯砂悬浮在紧缩空悬浮在紧缩空气的气流中，气的气流中，以高速射人芯以高速射人芯盒中而紧实。盒中而紧实。如图如图3-193-19所示：所示：图3-1971.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺3 3壳芯机制芯壳芯机制芯采用吹砂方式填砂和紧实。壳芯机的任务过程如图采用吹砂方式填砂和紧实。壳芯机的任务过程如图3-203-20所示。其主要缺陷是酚醛树脂的价钱昂贵，固所示。其主要缺陷

8、是酚醛树脂的价钱昂贵，固化时间长，消费效率较热芯盒法低，制芯时有臭味化时间长，消费效率较热芯盒法低，制芯时有臭味产生。产生。图图3-2081.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺三、铸件浇注位置和分型面的选择三、铸件浇注位置和分型面的选择铸件的浇注位置是指铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型内浇注时铸件在铸型内所处的位置，分型面所处的位置，分型面是指两半铸型相互接是指两半铸型相互接触的外表。普通情况触的外表。普通情况下，应先保证铸件质下，应先保证铸件质量选择浇注位置，后量选择浇注位置，后简化外型工艺决议分简化外型工艺决议分型面。型面。91 1浇注位置的选择原那么浇注位置的选择原那么

9、(1)(1)铸件的重要加工面应处于型腔底面或侧面。由铸件的重要加工面应处于型腔底面或侧面。由于浇注时气体、夹杂物易漂浮在金属液上面，下面于浇注时气体、夹杂物易漂浮在金属液上面，下面金属质量纯真，构造致密。图金属质量纯真，构造致密。图3-213-21所示为床身导轨所示为床身导轨面朝下，图面朝下，图3-223-22所示为卷筒内、外圆外表侧立。所示为卷筒内、外圆外表侧立。图图3-21图图3-22图图3-231.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺10图图3-231.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺(2)(2)铸件的大平面应尽量朝下。由于在浇注过程中铸件的大平面应尽量朝下。

10、由于在浇注过程中金属液对型腔上外表有剧烈的热辐射，铸型因急金属液对型腔上外表有剧烈的热辐射，铸型因急剧热膨胀和强度下降易拱起开裂，从而构成夹砂剧热膨胀和强度下降易拱起开裂，从而构成夹砂缺陷。所以大平面应朝下，如图缺陷。所以大平面应朝下，如图3-233-23所示。所示。111.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺(3)(3)铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面，以铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面，以免产生浇不到或冷隔缺陷。免产生浇不到或冷隔缺陷。 (4)(4)对于合金收缩大、壁厚不均匀的铸件，应使厚对于合金收缩大、壁厚不均匀的铸件，应使厚度大的部分朝上或置于分型面附近，以利于安放

11、冒度大的部分朝上或置于分型面附近，以利于安放冒口对该处补缩，如图口对该处补缩，如图3-223-22所示。所示。121.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺2 2分型面的选择原那么：分型面的选择原那么：1 1应便于起模，简化外型工艺。应便于起模，简化外型工艺。 图图3-243-24所示起重臂采用平面分型，可以防止挖所示起重臂采用平面分型，可以防止挖砂外型，提高消费率。砂外型，提高消费率。图图3-253-25所示绳轮铸件在大批量消费时加一个环所示绳轮铸件在大批量消费时加一个环状型芯，使三箱外型改为两箱外型，简化了操作，状型芯，使三箱外型改为两箱外型，简化了操作，提高了消费率和铸件精度，

12、利于采用机器外型。提高了消费率和铸件精度，利于采用机器外型。图图3-24图图3-2513图图3-26(2)尽量使铸件全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量使铸件全部或大部分放在同一个砂箱内。图图3-26为一床身铸件，其顶部平面为加工基准面。为一床身铸件，其顶部平面为加工基准面。图中方案图中方案a)因易错型而影响铸件尺寸精度。因易错型而影响铸件尺寸精度。采用方案采用方案b)使加工面和基准面在同一个砂箱内，即不会错型使加工面和基准面在同一个砂箱内，即不会错型也可以保证铸件精度，适用于批量消费。也可以保证铸件精度，适用于批量消费。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺141.21.2砂型机

13、器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺(3)(3)尽量减少型芯和活块的数量。尽量减少型芯和活块的数量。图图3-273-27所示支座有两种工艺方案。所示支座有两种工艺方案。方案方案a)a)采用分模外型，轴孔下芯方便，但底板上四采用分模外型，轴孔下芯方便，但底板上四个凸台必需采用活块，操作费事且容易产生错型缺个凸台必需采用活块，操作费事且容易产生错型缺陷。陷。方案方案b)b)采用整模外型，采用整模外型，铸件的重要任务面朝铸件的重要任务面朝下，利于保证铸件的下，利于保证铸件的尺寸精度和质量。中尺寸精度和质量。中间下一个型芯，即可间下一个型芯，即可成形轴孔，又防止了成形轴孔，又防止了取活块。操作简单，取活

14、块。操作简单，适宜于各种批量的消适宜于各种批量的消费。费。15四、铸造工艺参数确实定四、铸造工艺参数确实定主要工艺参数分述如下主要工艺参数分述如下: :1 1铸造收缩率铸造收缩率由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔的尺寸小，为了保证铸件的应有尺寸，容貌和芯盒的制造尺寸寸小，为了保证铸件的应有尺寸，容貌和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个该合金的线收缩率。应比铸件放大一个该合金的线收缩率。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺式中：式中：L L模模容貌尺寸；容貌尺寸；L L件件铸件尺寸。铸件尺寸。收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件

15、的构造、尺寸收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的构造、尺寸等要素。通常灰铸铁为等要素。通常灰铸铁为0.7%0.7%1.0%1.0%，铸造碳钢为，铸造碳钢为1.3%1.3%2.2.0%0%，铝硅合金为，铝硅合金为0.8%0.8%1.2%1.2%，锡青铜为，锡青铜为1.2%1.2%1.4%1.4%。161.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺四、铸造工艺参数确实定四、铸造工艺参数确实定2 2加工余量加工余量加工余量是指在铸件的加工面上留出的预备切削除的金属加工余量是指在铸件的加工面上留出的预备切削除的金属层厚度。层厚度。17图图3-283 3起模斜度起模斜度为了方便取模，在垂直于分

16、型面的立壁上所添加的斜度称为了方便取模，在垂直于分型面的立壁上所添加的斜度称起模斜度起模斜度( (见图见图3-28)3-28)，普通用角度，普通用角度或宽度或宽度a a表示。表示。容貌越高，斜度取值越小，内壁斜度比外壁斜度大，手工容貌越高，斜度取值越小，内壁斜度比外壁斜度大，手工外型比机器外型的斜度大。外型比机器外型的斜度大。1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺四、铸造工艺参数确实定四、铸造工艺参数确实定181.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺四、铸造工艺参数确实定四、铸造工艺参数确实定4 4铸造圆角铸造圆角铸件上相邻两壁之间的交角，应设计成圆角，防止在尖角铸件

17、上相邻两壁之间的交角，应设计成圆角，防止在尖角处产生冲砂及裂纹等缺陷。圆角半径普通约为相交两壁平处产生冲砂及裂纹等缺陷。圆角半径普通约为相交两壁平均厚度的均厚度的1/31/31/21/2193-291.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺四、铸造工艺参数确实定四、铸造工艺参数确实定5 5型芯头型芯头(tz158,tz163) (tz158,tz163) 为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，容貌和为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，容貌和型芯都要设计出型芯头。它们之间的尺寸和外形要留有装型芯都要设计出型芯头。它们之间的尺寸和外形要留有装配用的芯头间隙，如图配用的芯头间隙，如图

18、3-293-29所示。所示。20五、铸造工艺图的绘制五、铸造工艺图的绘制1.21.2砂型机器外型铸造工艺砂型机器外型铸造工艺铸造工艺图是在零件图上用规定的符号表示铸造工艺内容的铸造工艺图是在零件图上用规定的符号表示铸造工艺内容的图形，是制造容貌和铸型、进展消费预备和铸件检验的根据，图形，是制造容貌和铸型、进展消费预备和铸件检验的根据，是铸造消费的根本工艺文件。是铸造消费的根本工艺文件。现以前轮毂见图现以前轮毂见图3-303-30为例，阐明绘制铸造工艺图的步骤：为例，阐明绘制铸造工艺图的步骤：21图图3-30五、铸造工艺图的绘制五、铸造工艺图的绘制22五、铸造工艺图的绘制五、铸造工艺图的绘制1.

19、1.分析铸件质量要求和构造工艺性分析铸件质量要求和构造工艺性前轮毂装于迁延机前轮中央，和前轮一同做旋前轮毂装于迁延机前轮中央，和前轮一同做旋转运动并支撑迁延机。两内孔转运动并支撑迁延机。两内孔( (9090和和100)100)装有轴装有轴承，是加工要求最高的外表，不允许有任何铸造缺承，是加工要求最高的外表，不允许有任何铸造缺陷。陷。前轮毂构造为带法兰盘的圆套类零件。铸件主前轮毂构造为带法兰盘的圆套类零件。铸件主要壁厚为要壁厚为14mm14mm，法兰盘厚度，法兰盘厚度19mm19mm。法兰盘和轮毂本。法兰盘和轮毂本体相交处构成厚实的热节区。法兰盘上五个体相交处构成厚实的热节区。法兰盘上五个35m

20、m35mm、厚度为厚度为34mm34mm的凸台，也是最厚实的部分。的凸台，也是最厚实的部分。2.2.选择外型方法选择外型方法铸件重铸件重N N，资料为球墨铸铁，资料为球墨铸铁QT400-15QT400-15，大批量消，大批量消费，应选择机器外型费，应选择机器外型( (芯芯) )。假设消费量很少可用手。假设消费量很少可用手工外型工外型( (芯芯) )233选择浇注位置和分型面选择浇注位置和分型面浇注位置有两种方案：一是轮毂浇注位置有两种方案：一是轮毂(轴线轴线)呈垂直位置，呈垂直位置，两轴承孔外表处于直立形状，利于金属液体充型和补缩，两轴承孔外表处于直立形状，利于金属液体充型和补缩，使铸件质量稳

21、定。二是轮毂呈程度位置，虽方便外型和下使铸件质量稳定。二是轮毂呈程度位置，虽方便外型和下芯，但两轴承孔的上外表易产生气孔、渣孔、缩孔等缺陷。芯，但两轴承孔的上外表易产生气孔、渣孔、缩孔等缺陷。故此方案不合理，应选择方案一，并使法兰盘朝上。故此方案不合理，应选择方案一，并使法兰盘朝上。分型面选在法兰盘的上平面处，使铸件大部分位于下分型面选在法兰盘的上平面处，使铸件大部分位于下箱，便于保证铸件的尺寸精度，合型前便于检查壁厚能否箱，便于保证铸件的尺寸精度，合型前便于检查壁厚能否均匀、型芯能否稳定，同时使浇注位置与外型位置一致。均匀、型芯能否稳定，同时使浇注位置与外型位置一致。五、铸造工艺图的绘制五、

22、铸造工艺图的绘制24五、铸造工艺图的绘制五、铸造工艺图的绘制4.4.确定工艺参数确定工艺参数根据铸件的质量要求和消费条件，参照有关手册确定根据铸件的质量要求和消费条件，参照有关手册确定 (1)(1)加工余量铸件底面为加工余量铸件底面为3m3m，顶面和侧面为，顶面和侧面为4m4m。 (2)(2)起模斜度铸件外壁斜度起模斜度铸件外壁斜度3030，内壁斜度，内壁斜度3030。 (3)(3)不铸出孔法兰盘上不铸出孔法兰盘上5 5个个1818小孔与其他小螺纹孔不铸。小孔与其他小螺纹孔不铸。 (4)(4)铸造收缩率取铸造收缩率取1 1。5.5.设计型芯设计型芯铸件内腔只需一个直立型芯，为保证型芯稳定、定位

23、准铸件内腔只需一个直立型芯，为保证型芯稳定、定位准确，型芯上下均做出芯头。确，型芯上下均做出芯头。6.6.设计浇、冒口系统设计浇、冒口系统对于球铁件，可以采用压边冒口，以防止出现缩孔及缩对于球铁件，可以采用压边冒口，以防止出现缩孔及缩松缺陷。压边冒口放置于轮毂上部厚实处，压边宽度松缺陷。压边冒口放置于轮毂上部厚实处，压边宽度4m4m。铁。铁水由横浇道经过冒口进入型腔水由横浇道经过冒口进入型腔257 7绘制铸造工艺图绘制铸造工艺图五、铸造工艺图的绘制五、铸造工艺图的绘制267 7铸造工艺实例铸造工艺实例27型砂和芯砂：原砂，粘结剂和水分；粘土砂，水玻璃砂型砂和芯砂：原砂，粘结剂和水分；粘土砂，水

24、玻璃砂和树脂砂。和树脂砂。外型方法：手工外型：整模，分模，活块，假箱，三箱外型方法：手工外型：整模，分模，活块，假箱，三箱等；单件小批量消费。机器外型：两箱整模和分模，型等；单件小批量消费。机器外型：两箱整模和分模，型板有模型，浇注系统，大批大量消费。板有模型，浇注系统，大批大量消费。铸件浇注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚铸件浇注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚不均匀？分型面的选择：应便于起模，简化外型工艺。不均匀？分型面的选择：应便于起模，简化外型工艺。全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量减少型芯和活块全部或大部分放在同一个砂箱内。尽量减少型芯和活块的数量。的数量。铸造工艺参

25、数：收缩率，加工余量，起模斜度，圆角，铸造工艺参数：收缩率，加工余量，起模斜度，圆角，芯头。芯头。铸造工艺图的绘：质量要求和构造工艺性，选择外型方铸造工艺图的绘：质量要求和构造工艺性，选择外型方法，浇注位置和分型面，确定工艺参数，设计型芯，设法，浇注位置和分型面，确定工艺参数，设计型芯，设计浇、冒口系统，绘制铸造工艺图。计浇、冒口系统，绘制铸造工艺图。本节课程小结本节课程小结28复习思索题复习思索题1.1.机器外型与手工外型相比具有哪些优点机器外型与手工外型相比具有哪些优点? ?详细有哪些方法详细有哪些方法? ?简述震压外型机的任务过程。简述震压外型机的任务过程。2.2.确定以下图所示铸件的铸

26、造工艺方案，要求如下确定以下图所示铸件的铸造工艺方案，要求如下: :按大批量消费条件分析最正确方案；按大批量消费条件分析最正确方案；按所选方案确定浇注位置、分型面、分模面按所选方案确定浇注位置、分型面、分模面(轴承座零件图轴承座零件图)29(双联齿轮零件图双联齿轮零件图)303 3试确定以下图所示铸件的分型面试确定以下图所示铸件的分型面311.3特种铸造特种铸造 Special Casting一、熔模铸造一、熔模铸造熔模铸造是用易熔资料熔模铸造是用易熔资料( (如石蜡如石蜡) )制成准确的容貌制成准确的容貌, ,在在其外表涂敷耐火涂料制成壳型，熔去容貌其外表涂敷耐火涂料制成壳型，熔去容貌, ,

27、经过焙烧经过焙烧后即可浇注液态金属获得铸件的铸造方法后即可浇注液态金属获得铸件的铸造方法, ,又叫消逝又叫消逝模铸造或精细铸造。模铸造或精细铸造。1.1.熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程压型压型用来压制蜡模的金属用来压制蜡模的金属模型模型制造蜡模制造蜡模将将5050石蜡和石蜡和5050硬脂酸熔制的蜡料压入压型硬脂酸熔制的蜡料压入压型中，冷却凝固后，开型取出蜡中，冷却凝固后，开型取出蜡件，修光分型面毛刺，得到蜡件，修光分型面毛刺，得到蜡模。模。32一、熔模铸造一、熔模铸造 制造蜡模组制造蜡模组将单个蜡模粘结在蜡制的浇注系统上，成为蜡模组。将单个蜡模粘结在蜡制的浇注系统上，成为蜡模组。涂挂涂料

28、涂挂涂料用石英粉与水玻璃或钢玉粉硅酸乙酯水解液制成涂料，用石英粉与水玻璃或钢玉粉硅酸乙酯水解液制成涂料，将蜡模组浸泡在耐火涂料中，使其涂挂均匀。将蜡模组浸泡在耐火涂料中，使其涂挂均匀。撒砂撒砂将涂挂好涂料的蜡模组外表撒一层石英砂。将涂挂好涂料的蜡模组外表撒一层石英砂。硬化硬化用氯化铵溶液制成硬化液，将撒好砂的蜡模组放入硬化液中用氯化铵溶液制成硬化液，将撒好砂的蜡模组放入硬化液中硬化硬化10-10-几几1010秒钟。秒钟。反复涂挂涂料反复涂挂涂料撒砂撒砂硬化数次，便在蜡模外表结成所需厚度的硬化数次，便在蜡模外表结成所需厚度的硬壳；硬壳；脱蜡脱蜡将结好壳的蜡模组放人将结好壳的蜡模组放人85-958

29、5-95的热水或蒸气中，熔去蜡模组，的热水或蒸气中，熔去蜡模组，便得到无分型面的型壳。便得到无分型面的型壳。型壳烘干焙烧型壳烘干焙烧将脱蜡后的型壳先经过将脱蜡后的型壳先经过200200左右的烘干，再加热到左右的烘干，再加热到850850左右焙烧，以便除去水分，剩余蜡料，提高型壳强度。左右焙烧，以便除去水分，剩余蜡料，提高型壳强度。33图图1-33填砂浇注填砂浇注将焙烧后的型壳置人砂箱中，周围填砂，将焙烧后的型壳置人砂箱中，周围填砂，即可进展浇注，待金属冷凝后，敲掉型壳，便获得带浇铸即可进展浇注，待金属冷凝后，敲掉型壳，便获得带浇铸系统的一组铸件。如图系统的一组铸件。如图1-33所示所示一、熔模

30、铸造一、熔模铸造34一、熔模铸造一、熔模铸造2 2熔模铸造的特点和适用范围熔模铸造的特点和适用范围熔模铸造的优点熔模铸造的优点: :(1)(1)铸件尺寸精度高铸件尺寸精度高( (可达可达CT4CT4 CT7)CT7)，外表粗糙度低，外表粗糙度低(Ra1.6(Ra1.6 6.3um)6.3um)，可实现少、无切削加工。，可实现少、无切削加工。(2)(2)适宜于各种合金的铸造，特别是高熔点和难以切削加工适宜于各种合金的铸造，特别是高熔点和难以切削加工的合金。如高合金钢、耐热合金等。的合金。如高合金钢、耐热合金等。(3)(3)可铸出外形复杂的薄壁铸件，如铸件上的凹槽可铸出外形复杂的薄壁铸件，如铸件上

31、的凹槽3mm3mm宽、小孔宽、小孔2.5mm2.5mm均可直接铸出。均可直接铸出。熔模铸造的缺陷：工序繁多，消费周期长，铸件本钱高，熔模铸造的缺陷：工序繁多，消费周期长，铸件本钱高，适用于大量消费的适用于大量消费的25kg25kg以下的高熔点、难以切削加工的合以下的高熔点、难以切削加工的合金铸件。金铸件。运用：在航空、船舶、汽车、迁延机、汽轮机、仪表、工运用：在航空、船舶、汽车、迁延机、汽轮机、仪表、工模具和机床等制造行业中得到了广泛的运用。模具和机床等制造行业中得到了广泛的运用。35二、金属型铸造二、金属型铸造金属型铸造金属型铸造- -金属铸型的铸造方法。由于金属型可金属铸型的铸造方法。由于

32、金属型可以反复运用，所以又称为永久型铸造。以反复运用，所以又称为永久型铸造。1 1金属型的构造及铸造工艺金属型的构造及铸造工艺金属型的资料普通采用铸铁。型芯可用金属金属型的资料普通采用铸铁。型芯可用金属型芯或砂芯，有色金属铸件常用金属型芯。型芯或砂芯，有色金属铸件常用金属型芯。金属型的构造可分为整体式、垂直分型式、金属型的构造可分为整体式、垂直分型式、程度分型式和复合分型式等。图程度分型式和复合分型式等。图1-341-34为铝活塞的为铝活塞的金属型。金属型。图图1-34362 2金属型铸造的特点及运用范围金属型铸造的特点及运用范围金属型铸造的优点：金属型铸造的优点：(1)(1)铸型可延续反复运

33、用，提高了消费率，节约了铸型可延续反复运用，提高了消费率，节约了工时、本钱和外型资料的耗费。工时、本钱和外型资料的耗费。(2)(2)金属型尺寸稳定，外表光洁，提高了铸件的尺金属型尺寸稳定，外表光洁，提高了铸件的尺寸精度寸精度(CT6(CT6CT9)CT9)和外表质量和外表质量(Ra6.3(Ra6.312.5um)12.5um)，切削加工余量减少。切削加工余量减少。(3)(3)铸件冷却速度快，结晶组织致密，提高了铸件铸件冷却速度快，结晶组织致密，提高了铸件的力学性能。的力学性能。(4)(4)金属型铸造过程没有混砂、外型工序，劳动条金属型铸造过程没有混砂、外型工序，劳动条件好。件好。二、金属型铸造

34、二、金属型铸造37金属型铸造的缺陷金属型铸造的缺陷金属型的本钱高、制造周期长，不适宜单件小批消费，也金属型的本钱高、制造周期长，不适宜单件小批消费，也不能消费大型铸件。不能消费大型铸件。金属型导热快，不适宜铸造外形复杂的薄壁铸件，铸铁件金属型导热快，不适宜铸造外形复杂的薄壁铸件，铸铁件容易产生白口组织。容易产生白口组织。运用：主要适用于像运用：主要适用于像活塞、气缸盖、油泵活塞、气缸盖、油泵壳体等外形不太复杂壳体等外形不太复杂的铝合金中、小铸件的铝合金中、小铸件的大批量消费。的大批量消费。38三、压力铸造三、压力铸造压力铸造压力铸造- -高压充型，并在压力下结晶而获得铸件高压充型，并在压力下结

35、晶而获得铸件的方法。压力铸造工艺过程的方法。压力铸造工艺过程: :卧式压铸机压铸卧式压铸机压铸图图1-3539压型是用合金工具钢来制造，并要进展严厉的热处压型是用合金工具钢来制造，并要进展严厉的热处置。压型任务时应坚持置。压型任务时应坚持120120280280度的任务温度，并度的任务温度，并定期喷刷涂料。定期喷刷涂料。三、压力铸造三、压力铸造40压力铸造的优点：压力铸造的优点：(1)(1)消费率高，消费过程易于机械化和自动化。消费率高，消费过程易于机械化和自动化。(2)(2)铸件质量高，铸件精度达铸件质量高，铸件精度达CT4CT4CT8CT8，外表粗糙，外表粗糙度度Ra0.8Ra0.83.2

36、um3.2um，普通压铸件可不经过机械加工而，普通压铸件可不经过机械加工而直接运用。直接运用。(3)(3)铸件力学性能好。表铸件力学性能好。表面晶粒细小而致密，其面晶粒细小而致密，其抗拉强度比砂型铸造提抗拉强度比砂型铸造提高高2525 3030。便于采用镶嵌法铸造，便于采用镶嵌法铸造，实现一件多材质，改实现一件多材质，改善铸件某些部位的性能。善铸件某些部位的性能。压力铸造的特点及运用范围压力铸造的特点及运用范围41压力铸造的特点及运用范围压力铸造的特点及运用范围压力铸造的缺陷：压力铸造的缺陷：表皮下方出现皮下表皮下方出现皮下气孔。铸件含气量大，气孔。铸件含气量大，所以不能加工，热处置所以不能加

37、工，热处置或在高温下运用。或在高温下运用。压力铸造运用：主压力铸造运用：主要用于汽车、迁延机、要用于汽车、迁延机、仪器仪表、医疗器械等仪器仪表、医疗器械等行业中。常用于消费行业中。常用于消费1010kgkg以下的低熔点合金铸以下的低熔点合金铸件件. .42四、低压铸造四、低压铸造低压铸造是在低压铸造是在2020 70kPa70kPa的压力下，将金属液注的压力下，将金属液注入型腔，并在压力下凝入型腔，并在压力下凝固的铸造方法。固的铸造方法。1 1低压铸造工艺过程低压铸造工艺过程图图1-3643四、低压铸造四、低压铸造2 2低压铸造的特点及运用范围低压铸造的特点及运用范围低压铸造的主要优点是：低压

38、铸造的主要优点是：1)1)浇注时压力和速度便于调理，充型平稳气体较浇注时压力和速度便于调理，充型平稳气体较易排除。易排除。2)2)便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松便于实现顺序凝固，以防止缩孔和缩松. .3)3)铸件的外表质量高于金属型，可消费出壁厚为铸件的外表质量高于金属型，可消费出壁厚为1 15 5 2mm2mm薄壁铸件。薄壁铸件。4)4)由于不用冒口，金属的利用率可提高到由于不用冒口，金属的利用率可提高到9090 9898。低压铸造运用：用于消费气缸体、气缸盖、活塞、低压铸造运用：用于消费气缸体、气缸盖、活塞、曲轴箱、壳体等高质量铝合金、镁合金铸件；船用曲轴箱、壳体等高质量铝合金、镁合金

39、铸件；船用螺旋桨、内燃机球铁曲轴等。螺旋桨、内燃机球铁曲轴等。此外，还有离心铸造、消逝模铸造、挤压铸造等此外，还有离心铸造、消逝模铸造、挤压铸造等44复习思索题复习思索题1 1金属型铸造为什么要严厉控制开型时间金属型铸造为什么要严厉控制开型时间? ?在铸在铸件构造设计方面有何要求件构造设计方面有何要求? ? 2.2.试比较压力铸造、低压铸造方法的异同点及运试比较压力铸造、低压铸造方法的异同点及运用范围。用范围。本讲小结：本讲小结：主要内容：铸造工艺根底，砂型铸造，砂型主要内容：铸造工艺根底，砂型铸造，砂型铸造工艺，特种铸造。铸造工艺，特种铸造。重点内容：流动性、缩孔与缩松的构成与防重点内容：流

40、动性、缩孔与缩松的构成与防止、热应力与变形的构成与防止、顺序凝固与同止、热应力与变形的构成与防止、顺序凝固与同时凝固，浇注位置与分型面选择，金属型铸造、时凝固，浇注位置与分型面选择，金属型铸造、压力铸造、低压铸造方法的特点与运用压力铸造、低压铸造方法的特点与运用451.4 铸件构造设计铸件构造设计 Design of Casting Structure铸件构造设计。铸件构造设计。一、铸造工艺对铸件构一、铸造工艺对铸件构造的要求造的要求1.1.铸件的外形应便于取铸件的外形应便于取出模型出模型1 1防止外部侧凹铸防止外部侧凹铸件有侧凹，必将添加分件有侧凹，必将添加分型面的数量，使铸件型面的数量，使

41、铸件容易产生错型，影响铸容易产生错型，影响铸件的外形和尺寸精度。件的外形和尺寸精度。图图1-4146图图1-422分型面尽量平直分型面尽量平直-可防止操作费时的挖砂外型，在机器可防止操作费时的挖砂外型，在机器外型时，分型面平直可方便模板的制造。外型时，分型面平直可方便模板的制造。1.1.铸件的外形应便于取出模型铸件的外形应便于取出模型473凸台、肋板的设计凸台、肋板的设计-设计铸件侧壁上的凸台、肋板时，设计铸件侧壁上的凸台、肋板时，要思索到起模方便，尽量防止运用活块和型芯。要思索到起模方便，尽量防止运用活块和型芯。图图1-43图图1-441.1.铸件的外形应便于取出模型铸件的外形应便于取出模型

42、482 2合理设计铸件的内腔合理设计铸件的内腔1 1尽量防止或减少型芯，不用或少用型芯。可简尽量防止或减少型芯，不用或少用型芯。可简化消费工艺过程，提高铸件的尺寸精度和质量。化消费工艺过程，提高铸件的尺寸精度和质量。图图1-45图图1-4649图图1-47轴承支架构造的改良轴承支架构造的改良2 2合理设计铸件的内腔合理设计铸件的内腔2 2 型芯要便于固定、排气和清理型芯要便于固定、排气和清理50图图1-48 1-48 高炉风口铸件内腔构造的改良高炉风口铸件内腔构造的改良2 2 型芯要便于固定、排气和清理型芯要便于固定、排气和清理513 3铸件要有构造斜度铸件要有构造斜度铸件上垂直于分型面的不加

43、工外表，应设计出构造铸件上垂直于分型面的不加工外表，应设计出构造斜度。斜度。铸件的构造斜度与起模斜度不容混淆。构造斜铸件的构造斜度与起模斜度不容混淆。构造斜度是在零件的非加工面上设置的，直接标注在零件度是在零件的非加工面上设置的，直接标注在零件图上，且斜度值较大。起模斜度是在零件的加工面图上，且斜度值较大。起模斜度是在零件的加工面上放出的，在绘制铸造工艺图或容貌图时运用。上放出的，在绘制铸造工艺图或容貌图时运用。52铸铸造造方方法法铸件尺寸铸件尺寸/mm合合 金金 种种 类类铸钢铸钢灰铸灰铸铁铁球墨铸球墨铸铁铁可锻铸可锻铸铁铁铝合金铝合金铜合金铜合金砂砂型型铸铸造造20020085665335

44、2002005005001012610128468500500152015201520101261012二、合金铸造性能对铸件构造的要求二、合金铸造性能对铸件构造的要求1 1合理设计铸件壁厚合理设计铸件壁厚不同的合金、不同的铸造条件，对合金的流动性影响很不同的合金、不同的铸造条件，对合金的流动性影响很大。为了获得完好、光滑的合格铸件，铸件壁厚设计应大于大。为了获得完好、光滑的合格铸件，铸件壁厚设计应大于该合金在一定铸造条件下所能得到的该合金在一定铸造条件下所能得到的“最小壁厚。表最小壁厚。表1-21-2列举了在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚。列举了在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚。表表1-2 1-

45、2 砂型铸造条件下铸件的最小壁厚砂型铸造条件下铸件的最小壁厚53图图1-50图图1-491-49为了保证铸件的承载才干，对强度和刚度要求较高的铸件，为了保证铸件的承载才干，对强度和刚度要求较高的铸件，应根据载荷的性质和大小，选择合理的截面外形，如图应根据载荷的性质和大小，选择合理的截面外形，如图1-49所示。必要时可在薄弱部位设置加强肋板，从而防止厚所示。必要时可在薄弱部位设置加强肋板，从而防止厚大截面，如图大截面，如图1-50所示。所示。1 1合理设计铸件壁厚合理设计铸件壁厚542.2.铸件壁厚应尽能够均匀铸件壁厚应尽能够均匀铸件各部分壁厚假设相差过大，厚壁处易产生缩孔、铸件各部分壁厚假设相

46、差过大，厚壁处易产生缩孔、缩松等缺陷。同时各部分冷却速度不同，易构成热缩松等缺陷。同时各部分冷却速度不同，易构成热应力，使铸件薄弱部位产生变形和裂纹。此外，为应力，使铸件薄弱部位产生变形和裂纹。此外，为了有利于铸件各部分冷却速度一致，内壁厚度要比了有利于铸件各部分冷却速度一致，内壁厚度要比外壁厚度小一些，肋板厚度比铸件壁厚要小一些外壁厚度小一些，肋板厚度比铸件壁厚要小一些. .图图1-5055图图1-5156图图1-523 3铸件壁的衔接方式要合理铸件壁的衔接方式要合理1 1铸件壁之间的衔接应有构造圆角。如无圆角，铸件壁之间的衔接应有构造圆角。如无圆角，直角处热节大，易产生缩孔缩松，如图直角处

47、热节大，易产生缩孔缩松，如图1-521-52所示；所示；在内角处易产生应力集中，裂纹倾向增大；直角内在内角处易产生应力集中，裂纹倾向增大；直角内角部分的砂型为尖角，浇注时容易冲垮而构成砂眼。角部分的砂型为尖角，浇注时容易冲垮而构成砂眼。57(2)(2)铸件壁要防止交叉和锐角衔接铸件壁要防止交叉和锐角衔接铸件壁衔接时应采用图铸件壁衔接时应采用图1 1-53-53的方式。当铸件两壁的方式。当铸件两壁交叉时，中、小铸件采交叉时，中、小铸件采用交错接头，大型铸件用交错接头，大型铸件采用环形接头，如图采用环形接头，如图1-51-53a3a所示。当两壁必需锐所示。当两壁必需锐角衔接时，要采用图角衔接时，要

48、采用图1-51-53b3b、c c所示正确的过渡方所示正确的过渡方式。其主要目的都是尽式。其主要目的都是尽能够减少铸件的热节。能够减少铸件的热节。图图1-53581-54铸件壁厚不同的部分进展衔接时，应力求平缓过渡，防止截铸件壁厚不同的部分进展衔接时，应力求平缓过渡，防止截面突变，减少应力集中，防止产生裂纹。当壁厚差别较小时，面突变，减少应力集中，防止产生裂纹。当壁厚差别较小时，可用上述的圆角过渡。当壁厚之比差别在两倍以上时，应采可用上述的圆角过渡。当壁厚之比差别在两倍以上时，应采用楔形过渡，如图用楔形过渡，如图1-54所示。所示。(3)(3)厚壁与薄壁衔接厚壁与薄壁衔接594 4防止铸件收缩妨碍防止铸件收缩妨碍在设计铸件时，应尽量使其能自在收缩。特别是在在设计铸件时，应尽量使其能自在收缩。特别是在产生内应力叠加时，应采取措施防止部分收缩阻力产生内应力叠加时，应采取措施防止部分收缩阻力过大。图过大。图1-551-55为轮形