《机械制造工艺基础》课件第一章--铸造

第一章铸造§1－1概述§1－2砂型的制作§1－3浇注、落砂和清理§1－4特种铸造简介§1－1概述铸造——将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法。铸件——铸造所得到的金属工件或毛坯。铸造概述一、铸造的分类二、铸造的特点一、铸造的分类1．砂型铸造2．特种铸造铸造步骤：（1）制造具有和零件形状相适应空腔的铸型。（2）制备成分、温度都合格的液态金属。（3）将液态金属浇注入铸型的空腔内（4）凝固后取出铸件并清理它的表面和内腔。砂型铸造——用型砂紧实成形的铸造方法。1．砂型铸造造型→造芯→烘干→合型→浇注→落砂→清理→铸件检验齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程2．特种铸造特种铸造——砂型铸造以外的其他铸造方法。金属型铸造压力铸造离心铸造熔模铸造低压铸造壳型铸造陶瓷型铸造密封铸造连续铸造二、铸造的特点1．优点可以铸造各种形状复杂的铸件铸件的尺寸与质量几乎不受限制可以铸造任何金属和合金铸件生产设备简单，投资少，原料来源广，成本低减少了切削加工工作量，节省大量金属材料2．缺点生产工序繁多，工艺过程较难控制，易产生缺陷铸件尺寸均一性差，尺寸精度低与锻件相比，铸件内在质量差，承载能力弱生产工作环境差，温度高，粉尘多，劳动强度大§1－2砂型的制作一、造型材料和砂型二、模样与芯盒三、造型四、造芯五、浇注系统及冒口六、合型一、砂型和造型材料1．造型材料2．型砂和芯砂3．砂型造型材料——制造砂型和砂芯的材料。1．造型材料（1）砂（2）黏土（3）黏结剂（4）附加物2．型砂和芯砂型砂——按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合料。芯砂——按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要求的混合料。可塑性强度耐火性透气性退让性型砂和芯砂的经验检验3．砂型砂型——用型砂制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体。二、模样与芯盒1．模样与芯盒2．制造模样与芯盒的注意要点1．模样与芯盒模样——用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。芯盒——用来制造型芯或其他种类耐火材料芯所用的工艺装备称为芯盒。2．制造模样与芯盒的注意要点（1）分型面——铸型组元间的接合面。1—上型2—分型面3—型芯4—支座型腔5—芯头6—下型（2）收缩余量——为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值。（3）加工余量——为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。（4）起模斜度——为使模样容易从铸型中取出或型芯从芯盒中脱出，在模样或芯盒上平行于起模方向所设的斜度。一般α=0.5°～3°（5）铸造圆角——制造模样时，凡相邻两表面的交角，都应做成圆角。铸造圆角（r为铸造圆角半径）（6）芯头——为了保证型芯在铸型中得到正确定位和支撑，模样与型芯均应设有芯头。零件支座的铸型1－上型2－分型面3－型芯4－支座型腔5－芯头6－下型模样上：模样的突出部分型芯上：型芯的外伸部分三、造型1．手工造型2．机器造型3．自动化造型造型——用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程。1．手工造型手工造型——全部用手工或手动工具完成的造型工序。有箱造型脱箱造型地坑造型刮板造型手工造中型（1）有箱造型有箱造型——用砂箱作为铸型组成部分制造铸型的过程。砂箱整体模造型分开模造型手工造型工具捣砂锤墁刀成形墁刀砂钩拔模针风动锤整体模造型过程两箱分开模造型过程（2）脱箱造型脱箱造型——在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱的造型方法。造下型造上型上型起模下型起模合型脱箱、加套箱起模（3）地坑造型地坑造型——在地平面以下的砂坑中或特制的地坑中制造下型的造型方法。1－通气管2－型芯3－冒口4－铸型空腔5－浇口6－上箱7－定位桩8－焦炭（4）刮板造型刮板造型——是不用模样而用刮板操作的造型方法。1－下砂箱2－刮板架3－刮板4－上砂箱5－型砂铸件刮板刮制下型刮制上型合型2．机器造型机器造型——用机器完成紧砂和起模或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型。紧砂：使砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂提高紧实度的操作。常用方法有压实法、震实法、抛砂法等。震压式造型机的紧砂与起模紧砂起模3．自动化造型自动化造型——所有造型工序基本上不需要人力完成的造型过程称为自动化造型。四、造芯1．造芯及其分类2．烘干与刷涂料1．造芯及其分类造芯——制造型芯的过程。手工造芯：主要应用于单件、小批量生产中。机器造芯：生产效率高，型芯质量好，适用于大批量生产。手工造芯过程常用手工造芯的方法：芯盒造芯芯盒的装配取芯刮板造芯2．烘干与刷涂料烘芯——用适当温度和足够时间加热型芯，使其获得一定强度的过程。芯骨——放入型芯中用以加强或支持型芯并有一定形状的金属构架。型芯刷涂料的目的：提高型芯表层的耐火度、保温性、化学稳定性，使型芯表面光滑，并增强其抵抗高温熔融金属侵蚀的能力。五、浇注系统及冒口1．浇注系统2．冒口1．浇注系统浇注系统——又称浇口，是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。1－浇口杯2－直浇道3－横浇道4－内浇道2．冒口冒口——铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔。1－浇口杯2－直浇道3－横浇道4－内浇道5－冒口六、合型合型——又称合箱，是将铸型的各个组元，如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程。§1－3浇注、落砂和清理一、浇注二、落砂和清理三、铸件的缺陷一、浇注浇注——将熔融金属从浇包注入铸型的操作。浇包——容纳、输送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。1．浇包握包抬包吊包2．浇注温度与浇注速度浇注温度（℃）——金属熔液浇入铸型时所测量到的温度。浇注速度（kg/s）——单位时间内浇入铸型中的金属熔液质量。二、落砂和清理1．落砂落砂——用手工或机械使铸件与型砂、砂箱分开的操作。从铸件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯。通常所说的落砂包括落砂与除芯。2．清理清理——落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。三、铸件的检验与缺陷铸件的常见缺陷气孔缩孔砂眼粘砂§1－4特种铸造简介一、金属型铸造二、压力铸造三、离心铸造四、熔模铸造五、特种铸造的特点和应用一、金属型铸造金属型铸造——通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。金属型——用金属材料制成的铸型称为金属型。垂直分型式金属型1－底座2－活动半型3－定位销4－固定半型铰链开合式金属型组合式金属型芯二、压力铸造压力铸造——使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法，简称压铸。卧式冷室压铸机外形卧式冷室压铸机工作原理图1－动型2－定型3－压射冲头4－铸件5－压室三、离心铸造离心铸造——将熔融金属浇入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合。离心铸造机离心铸造四、熔模铸造熔模铸造——将熔融金属浇入由熔模形成的型壳（铸型）型腔中，在重力作用下冷凝成形获得铸件的方法，又称失蜡铸造。标准铸件压型熔蜡压制熔模单个蜡模模组制型壳、脱蜡填砂、浇注熔模铸造的工艺过程五、特种铸造的特点和应用金属型铸造压力铸造离心铸造熔模铸造