鑄造教學(xué)課件總

1、鑄造教學(xué)課件 大同培訓(xùn)站大同培訓(xùn)站 曾智曾智概述概述 鑄造生產(chǎn)是機(jī)械制造工業(yè)中制做機(jī)械零件或者零件毛坯的重要方法。鑄造是指制造鑄型、熔煉金屬，并將熔融金屬液澆注到具有與零件形狀相似的鑄型型腔內(nèi)，待其冷卻凝固后，獲得一定形狀和性能的金屬件（鑄件）的方法。大多數(shù)鑄件毛坯需要再經(jīng)過切削加工制成機(jī)械零件。在一定工藝條件下，鑄造也可以生產(chǎn)少削精密零件毛坯或無切削的零件。鑄造成形實質(zhì)上是利用熔融金屬的流動性能實現(xiàn)成形的。當(dāng)然，鑄造作為一種方法也可以推廣到其它材料上的成形。例如，塑料件的成形等。 北京明朝永樂青銅大鐘重達(dá)46.5t，鐘高6.75m，鐘唇厚22cm，外徑3.3m，鐘體內(nèi)遍鑄經(jīng)文22.7萬字，擊

2、鐘時尾音長達(dá)2min以上，傳距20km。永樂青銅大鐘外形和內(nèi)腔如此復(fù)雜、重量如此巨大、質(zhì)量要求如此之高，若不采用鑄造方法和具有精湛的鑄造技術(shù)，是難以用其他任何方法制造的。合金的鑄造性能合金的鑄造性能 合金的鑄造性是指在鑄造生產(chǎn)中合金鑄造成型的難易程度。 一、一、合金的充型能力合金的充型能力 熔融金屬充滿型腔，形成輪廓清晰、形狀完整的鑄件的能力叫做合金的充型能力。 1、合金的流動性 流動性好的合金，充型能力強(qiáng)，易得到形狀完整、輪廓清晰、尺寸準(zhǔn)確、薄而復(fù)雜的鑄件。 鑄件的凝固方式分為：逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固。 2、外界條件 影響充型能力的外界因素有鑄型條件、澆注條件和鑄件結(jié)構(gòu) 二、合金的收縮

3、性二、合金的收縮性 鑄件在冷卻過程中，體積和尺寸縮小的現(xiàn)象叫做收縮。通常用體收縮率和線收縮率表示。 1、收縮三階段：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮。 2、影響收縮的因素：化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件。 3、收縮對鑄件質(zhì)量的影響 1）縮孔與縮松，如果鑄件的液態(tài)收縮和凝固得不到合金液體的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的某些部位會出現(xiàn)孔洞，大而集中的孔洞稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。工藝上常采用定向凝固和同時凝固兩種措施預(yù)防。 2）鑄造應(yīng)力、變形和裂紋鑄件固態(tài)收縮受阻所引起的盈利稱為鑄造應(yīng)力，它會使鑄件的精度和使用壽命降低。當(dāng)鑄造應(yīng)力值超過合金的屈服強(qiáng)度時，鑄件會發(fā)生塑性變形：當(dāng)鑄造應(yīng)力超過合金

4、的抗拉強(qiáng)度時，鑄件將產(chǎn)生裂紋。三、鑄造生產(chǎn)常見缺陷三、鑄造生產(chǎn)常見缺陷 縮孔的防止方法可以考慮采用冒口補(bǔ)充熱節(jié)圓處的金屬液體，和采用冷鐵激冷遠(yuǎn)離冒口處的金屬，在生產(chǎn)上一般稱為定向凝固補(bǔ)縮原則。即遠(yuǎn)離冒口處的金屬先凝固，靠近冒口處的金屬后凝固，冒口處的金屬最后凝固，形成一條暢通的補(bǔ)縮通道，如下圖所示。動畫：定向凝固鑄造生產(chǎn)方法鑄造生產(chǎn)方法 1砂型鑄造 砂型鑄造是用型砂緊實成型的鑄造方法。型砂來源廣泛，價格低廉，砂型鑄造方法適應(yīng)性強(qiáng)，因而是目前生產(chǎn)中用得最多、最基本的鑄造方法。 2特種鑄造 特種鑄造與砂型鑄造不同的其它鑄造方法，如熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造、低壓鑄造和離心鑄造等。它

5、們之中還可再分為若干種鑄造方法。 砂型鑄造基本工藝過程制作模樣配制型砂制作芯盒制作芯砂砂型鑄型凝固、落砂、清理、檢驗鑄件型芯烘干造型下芯澆注液態(tài)金屬選配爐料熔煉造芯砂型鑄造過程砂型鑄造過程砂型（芯）制造砂型（芯）制造 砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，由于適應(yīng)于砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，由于適應(yīng)于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)，也是使用最廣的一種鑄造方法。造生產(chǎn)，也是使用最廣的一種鑄造方法。造型方法可分為手工造型和機(jī)器造型兩種。型方法可分為手工造型和機(jī)器造型兩種。 造型和制芯是砂型鑄造最基本的工序，按照緊實型砂造型和制芯是砂型鑄造最基本的工序，按照緊實型砂

6、和起模的方法，可分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。和起模的方法，可分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。手工造型手工造型1.1.手工造型手工造型 全部用手工或手動工具完成的造型。全部用手工或手動工具完成的造型。手工造型特點(diǎn)：手工造型特點(diǎn)：操作靈活，工藝裝備（模樣、芯盒、砂箱）簡單，生產(chǎn)準(zhǔn)操作靈活，工藝裝備（模樣、芯盒、砂箱）簡單，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種大小形狀的鑄件。缺點(diǎn)備時間短，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種大小形狀的鑄件。缺點(diǎn)是對工人技術(shù)水平要求較高，生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄是對工人技術(shù)水平要求較高，生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，用于單件、小批生產(chǎn)。件質(zhì)量不穩(wěn)定，用于單件、小批生產(chǎn)。手工造

7、型的分類手工造型的分類 1.按模樣特征分按模樣特征分 整模、分模、活塊、挖沙、假箱、刮板。整模、分模、活塊、挖沙、假箱、刮板。 2.按砂箱特征分按砂箱特征分 兩箱、三箱、脫箱、地坑。兩箱、三箱、脫箱、地坑。整模造型整模造型 當(dāng)鑄件形狀簡單、最大截面在其端面時，就采用整模造型，如圖所示。整模造型的特點(diǎn)：整模造型的特點(diǎn)： 1. 整體模 2. 最大截面在端面處 3. 操作簡單 4. 不會錯箱分模造型分模造型 當(dāng)鑄件形狀簡單，但其最大截面為中間截面時可采用分模造型。即將木模從中間分為兩半，中間用定位銷連接，以便將上下兩半木模從砂箱中取出。造型時先用下半模造下箱，再將上半模合上去造上箱分模造型的特點(diǎn)分模

8、造型的特點(diǎn) （1）最大截面在中間截面；（2）有一個或兩個分型面；（3）兩箱或三箱造型；（4）易發(fā)生錯箱。挖砂造型挖砂造型 分型面一般都是平面，當(dāng)分型面為階梯形或曲面時，則需要通過挖砂來將分型面露出，以便于起模，如圖3.7所示。挖砂造型費(fèi)時費(fèi)力，僅適合單件生產(chǎn)。挖砂造型的特點(diǎn)特點(diǎn)挖砂造型的特點(diǎn)特點(diǎn) （1）整體模； （2）最大截面靠近端面； （3）分型面為曲面 （4）效率低下。 挖砂造型的適用：挖砂造型的適用： 單件小批生產(chǎn)。 假箱造型假箱造型 當(dāng)分型面不是單一平面且生產(chǎn)批量較大時，為避免挖砂，預(yù)先制備好強(qiáng)度較高的半個鑄型來適應(yīng)其分型面。由于該鑄型只用于造型，不參與澆注，故稱為假箱。生產(chǎn)中可采用木

9、材或金屬制成成型底板來代替假箱。 假箱造型的特點(diǎn)假箱造型的特點(diǎn) （1）分型面靠近端面，利用模板（假箱）免去挖砂；（2）分型面為曲面；（3）成批生產(chǎn)；（4）效率較高，操作簡單。 活塊造型活塊造型當(dāng)鑄件側(cè)面僅有局部凸起妨礙起模時，則將局部凸起部分做成活塊，并采用適當(dāng)?shù)亩ㄎ淮胧Ｈ∧灸r，活塊留在砂型內(nèi)，將其從側(cè)面取出活塊造型的特點(diǎn)活塊造型的特點(diǎn)（1）局部妨礙起模；（2）單件或小批生產(chǎn)；（3）效率低下。刮板造型刮板造型 對大、中型具有等截面或回轉(zhuǎn)體鑄件造型時，為簡單起見不用模樣，采用一個與鑄件或砂芯截面形狀一致的木板（稱為刮板）代替模樣，根據(jù)砂型型腔或砂芯表面形狀，引導(dǎo)刮板做旋轉(zhuǎn)、直線或曲線運(yùn)動，以

10、形成型腔成為型芯。刮板造型的特點(diǎn)刮板造型的特點(diǎn)（1）用于大、中型回轉(zhuǎn)類零件；（2）分型面為平面；（3）下箱常為地坑；（4）效率極低；僅用于單件小批生產(chǎn)。三箱造型三箱造型 當(dāng)鑄件結(jié)構(gòu)具有兩個較大截面，采用一個分型面無法起模時，可選兩個大截面為分型面，用三個砂箱制造鑄型。模樣從中間小截面處分開，用定位銷連接。中箱高度應(yīng)與模樣的相應(yīng)高度相適應(yīng)。三箱造型的特點(diǎn)三箱造型的特點(diǎn) (1)有兩個分型面；（2）中箱高度必須與 模樣的相應(yīng)高度 相適應(yīng)；（3）難以用機(jī)器 造型 三箱造型的特點(diǎn)是只能手工造型。因此，造型時工藝操作比較麻煩，只適應(yīng)于單件小批生產(chǎn)。由于三箱造型的中箱高度與中箱模樣的高度相等，故中箱的通用性

11、較差。并且由于機(jī)器造型不能采用三箱造型，在大批生產(chǎn)時，往往采用外型芯環(huán)，從而使槽輪鑄件的三箱造型變?yōu)閮上湓煨汀?動畫：變?nèi)湓煨蜑閮上湓煨吞胤N鑄造特種鑄造 所謂特種鑄造，是指有別于砂型鑄造方法的其他鑄造工藝。特種鑄造一般能至少實現(xiàn)以下一種性能：鑄造方法公差等級(CT)GB6414-86手工砂型1113機(jī)器砂型810金屬型69低壓69熔模57提高鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量提高鑄件的物理及力學(xué)性能提高金屬的利用率(工藝出品率)減少原砂消耗量適宜高熔點(diǎn)、低流動性、易氧化合金鑄造改善勞動條件，便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化 大多數(shù)特種鑄造方法大多數(shù)特種鑄造方法鑄件精度高、表面粗糙度鑄件精度高、表面粗糙度值??；易

12、實現(xiàn)少、無切削加工；值??；易實現(xiàn)少、無切削加工；鑄件內(nèi)部組織致密，鑄件內(nèi)部組織致密，力學(xué)性能較好；金屬液消耗少，工藝簡單，生產(chǎn)效力學(xué)性能較好；金屬液消耗少，工藝簡單，生產(chǎn)效率高；是今后發(fā)展的方向。率高；是今后發(fā)展的方向。少、無切削的鑄造方法（特種鑄造）1 1. .熔模鑄造熔模鑄造2.2.金屬型鑄造金屬型鑄造3.3.壓力鑄造壓力鑄造 4.4.離心鑄造離心鑄造 熔模鑄造是指在易熔模樣的表面包覆多層耐火涂料熔模鑄造是指在易熔模樣的表面包覆多層耐火涂料, ,待其待其干燥硬化后熔出模樣而制成型殼干燥硬化后熔出模樣而制成型殼, ,型殼經(jīng)高溫培燒后即可澆注型殼經(jīng)高溫培燒后即可澆注的鑄造方法。熔模鑄造又稱失蠟

13、鑄造。的鑄造方法。熔模鑄造又稱失蠟鑄造。(1)(1)熔模鑄造的工藝過程熔模鑄造的工藝過程 用鋼或銅合金等制造壓型的母模用鋼或銅合金等制造壓型的母模制造壓型制造壓型制造模樣制造模樣制造殼體制造殼體, ,熔去蠟?zāi)Ｈ廴ハ災(zāi)Ｔ煨驮煨汀沧?。如圖所示。、澆注。如圖所示。1.1.熔模鑄造熔模鑄造 （金屬型鑄造高熔點(diǎn)金屬（金屬型鑄造高熔點(diǎn)金屬“熱疲勞熱疲勞”壓鑄壓鑄“蠕變?nèi)渥?” 低壓鑄低壓鑄造澆鑄管插入金屬液，壽命短，這些方法基本只適合于有色金屬。普通砂型鑄造對造澆鑄管插入金屬液，壽命短，這些方法基本只適合于有色金屬。普通砂型鑄造對于小零件要分模、起模，于小零件要分模、起模，易錯箱，粗糙易錯箱，粗糙只有金

14、屬型式造型材料的改革但金屬型高溫下會只有金屬型式造型材料的改革但金屬型高溫下會蠕變，又想到蠕變，又想到Sio2Sio2）圖圖2.2.31熔模鑄造工藝過程熔模鑄造工藝過程(2)(2)熔模鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用熔模鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用 1)1)特點(diǎn)特點(diǎn) 可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁鑄件；可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁鑄件； 鑄件鑄件精度高精度高, ,表面質(zhì)量好，實現(xiàn)了少、無切削加工表面質(zhì)量好，實現(xiàn)了少、無切削加工; ; 適用于各種合金適用于各種合金, ,尤其適用于尤其適用于高熔點(diǎn)合金及難以切削加工高熔點(diǎn)合金及難以切削加工 的合金的合金( (許多高質(zhì)量鑄造法無此特點(diǎn)許多高質(zhì)量鑄造法無此特點(diǎn)); ); 生產(chǎn)批

15、量不受限制生產(chǎn)批量不受限制, ,可實現(xiàn)機(jī)械化流水生產(chǎn)。但是工序繁可實現(xiàn)機(jī)械化流水生產(chǎn)。但是工序繁 多多, ,工藝過程復(fù)雜工藝過程復(fù)雜, ,生產(chǎn)周期長生產(chǎn)周期長, ,鑄件不能太大、太長。鑄件不能太大、太長。 2)2)應(yīng)用應(yīng)用 熔模鑄造主要用于生產(chǎn)汽輪機(jī)、水輪機(jī)上小型的葉片和葉輪、熔模鑄造主要用于生產(chǎn)汽輪機(jī)、水輪機(jī)上小型的葉片和葉輪、切削刀具及汽車、拖拉機(jī)、船舶、機(jī)床和風(fēng)動工具上的切削刀具及汽車、拖拉機(jī)、船舶、機(jī)床和風(fēng)動工具上的小型零件小型零件等等, ,目前目前, ,其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。其應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大。2.2.金屬型鑄造金屬型鑄造（砂型：一型一件，（砂型：一型一件， 塵、強(qiáng)度大，塵、強(qiáng)

16、度大，勞動條件差，且小型復(fù)雜件，批量大時，砂型有一定缺勞動條件差，且小型復(fù)雜件，批量大時，砂型有一定缺陷）陷） 即在重力作用下將熔融金屬澆入金屬型腔中獲得鑄件的方法。即在重力作用下將熔融金屬澆入金屬型腔中獲得鑄件的方法。(1)(1)金屬型金屬型 金屬型可分為整體、水平、垂直和綜合分型四種，其中金屬型可分為整體、水平、垂直和綜合分型四種，其中垂直分型便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于實垂直分型便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于實現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣?，F(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣。 (2)(2)工藝工藝特點(diǎn)特點(diǎn)( (與砂型比特點(diǎn)：散熱塊) )1)1)鑄型預(yù)熱鑄型預(yù)熱;2);2)型腔噴刷涂料型腔噴刷

17、涂料;3);3)澆鑄溫度較高澆鑄溫度較高;4;4）及時開型取件及時開型取件1噴刷涂料（耐火、隔熱緩沖） 金屬型的型腔和金屬型芯表面必須噴刷涂料。涂料可分襯料和表面涂料兩種，前者以耐火材料為主，厚度為0210mm；后者為可燃物質(zhì)(如燈煙、油類)，每次澆注噴涂一次，以產(chǎn)生隔熱氣膜。2金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度（第一次要預(yù)熱） 通常鑄鐵件為250350，非鐵金屬件100250。其目的是減緩鑄型對澆人金屬的激冷作用，減少鑄件缺陷。同時，因減小鑄型和澆人金屬的溫差，（避免急冷急熱，“熱疲勞” ）提高了鑄型壽命。3、嚴(yán)格控制澆鑄溫度金屬型冷卻快，澆鑄溫度比砂型通常要高2030攝氏度，過低，易產(chǎn)生冷隔、澆不

18、到等缺陷，過高影響金屬型壽命。 壓鑄模是進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)的主要工藝裝備，壓鑄生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行，鑄件質(zhì)量有無保證，在很大程度上取決于模具結(jié)構(gòu)的合理性和技術(shù)上的先進(jìn)性。 壓鑄模主要由動模和定模兩大部分組成，其總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。 壓鑄模壓鑄模垂直分型式金屬型的結(jié)構(gòu)垂直分型式金屬型的結(jié)構(gòu)(3)(3)金屬型鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用金屬型鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用 1)1)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 金屬型鑄造金屬型鑄造一型多鑄一型多鑄, ,節(jié)省造型材料且減少了環(huán)境污染節(jié)省造型材料且減少了環(huán)境污染; ; 工藝簡單工藝簡單, ,易于實現(xiàn)易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化機(jī)械化和自動化; ; 鑄件鑄件精度高精度高、表面粗糙度值小表面粗糙度值??； 力學(xué)

19、力學(xué)性能好性能好。 2) 2)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 不宜鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁或大型鑄件不宜鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁或大型鑄件; ;用于熔點(diǎn)較高的合金用于熔點(diǎn)較高的合金時時, ,鑄型壽命短鑄型壽命短; ;灰鐵件鑄造時還易產(chǎn)生白口組織。灰鐵件鑄造時還易產(chǎn)生白口組織。 3) 3)應(yīng)用應(yīng)用 金屬型鑄造主要用于成批、大量生產(chǎn)金屬型鑄造主要用于成批、大量生產(chǎn)( (熔點(diǎn)較低熔點(diǎn)較低) )鋁合金、銅鋁合金、銅合金等非鐵合金的中、小型鑄件合金等非鐵合金的中、小型鑄件, ,如活塞、缸體、液壓泵殼體、如活塞、缸體、液壓泵殼體、軸瓦和軸套等。軸瓦和軸套等。 3.3.壓力鑄造壓力鑄造（金屬型容易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋等，充型能力差。） 壓

20、力鑄造是指金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。壓力鑄造是指金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。 (1)(1)壓鑄機(jī)和壓壓鑄機(jī)和壓鑄工藝過程鑄工藝過程 壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)的主要設(shè)備，按壓室（壓的主要設(shè)備，按壓室（壓射室）分射室）分, ,一般分熱壓室壓一般分熱壓室壓鑄機(jī)（壓室浸于金屬液中）鑄機(jī)（壓室浸于金屬液中）和冷壓室壓鑄機(jī)（壓室與和冷壓室壓鑄機(jī)（壓室與金屬液保溫爐分開）兩大金屬液保溫爐分開）兩大類。類。 目前應(yīng)用較多的是臥式冷目前應(yīng)用較多的是臥式冷壓室壓鑄機(jī)。壓室壓鑄機(jī)。 臥式冷壓室壓鑄機(jī)的臥式冷壓室壓鑄機(jī)的壓鑄工藝過程如圖所示。壓鑄工藝過程如

21、圖所示。 臥式冷壓室壓鑄機(jī)的工作過程臥式冷壓室壓鑄機(jī)的工作過程(2)(2)壓力鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用壓力鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用特點(diǎn)：特點(diǎn)：生產(chǎn)率生產(chǎn)率比其他鑄造方法比其他鑄造方法都高都高；操作簡便操作簡便,易于實現(xiàn)自易于實現(xiàn)自動化；動化； 鑄件鑄件質(zhì)量好質(zhì)量好, ,尺寸精度高尺寸精度高，不需要進(jìn)行切削加工即可，不需要進(jìn)行切削加工即可直接裝配；直接裝配； 壓鑄件壓鑄件抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件提高抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件提高20%20%40%40%。鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高。 因為鑄件的冷卻速度快，又是在壓力下結(jié)晶，其表層結(jié)晶細(xì)密， （因壓力）可生產(chǎn)（因壓力）可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、薄壁鑄件形狀復(fù)雜、薄壁鑄件,可直接鑄可直接鑄出螺

22、紋、齒形、文字等；出螺紋、齒形、文字等； 可鑄造出鑲嵌件；可鑄造出鑲嵌件； 壓力鑄造設(shè)備投資大壓力鑄造設(shè)備投資大,壓鑄型費(fèi)用高壓鑄型費(fèi)用高,生產(chǎn)周期生產(chǎn)周期長長,只適用于大批量生產(chǎn)；（只適用于大批量生產(chǎn)；（卷氣卷氣）皮下氣孔）皮下氣孔不能不能大余量切削，不能熱處理；鑄型材料的選用要防大余量切削，不能熱處理；鑄型材料的選用要防“蠕蠕變變”（T工作大于工作大于T再結(jié)晶時）。再結(jié)晶時）。應(yīng)用應(yīng)用: : 壓力鑄造主要用于大批量生產(chǎn)鋁、鋅、鎂、銅等非鐵壓力鑄造主要用于大批量生產(chǎn)鋁、鋅、鎂、銅等非鐵合金的中、小型鑄件，儀表殼體等。合金的中、小型鑄件，儀表殼體等。(1)(1)離心鑄造機(jī)離心鑄造機(jī) 離心鑄造離

23、心鑄造機(jī)是離心鑄造機(jī)是離心鑄造所用的設(shè)備所用的設(shè)備, ,按按其旋轉(zhuǎn)軸空間其旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同分位置的不同分為立式、臥式為立式、臥式兩種。兩種。4.4.離心鑄造離心鑄造 離心鑄造是將金屬液澆入繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄離心鑄造是將金屬液澆入繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下凝固的鑄造方法。鑄型可用金屬型、型中，在離心力的作用下凝固的鑄造方法。鑄型可用金屬型、砂型、陶瓷型、熔模殼型等。砂型、陶瓷型、熔模殼型等。1)1)特點(diǎn)特點(diǎn) 鑄件組織致密鑄件組織致密, ,無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷, ,力學(xué)性能好力學(xué)性能好; ; 鑄造圓形中空鑄件時鑄造圓形中空鑄

24、件時, ,不用型芯和澆注系統(tǒng)不用型芯和澆注系統(tǒng), ,降低了金屬消耗降低了金屬消耗; ; 提高了金屬液的充型能力提高了金屬液的充型能力, ,可澆注流動性差的合金及薄壁鑄件可澆注流動性差的合金及薄壁鑄件; ; 可生產(chǎn)可生產(chǎn)雙金屬鑄件雙金屬鑄件, ,如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等, ,其結(jié)合面牢固其結(jié)合面牢固; ; 離心鑄造適應(yīng)性較廣離心鑄造適應(yīng)性較廣, ,鑄造合金的種類幾乎不受限制鑄造合金的種類幾乎不受限制; ; 既適于鑄造中空件既適于鑄造中空件, ,又可以鑄造成形鑄件，適應(yīng)性強(qiáng)。又可以鑄造成形鑄件，適應(yīng)性強(qiáng)。2)2)應(yīng)用應(yīng)用 離心鑄造主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用于生產(chǎn)齒離心鑄造

25、主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用于生產(chǎn)齒 輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。(2)(2)離心鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用離心鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用常用鑄造方法的比較常用鑄造方法的比較 鑄造種類比較項目砂 型 鑄 造熔 模 鑄 造陶瓷型鑄造金屬型鑄造低壓鑄造壓力鑄造離心鑄造適用合金的范圍 不限制以碳鋼和合金鋼為主 以高熔點(diǎn)合金為主 以有色金為主以有色金為主用于有色合金多用于黑色金屬,銅合金 適用鑄件的大小及重量范圍不限制一般1，孔2鋁合金23,鑄鐵4鑄鋼5通常壁厚25最小壁厚0.7銅合金2其它0.51孔0.7最小內(nèi)孔為7表面粗糙度(um)粗糙6.31.66.31.612.5 6.3 12

26、.51.63.20.8尺寸公差(mm)CT1113CT4CT6CT6CT6CT4金屬利用率7090907080957090鑄件內(nèi)部質(zhì)量結(jié)晶粗結(jié)晶粗結(jié)晶粗結(jié)晶細(xì)結(jié)晶細(xì)結(jié)晶細(xì)結(jié)晶細(xì)生產(chǎn)率(在適當(dāng)機(jī)械化、自動化后)可達(dá)240箱/h中等低中等中等高高應(yīng)用舉例各類鑄件刀具、機(jī)械葉片、測量儀表、電風(fēng)設(shè)備等各類模具發(fā)動機(jī)、汽車、飛機(jī)、拖拉機(jī)、電器零件等發(fā)動機(jī)、電器零件；葉輪；殼體；箱體等汽車、電器儀表、照相器材、國防工業(yè)零件等各種套、環(huán)、筒、輥、葉輪等 常用鑄造方法與砂型鑄造方法的比較應(yīng)盡量使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面在同一砂箱內(nèi)動畫：分型面選擇原則5以確保鑄件的加工精度。 1 1、澆注位置的選擇（質(zhì)量第一）

27、、澆注位置的選擇（質(zhì)量第一） 通常遵循以下原則：通常遵循以下原則： 澆注位置是澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置。澆注位置是澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置。 分型面是鑄型砂箱間的結(jié)合面。分型面是鑄型砂箱間的結(jié)合面。 一、一、澆注位置與分型面的選擇澆注位置與分型面的選擇 液態(tài)合金中金屬液態(tài)合金中金屬密度大，而非金屬雜密度大，而非金屬雜質(zhì)、氣體等密度小，質(zhì)、氣體等密度小，易于上浮。鑄件上表易于上浮。鑄件上表面易于產(chǎn)生砂眼、氣面易于產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷。孔、夾渣等缺陷。 錐齒輪鑄件的澆注位置錐齒輪鑄件的澆注位置 1 1）、）、鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或側(cè)面鑄件的重要加工面或主要工作面應(yīng)朝下或

28、側(cè)面( (對單個對單個面而言面而言) )；鑄件的重要加工面或大部分加工面、加工基準(zhǔn)面放在；鑄件的重要加工面或大部分加工面、加工基準(zhǔn)面放在同一砂箱中，以免錯箱等同一砂箱中，以免錯箱等(對多個面而言對多個面而言) 鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計（開始具體鑄造，如鑄件如何放、分型（開始具體鑄造，如鑄件如何放、分型面、模樣尺寸等。第一步：鑄件如何放、分型面在那）面、模樣尺寸等。第一步：鑄件如何放、分型面在那）2）、）、鑄件寬大平面朝下鑄件寬大平面朝下 3 3）、）、鑄件的薄壁應(yīng)朝下、垂直、傾斜，防止?jié)膊蛔?、鑄件的薄壁應(yīng)朝下、垂直、傾斜，防止?jié)膊蛔恪⒗涓羧毕荩粚崿F(xiàn)自下而上的定向凝固，防止產(chǎn)生縮孔。冷隔缺陷；實

29、現(xiàn)自下而上的定向凝固，防止產(chǎn)生縮孔。大平面澆注位置大平面澆注位置夾砂示意圖夾砂示意圖 4）、鑄件的厚大部分朝上，便于補(bǔ)縮）、鑄件的厚大部分朝上，便于補(bǔ)縮,厚大部分應(yīng)朝上、厚大部分應(yīng)朝上、分型面附近上部或側(cè)部，利安放冒口，順序凝固分型面附近上部或側(cè)部，利安放冒口，順序凝固.5）、澆注應(yīng)位置有利于減少型芯，便于安裝型芯。）、澆注應(yīng)位置有利于減少型芯，便于安裝型芯。 殼體鑄件澆注位置殼體鑄件澆注位置 2 2、選擇分型面（方便工作）、選擇分型面（方便工作） 分型面一般應(yīng)取在鑄件的最大截面上分型面一般應(yīng)取在鑄件的最大截面上，否則難否則難以取出模樣。分型面選擇應(yīng)遵循下述原則：以取出模樣。分型面選擇應(yīng)遵循下

30、述原則：分型面分型面要：一大、兩少、一平直要：一大、兩少、一平直 1 1）、鑄件的加工面及）、鑄件的加工面及加工基準(zhǔn)表面盡量放加工基準(zhǔn)表面盡量放在同一砂型中，以保在同一砂型中，以保證鑄件的加工精度。證鑄件的加工精度。 上下上下圖圖2.2.92.2.9管子堵頭分型面管子堵頭分型面 2 2）、應(yīng)盡量減少分型面數(shù)量，并力求使分型面垂直應(yīng)盡量減少分型面數(shù)量，并力求使分型面垂直（前工藝性（前工藝性也有但前主要是設(shè)計時考慮）。也有但前主要是設(shè)計時考慮）。 3 3）、應(yīng)盡量減）、應(yīng)盡量減少型芯活塊的數(shù)量。少型芯活塊的數(shù)量。 4 4）、主要型芯）、主要型芯應(yīng)盡量放在下半鑄應(yīng)盡量放在下半鑄型中型中. . 圖圖2

31、.2.10殼體分型面選擇殼體分型面選擇圖圖2.2.11 彎臂分型面的選擇彎臂分型面的選擇 端蓋澆注位置和分型面的選擇：上下方案一方案一上下方案二方案二二、二、確定工藝參數(shù)確定工藝參數(shù)（第二步：畫鑄件圖-畫模樣圖-制模樣等） 為了繪制鑄造工藝圖，在鑄造方案確定后，為了繪制鑄造工藝圖，在鑄造方案確定后，還需要選定如下工藝參數(shù)。還需要選定如下工藝參數(shù)。 收縮率收縮率 機(jī)械加工余量機(jī)械加工余量 鑄造圓角鑄造圓角 起模斜度起模斜度 最小鑄出孔、槽尺寸最小鑄出孔、槽尺寸 型芯頭型芯頭 a.a.芯頭高（或長）度和斜度芯頭高（或長）度和斜度 b.b.芯頭裝配間隙芯頭裝配間隙 收縮率收縮率（模樣比鑄件大一收縮量

32、）（模樣比鑄件大一收縮量） 由于合金的線收縮，鑄件冷卻由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模樣尺寸模樣尺寸必須比鑄件尺寸放大一個該合金的必須比鑄件尺寸放大一個該合金的收縮量收縮量。不同的鑄造合金，其收縮。不同的鑄造合金，其收縮率大小不同。砂型鑄造時的鑄件線率大小不同。砂型鑄造時的鑄件線收縮率如下表所示。收縮率如下表所示。 合金種類合金種類鑄件線收縮率鑄件線收縮率/%自由收縮自由收縮受阻收縮受阻收縮普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵中小件中小件大中件大中件特大件特大件1.00.90.80.90.80.7孕育鑄鐵孕育鑄

33、鐵1.01.50.81.0碳素鑄鋼碳素鑄鋼1.62.01.31.7鋁硅合金鋁硅合金1.01.20.81.0錫青銅錫青銅1.41.2 砂型鑄造時鑄件線收縮率砂型鑄造時鑄件線收縮率端蓋是小型普通灰鑄鐵件，且結(jié)構(gòu)簡單，查表得線收縮率為端蓋是小型普通灰鑄鐵件，且結(jié)構(gòu)簡單，查表得線收縮率為1%1%。 加工余量加工余量 機(jī)械加工余量是鑄件上為切削加工而加機(jī)械加工余量是鑄件上為切削加工而加大大的的尺寸。尺寸。 大量生產(chǎn)時余量可減??；單件小批量生產(chǎn)時，余量大量生產(chǎn)時余量可減??；單件小批量生產(chǎn)時，余量應(yīng)加大；應(yīng)加大； 表面粗糙時，余量應(yīng)加大（如鑄鋼）；位于鑄型上表面粗糙時，余量應(yīng)加大（如鑄鋼）；位于鑄型上部的面

34、余量應(yīng)大些；部的面余量應(yīng)大些； 非鐵金屬表面光潔且材料價格昂貴，余量應(yīng)減??；非鐵金屬表面光潔且材料價格昂貴，余量應(yīng)減?。?鑄件尺寸越大，加工余量越大；鑄件尺寸越大，加工余量越大； 加工面與基準(zhǔn)面距離越大，加工余量越大。加工面與基準(zhǔn)面距離越大，加工余量越大。 要求的機(jī)械加工余量要求的機(jī)械加工余量MAMA等級有等級有1010級，級，稱之為稱之為A A、B B、C C、D D、E E、 F F、G G、H H、J J和和K K級級（見下表）。推薦用于各種鑄（見下表）。推薦用于各種鑄造合金和鑄造方法的造合金和鑄造方法的RMARMA等級列在等級列在表表2.2.62.2.6中。中。最大尺寸最大尺寸要求的機(jī)

35、械加工余量等級要求的機(jī)械加工余量等級大于大于至至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.84101600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014注：注：最終機(jī)械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。最終機(jī)械加工后鑄件的

36、最大輪廓尺寸。機(jī)械加工余量方方 法法要求的機(jī)械加工余量等級要求的機(jī)械加工余量等級鑄件材料鑄件材料鑄鋼鑄鋼灰鑄灰鑄鐵鐵球墨球墨鑄鐵鑄鐵可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵銅合銅合金金鋅合鋅合金金輕金輕金屬屬合金合金鎳基鎳基合金合金鈷鈷基基合合金金砂型鑄造砂型鑄造手工造型手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造砂型鑄造機(jī)器造型機(jī)器造型和殼型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH金屬型金屬型（重力鑄（重力鑄造和低壓造和低壓鑄造）鑄造）DFDFDFDFDFDF壓力鑄造壓力鑄造BDBD熔模鑄造熔模鑄造EEEEEEE 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級 設(shè)計制作模樣時，相鄰兩壁之間的

37、交角都應(yīng)做成圓弧過渡的鑄設(shè)計制作模樣時，相鄰兩壁之間的交角都應(yīng)做成圓弧過渡的鑄造圓角。造圓角。一般中、小型鑄件的鑄造圓角半徑為一般中、小型鑄件的鑄造圓角半徑為3 35mm 5mm 。端蓋屬小端蓋屬小型鑄件，未注鑄造圓角均為型鑄件，未注鑄造圓角均為R3R35mm 5mm 。 起模斜度起模斜度 為便于取模，在平行于模樣或芯盒起模方向的側(cè)壁上的限度，為便于取模，在平行于模樣或芯盒起模方向的側(cè)壁上的限度，他的大小取決于模樣的起模高度、造型方法、模樣材料等因素他的大小取決于模樣的起模高度、造型方法、模樣材料等因素鑄造圓角 最小鑄出孔、槽尺寸 灰鑄鐵件最小鑄出孔直徑：單件小批生產(chǎn)時為灰鑄鐵件最小鑄出孔直徑

38、：單件小批生產(chǎn)時為303050mm50mm，大量生產(chǎn)時為大量生產(chǎn)時為121215mm15mm。 端蓋端蓋上有兩個上有兩個11mm11mm孔及兩個孔及兩個22mm22mm深深2mm2mm沉孔，沉孔，直徑直徑均小于均小于30mm30mm，不易鑄出，不易鑄出，由機(jī)加工完成。在鑄造工藝圖上，由機(jī)加工完成。在鑄造工藝圖上，不鑄出孔不鑄出孔用紅線打叉表明。用紅線打叉表明。 端蓋端蓋7272圓柱圓柱增加壁厚法增加壁厚法，起模斜度為起模斜度為1mm1mm。62mm62mm內(nèi)孔內(nèi)孔，取取3mm3mm，使內(nèi)孔易使內(nèi)孔易于脫模。于脫模。型芯頭 a.a.芯頭高（或長）度和斜度芯頭高（或長）度和斜度 垂直垂直芯頭高芯頭

39、高度、度、水平芯頭的水平芯頭的長度長度L L、隨芯頭隨芯頭直徑和型芯長度直徑和型芯長度增加而加大。芯增加而加大。芯頭斜度頭斜度：下芯頭：下芯頭斜度小、高度大斜度小、高度大些，上芯頭斜度些，上芯頭斜度大、高度小些。大、高度小些。圖圖2.2.162.2.16 型芯頭的構(gòu)型芯頭的構(gòu)造造 型芯頭是指型芯的外伸部分，不形成鑄件的輪廓。型芯型芯頭是指型芯的外伸部分，不形成鑄件的輪廓。型芯需要型芯頭支撐、定位、排氣和落砂。需要型芯頭支撐、定位、排氣和落砂。b.芯頭裝配間隙 為了便于下芯和合型，芯頭與芯座之間應(yīng)留有間隙為了便于下芯和合型，芯頭與芯座之間應(yīng)留有間隙S S，一，一般般S S為為0.50.54mm4

40、mm。 端蓋端蓋鑄件內(nèi)孔的直徑大于鑄件的高度，可以鑄件內(nèi)孔的直徑大于鑄件的高度，可以使用砂垛代使用砂垛代替型芯，替型芯，沒有型芯頭的設(shè)計問題。沒有型芯頭的設(shè)計問題。a)a)垂直芯頭垂直芯頭 b)b)水平芯頭水平芯頭 澆注系統(tǒng)是金屬液流入鑄型型腔的通道。通常有澆口杯、直澆澆注系統(tǒng)是金屬液流入鑄型型腔的通道。通常有澆口杯、直澆道、橫澆道和道、橫澆道和內(nèi)內(nèi)澆道組成，根據(jù)合金種類和具體鑄件情況不同，按澆道組成，根據(jù)合金種類和具體鑄件情況不同，按照內(nèi)澆道在鑄件上開設(shè)位置的不同，可將澆注系統(tǒng)分為頂注式、底照內(nèi)澆道在鑄件上開設(shè)位置的不同，可將澆注系統(tǒng)分為頂注式、底注式、中間注入式和分段注入式注式、中間注入式

41、和分段注入式三、確定澆注系統(tǒng)三、確定澆注系統(tǒng) 四、繪制鑄造工藝圖四、繪制鑄造工藝圖 在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計時，為了表示設(shè)在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計時，為了表示設(shè)計意圖和要求，需要繪制鑄造工藝圖。鑄計意圖和要求，需要繪制鑄造工藝圖。鑄造工藝圖實在零件圖上用規(guī)定的工藝符號造工藝圖實在零件圖上用規(guī)定的工藝符號表示出鑄造工藝內(nèi)容的圖形，它決定了鑄表示出鑄造工藝內(nèi)容的圖形，它決定了鑄件的形狀、尺寸、生產(chǎn)方法和工藝過程。件的形狀、尺寸、生產(chǎn)方法和工藝過程。是制造模樣、芯盒、造型、造芯和檢驗鑄是制造模樣、芯盒、造型、造芯和檢驗鑄件的依據(jù)。件的依據(jù)。課堂練習(xí)課堂練習(xí)A：一、填空（每空一、填空（每空2分共分共30分）分）1

42、、鑄造成形方法有一重要優(yōu)點(diǎn)是、鑄造成形方法有一重要優(yōu)點(diǎn)是 的鑄件，通常的鑄件，通常把金屬的把金屬的 性和性和 性統(tǒng)稱為金屬的鑄造性能。性統(tǒng)稱為金屬的鑄造性能。2、在鐵碳合金狀態(tài)圖中，普通灰口鑄鐵屬于、在鐵碳合金狀態(tài)圖中，普通灰口鑄鐵屬于 成分的合金，成分的合金，具有良好的具有良好的 ，由于其結(jié)晶時，由于其結(jié)晶時 析出，而使體析出，而使體積積 ，抵消了部分基體的，抵消了部分基體的 ，因此灰鑄鐵，因此灰鑄鐵 小。若小。若要對灰鑄鐵孕育處理，原鐵水的碳含量應(yīng)相對較要對灰鑄鐵孕育處理，原鐵水的碳含量應(yīng)相對較 ，硅含，硅含量應(yīng)相對較量應(yīng)相對較 ，硫磷含量應(yīng)相對較，硫磷含量應(yīng)相對較 ；3、鑄鋼的收縮、鑄鋼

43、的收縮 ，因此必須設(shè)置，因此必須設(shè)置 ，安放，安放 。二、辨析題（每題二、辨析題（每題2分，共分，共20分。正確的用分。正確的用表示，錯誤的用表示，錯誤的用表示）表示）1、流動性好的合金溶液在任何條件下充型能力一樣好。（、流動性好的合金溶液在任何條件下充型能力一樣好。（ ）2、合金溶液的凝固方式是由合金本身的性能決定的。（、合金溶液的凝固方式是由合金本身的性能決定的。（ ）3、合金在任何條件下鑄件上都會產(chǎn)生縮孔。（、合金在任何條件下鑄件上都會產(chǎn)生縮孔。（ ）4、大直徑圓柱體鑄件凝固后，其中心部位受壓應(yīng)力。（、大直徑圓柱體鑄件凝固后，其中心部位受壓應(yīng)力。（ ）5、鑄件凝固后，其厚大壁的中心部位受壓應(yīng)力。（、鑄件凝固后，其厚大壁的中心部位受壓應(yīng)力。（ ）6、普通灰口鑄鐵是鐵碳合金中