机械制造基础铸造 PPT课件

1、2020/7/17,1,原材料 生产,机械制造过程,产品 装配,毛坯 成形,零件 加工,热加工,冷加工,装配,铸造 锻压 焊接,车削加工 铣削加工 刨削加工 磨削加工 钻削加工 镗削加工 特种加工 数控加工 钳工,组装 部装 总装,2020/7/17,2,引言：,1、铸造的概念,将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。,2、铸造的方法,砂型铸造、特种铸造。.,第四章 铸 造,2020/7/17,3,3、铸造的特点,(2)生产成本低，较为经济。,(1)成型方便，适应性强。,(3)铸件组织性能差。铸造生产劳动条件差、劳动强度大。,利用液态成

2、形,适应各种形状、尺寸、重量以及不同材料的铸件。,设备简单，节省金属（浇冒口、废机器、废铸件可重复利用）,材料来源广泛。,铸件晶粒粗大，力学性能差。,2020/7/17,4,砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。,4、砂型铸造的工艺过程,工 艺 准 备,造 型,落 砂,合 箱,浇 注,造 芯,清 理,检 验,熔炼金属,配砂、制模,2020/7/17,5,2020/7/17,6,一、铸型的组成及作用,第一节 砂型制造,2020/7/17,7,铸型各部分的作用：,1 砂箱： 造型时，用于盛放和填充型砂的开口容器 2 铸型： 浇注时，容纳液态

3、金属，冷却后形成铸件 3 分型面： 上、下铸型的分界面 4 浇注系统：金属液经浇注系统流入型腔 5 型腔： 容纳金属液的空腔（由造型材料所形成） 6 型芯： 在铸型中安放，可阻挡部分金属以形成铸件 内腔或某种特定外形 7 出气孔：用针在铸型或型芯上扎出的用于排气的小孔 8 冒口： 供补缩铸件用，熔融金属的空腔，有时还起 排气集渣作用 9 冷铁：为加快铸件局部冷却，在铸型、型芯中安放的 金属物,2020/7/17,8,二、造型材料,制造铸型用的材料称为造型材料。 砂型铸造使用型砂和芯砂制造铸型，它们是由砂、粘结剂、水和附加物组成。,造型材料应具备以下性能：,1、可塑性。,2、足够的强度。,型砂和

4、芯砂在外力作用下要易于成形。,型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。,2020/7/17,9,4、透气性。,3、耐火性。,5、退让性。,型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。,型砂和芯砂紧实后要易于通气。,型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。,2020/7/17,10,三、模样与芯盒,1、模样与型芯盒是制造铸型和型芯的工具。,2、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部形状；型芯形成铸件的内腔形状。型芯盒是制造型芯的工具。,3、砂型铸造多用木材制造模样和型芯盒。,4、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。,2020/7/17,11,四、造型方法,按造型操作方法的不同，可分为：手工造型、机器造型

5、,1、手工造型,2、机器造型,填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。,填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用于批量生产。,主要方法有：,整模造型,挖砂造型,三箱造型,活块造型,刮板造型,假箱造型,分模造型,2020/7/17,12,整模造型,特点是使用整体模样，模样截面由大到小递减。,2020/7/17,13,分模造型,特点是当铸件截面中间大两端小时，将模样在最大截面处分开（用销钉定位，可合可分）以便于造型时顺利起模。,2020/7/17,14,挖砂造型,模样无法分开而只能制成整模，而分型面又是曲面时，在造型过程中，部分型砂会阻碍模样的取

6、出。此时，必须将这部分覆盖在模样上的型砂挖去，才能顺利取模。,2020/7/17,15,用预制的假箱（砂制）或成形底板（砂制或木制）承托模样以省去挖砂工序的一种造型方法。假箱只用于造另半型，但不用于组型。,假箱造型,2020/7/17,16,2020/7/17,17,活块造型,将模样上妨碍起模的凸出部分做成活块（可拆卸）的一种造型方法。起模时，先取主体模，再用适当方法取出活块。,2020/7/17,18,刮板造型,2020/7/17,19,三箱造型,2020/7/17,20,根据铸件结构、生产批量和生产条件，选用不同的手工造型方法。,2020/7/17,21,五、浇注系统和冒口,引导液态金属流

7、入铸型型腔的一系列通道称为浇注系统。,外浇道,直浇道,横浇道,内浇道,缓和液态金属的冲力，使其平稳地流入直浇道。,是外浇道的下面一段上大下小的圆锥形通道。 它的一定的高度使液态金属产生一定的静压力， 从而使液态金属能以一定的流速和压力充满型腔。,位于内浇道上方呈上小下大的梯形通道。液态金 属中的渣子、沙粒便浮在横浇道的顶面，从而防 止铸件产生夹砂、夹渣等缺陷。还起着向內浇道 分配液态金属的作用。,与型腔相连，控制液态金属的流速和流向。,2020/7/17,22,冒 口,冒口的型腔是存贮液态金属的容器。其作用是：,1、在液态金属凝固收缩时补充液态金属，防止铸件 产生缩孔的缺陷。,2、排除型腔中的

8、气体。,3、收集液流前沿的夹杂物（集渣）,2020/7/17,23,一、铸铁的熔炼,第二节 铸铁的熔炼及浇注,用于制作铸件的合金有铸铁、铸钢、铝合金和铜合金等。其中，铸铁占铸件产量的7580以上。,铸铁熔炼可使用多种炉型，如冲天炉、电炉、反射炉等，但应用最广的是冲天炉。 冲天炉的规格以其熔化率（t / h）表示。,冲天炉的炉料主要有燃料（焦炭）、溶剂和金属料。,2020/7/17,24,2020/7/17,25,二、浇注,将熔化的液态金属注入铸型的过程，称为浇注。浇注不当，可能会使铸件产生气孔、冷隔、浇不足、缩孔等缺陷。 浇注时，要合理掌握浇注温度和浇注速度。,1、浇注温度 对复杂件、薄壁件，

9、浇注温度要高。 而对简单件、厚壁件，则正好相反。 2、浇注速度 对复杂件、薄壁件，浇注速度要快。 而对简单件、厚壁件，则正好相反。 3、浇注方法 去渣、引火、浇注。,2020/7/17,26,三、铸件的落砂、清理和常见缺陷分析,1、落砂,2、清理,3、常见缺陷分析,2020/7/17,27,2020/7/17,28,2020/7/17,29,第三节 铸件结构工艺性及铸件图,一、砂型铸件结构工艺性,零件或毛坯在满足设计要求的前提下，采用铸造方法制造的可行性和经济性。 铸件的结构除应符合本身的使用功能之外，还 应符合铸造工艺过程及相关加工工艺过程的要求。,对于铸造过程及相关工艺过程的铸件结构的合理

10、性称为铸件结构工艺性。,2020/7/17,30,铸件结构设计 P59,A 外形设计,1）外形力求简单、平直,2）尽量使分型面少且为平面,3）避免活块,4）要有结构斜度,B 内腔设计,1）尽量减少型芯,2）型芯安装稳固，便于清理,2020/7/17,31,C 壁厚设计,1）合理设计壁厚,2）壁厚尽量均匀,3）注意铸件壁之间的连接（结构圆角）,二、铸件图的绘制,1）浇注位置和分型面 2）加工余量 3）起模斜度 4）铸造圆角 5) 标注收缩率,2020/7/17,32,第四节 特种铸造,1、概念：,3、常用的特种铸造方法：,2、特种铸造的特点：,引言,铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件

11、好等。,特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。,金属型铸造,压力铸造,熔模铸造,离心铸造,2020/7/17,33,2020/7/17,34,一、熔模铸造,用易熔材料（如蜡料）制成零件的精确模样，在模样上涂覆多层耐火材料，制成型壳，待型壳干燥、硬化后，加热型壳使蜡模熔化形成型腔，型壳经高温焙烧后即可进行浇注获得铸件的铸造工艺方法叫熔模铸造，又称为失蜡铸造。因此法所得铸件尺寸精度及表面质量好，故又称其为“熔模精密铸造”。,1、工艺特点及应用,以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是少或无切削加工的方法之一。其设备简单，生产批量不受限制，主要用于大批、大量生产。其缺点是工艺过程复杂，生产周期长。,2

12、020/7/17,35,2020/7/17,36,2、工艺过程,制造压型,制造蜡模,组合蜡模组,挂涂料、撒砂,型壳干燥硬化,熔失蜡模,填砂、紧实 高温焙烧,浇注,脱壳,清理,检验,成品,入库备用,废品,金属炉料,熔化,2020/7/17,37,熔模铸造,2020/7/17,38,样品展示,2020/7/17,39,二、金属型铸造,用铸铁、铸钢或耐热钢制造铸型，将熔炼好的金属浇注进去，以获得铸件的铸造方法叫金属型铸造。 因金属铸型可反复使用几百乃至上万次，故又称永久型。,1、工艺特点,一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。,2020/7/17,40,2020/7/17,41,2020/7/17,42,2、金属型铸造工艺过程,2020/7/17,43,三、压力铸造,将液态金属在高压（30-70MPa）下快速(充型时间为0.10.2S)充填到金属铸型（压型）中，并在压力下充型和凝固而形成铸件的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。,1、工艺特点,高速高压。,多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。,2020/7/17,44,2020/7/17,45,2020/7/17,46,2020/7/17,47,2、压力铸造工艺过程,2020/7/17,48,四、离心铸造,将液态金属浇入