機(jī)械工程材料

1、第八章 鑄 造概概 述述1 1第一節(jié)第一節(jié) 合金的鑄造性能合金的鑄造性能2 2第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造3 3第三節(jié)第三節(jié) 特種鑄造特種鑄造4 4第四節(jié)第四節(jié) 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 31、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。 砂型鑄造 概概 述述 鑄造的基本過程：鑄造的基本過程：鑄造生產(chǎn)在機(jī)械制造業(yè)中的地位概概 述述砂型鑄造概述概概 述述鑄造產(chǎn)品鑄造產(chǎn)品概概 述述鑄鋁件球鐵鑄件鑄銅1、靈山大佛通高88米，佛體79米，蓮花瓣9米。2、靈山大佛佛體（不含蓮花瓣）由1560塊6-8毫米厚的銅壁板構(gòu)成，焊縫長達(dá)30余公里。

2、3、靈山大佛鑄銅約700噸，銅板面積達(dá)九千多平方米，約一個(gè)半足球場大小。4、由于高科技的運(yùn)用，靈山大佛能抵御14級(jí)臺(tái)風(fēng)和8級(jí)地震的侵襲。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1 1）可以生產(chǎn)出）可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、床身、機(jī)架等。的零件毛坯，如各種箱體、床身、機(jī)架等。2 2）鑄造生產(chǎn)的）鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。，工藝靈活性大。工業(yè)上常用的金屬材料均可用來進(jìn)行鑄造，鑄工業(yè)上常用的金屬材料均可用來進(jìn)行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5mm0.5mm到到1m1m左右左右3 3）鑄造用原材料大

3、都來源廣泛，價(jià)格低廉，并）鑄造用原材料大都來源廣泛，價(jià)格低廉，并可直接利用廢機(jī)件，故鑄件可直接利用廢機(jī)件，故鑄件成本較低成本較低。2 2、鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)：、鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)：概概 述述缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學(xué)性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。2 2）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。概概 述述二、二、 鑄件的凝固方式鑄件的凝固方式2 2四、鑄造應(yīng)力、變形與裂紋四、鑄造應(yīng)力、變形與裂紋4 4一、一、 合金的流

4、動(dòng)性及充型能力合金的流動(dòng)性及充型能力3 3 1 1三、三、 鑄造合金的收縮鑄造合金的收縮3 3 3 3第一節(jié)合金的鑄造性能一、一、 合金的流動(dòng)性及充型能力合金的流動(dòng)性及充型能力( (一一) )流動(dòng)性流動(dòng)性螺旋形標(biāo)準(zhǔn)試樣螺旋形標(biāo)準(zhǔn)試樣 流動(dòng)性是熔融金屬流動(dòng)性是熔融金屬的流動(dòng)能力，的流動(dòng)能力，合金的流合金的流動(dòng)性是動(dòng)性是以螺旋形流動(dòng)試以螺旋形流動(dòng)試樣的長度樣的長度來衡量。試樣來衡量。試樣越長，流動(dòng)性越好。越長，流動(dòng)性越好。第一節(jié)合金的鑄造性能鑄件的主要缺陷及產(chǎn)生原因如圖所示。鑄件的主要缺陷及產(chǎn)生原因如圖所示。第一節(jié)合金的鑄造性能第一節(jié)合金的鑄造性能常用合金的流動(dòng)性（砂型，試樣截面88mm）合金種類

5、鑄型種類澆注溫度（）螺旋線長度（mm）鑄鐵C+Si=6.2% C+Si=5.9% C+Si=5.2% C+Si=4.2%砂型砂型砂型砂型1300130013001300180013001000600鑄鋼C=0.4%砂型砂型16001640100200鋁硅合金（鋁硅明）鎂合金（含Al及Zn）錫青銅（Sn=10%,Zn=2%）硅黃銅（Si=1.54.5%）金屬型（300）砂型砂型砂型680720700104011007008004006004201000第一節(jié)合金的鑄造性能（二）影響合金流動(dòng)性的因素（二）影響合金流動(dòng)性的因素1.不同結(jié)晶特征的合金的流動(dòng)性第一節(jié)合金的鑄造性能（二）影響合金流動(dòng)性的因

6、素（二）影響合金流動(dòng)性的因素2.化學(xué)成分對(duì)合金流動(dòng)性的影響 鐵碳合金的流動(dòng)性與相圖的關(guān)系第一節(jié)合金的鑄造性能（三）充型能力及其影響因素（三）充型能力及其影響因素 充型能力是指液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的合格鑄件的能力 .1澆注條件(1) 澆注溫度。 T澆注澆注t凝固凝固流動(dòng)性流動(dòng)性粘度粘度充填路徑充填路徑充型能力充型能力第一節(jié)合金的鑄造性能(2) 充型壓力。 (3) 澆注系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大2鑄型條件 蓄熱系數(shù)、溫度以及鑄型中的氣體等均影響流動(dòng)性P充型充型V流動(dòng)流動(dòng)充型能力充型能力第一節(jié)合金的鑄造性能二、鑄件的凝固方式二、鑄件的凝固方式 大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊

7、狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。一般將鑄件的凝固方式分為三種類型：逐層凝固方式、體積凝固（或稱糊狀凝固）方式和中間凝固方式。體積凝固體積凝固 第一節(jié)合金的鑄造性能三、三、 鑄造合金的收縮鑄造合金的收縮( (一一) )收縮的概念收縮的概念把液態(tài)合金在凝固和冷卻過程中，體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為合金的合金的收縮收縮。它是鑄造合金本身的物理性質(zhì)。收縮是鑄件中許多缺陷如縮孔、縮松、裂紋、變形和內(nèi)應(yīng)力等產(chǎn)生的基本原因。 圖9-4 溫度梯度對(duì)凝固區(qū)域的影響合金的收縮經(jīng)歷如下3個(gè)階段 第一節(jié)合金的鑄造性能分為三類，液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。分為三類，液態(tài)收縮、凝固

8、收縮和固態(tài)收縮。鑄件溫度降低鑄件溫度降低澆注溫度澆注溫度室溫室溫凝固終止溫度凝固終止溫度開始凝固溫度開始凝固溫度液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮 體積收縮體積收縮線線收縮收縮第一節(jié)合金的鑄造性能（二）影響收縮的因素（二）影響收縮的因素1. 化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響 常用合金中，鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵最小。常用合金中，鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵最小。碳素鋼隨合碳量的增加凝固收縮率增加，而固態(tài)收縮碳素鋼隨合碳量的增加凝固收縮率增加，而固態(tài)收縮率略減；灰鑄鐵中碳、硅含量越高，硫含量越低，收率略減；灰鑄鐵中碳、硅含量越高，硫含量越低，收縮率越小縮率越小 。2 2澆注溫度的影響澆注溫

9、度的影響3 3鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件的影響鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件的影響 澆注溫度主要影響液態(tài)收縮。合金的澆注溫度愈高，澆注溫度主要影響液態(tài)收縮。合金的澆注溫度愈高，過熱度愈大，液態(tài)收縮量愈大，則總收縮量相應(yīng)增加。過熱度愈大，液態(tài)收縮量愈大，則總收縮量相應(yīng)增加。 鑄件的實(shí)際收縮率比自由收縮率小。鑄件的實(shí)際收縮率比自由收縮率小。 第一節(jié)合金的鑄造性能（三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松1縮孔和縮松的形成縮孔和縮松的形成 純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金，澆澆注后在型腔內(nèi)是由表及里的逐層凝固。在凝固過程注后在型腔內(nèi)是由表及里的逐層凝固。在凝固過程中，如得不

10、到合金液的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地中，如得不到合金液的補(bǔ)充，在鑄件最后凝固的地方就會(huì)產(chǎn)生縮孔方就會(huì)產(chǎn)生縮孔. .圖8-5 縮孔的形成過程示意圖第一節(jié)合金的鑄造性能1縮孔和縮松的形成縮孔和縮松的形成 鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固，凝固者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補(bǔ)縮所到補(bǔ)縮所 致。致。 (a) 鋸齒形凝固前沿(b) 形成液體小區(qū)(c) 形成縮松圖8-6縮松的形成過

11、程第一節(jié)合金的鑄造性能（三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松 一定成分的合金，縮孔、縮松的數(shù)量可以相互轉(zhuǎn)一定成分的合金，縮孔、縮松的數(shù)量可以相互轉(zhuǎn)化，但化，但 其總?cè)莘e基本一定，如圖所示。其總?cè)莘e基本一定，如圖所示。鐵碳合金成分與體積收縮率的關(guān)系鐵碳合金成分與體積收縮率的關(guān)系防止縮孔和縮防止縮孔和縮松的基本原則松的基本原則是：是：采用合理采用合理的工藝條件，的工藝條件，使縮松轉(zhuǎn)化為使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔，并使縮縮孔，并使縮孔移至冒口中?？滓浦撩翱谥小＃ㄈ╄T件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松2 2縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止第一節(jié)合金的鑄造性能（1 1）按照順序凝固原則進(jìn)行凝固）按照順序

12、凝固原則進(jìn)行凝固 是指采用各種工藝措施，使鑄件上從遠(yuǎn)離冒口的部分是指采用各種工藝措施，使鑄件上從遠(yuǎn)離冒口的部分到冒口之間建立一個(gè)逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)到冒口之間建立一個(gè)逐漸遞增的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)由遠(yuǎn)離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固，離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固， 如圖所示，使縮如圖所示，使縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中?？邹D(zhuǎn)移到冒口中。 適用于收縮大或壁厚差別適用于收縮大或壁厚差別大，易產(chǎn)生縮孔的合金鑄件，大，易產(chǎn)生縮孔的合金鑄件，如鑄鋼、高強(qiáng)度灰鑄鐵、可鍛如鑄鋼、高強(qiáng)度灰鑄鐵、可鍛鑄鐵等。鑄鐵等。順序凝固原則示意圖順序凝固原則示意圖（三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松2 2縮孔

13、和縮松的防止縮孔和縮松的防止第一節(jié)合金的鑄造性能（2 2）合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝）合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝 內(nèi)澆道的引入位置應(yīng)按照順序凝固原內(nèi)澆道的引入位置應(yīng)按照順序凝固原則確定；澆注溫度和澆注速度應(yīng)根據(jù)鑄件則確定；澆注溫度和澆注速度應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)類型確定，慢澆有利于順結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)類型確定，慢澆有利于順序凝固，有利于補(bǔ)縮，消除縮孔。序凝固，有利于補(bǔ)縮，消除縮孔。（三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松2縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止第一節(jié)合金的鑄造性能（3 3）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施 冒口冷鐵的作用冒口冷鐵的作用 冒口

14、冒口，在鑄件厚壁，在鑄件厚壁處和熱節(jié)部位設(shè)置冒口，處和熱節(jié)部位設(shè)置冒口，是防止縮孔、縮松最有是防止縮孔、縮松最有效的措施。效的措施。 冷鐵冷鐵，用鑄鐵、鋼、，用鑄鐵、鋼、銅等材料制成的激冷物。銅等材料制成的激冷物。加大冷卻速度，調(diào)節(jié)凝加大冷卻速度，調(diào)節(jié)凝固順序。固順序。2 2縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止第一節(jié)合金的鑄造性能（三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松補(bǔ)貼：補(bǔ)貼：對(duì)于板件和壁后均勻的薄對(duì)于板件和壁后均勻的薄壁件，由于冒口的有效補(bǔ)縮距離壁件，由于冒口的有效補(bǔ)縮距離所限，往往在鑄鐵的內(nèi)部仍產(chǎn)生所限，往往在鑄鐵的內(nèi)部仍產(chǎn)生縮孔和縮松。若在鑄件壁上部靠縮孔和縮松。若在鑄件壁上部靠近冒

15、口處增加一個(gè)近冒口處增加一個(gè)楔楔形厚度，使形厚度，使鑄件壁厚變成朝冒口鑄件增厚的鑄件壁厚變成朝冒口鑄件增厚的形狀，即造成一個(gè)向冒口逐漸遞形狀，即造成一個(gè)向冒口逐漸遞增的溫度梯度。所增加的楔形部增的溫度梯度。所增加的楔形部分，稱為分，稱為“補(bǔ)貼補(bǔ)貼”。（3 3）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等工藝措施 （三）鑄件的縮孔和縮松（三）鑄件的縮孔和縮松2縮孔和縮松的防止縮孔和縮松的防止第一節(jié)合金的鑄造性能鑄件的縮孔和縮松錄像鑄件的縮孔和縮松錄像第一節(jié)合金的鑄造性能四、鑄造應(yīng)力、變形與裂紋四、鑄造應(yīng)力、變形與裂紋內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力熱應(yīng)力熱應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力變形變形裂紋裂紋鑄件在

16、凝固和冷卻的過程中，由于鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型、型芯、澆冒口、砂箱等外力阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定狀態(tài)，將自發(fā)地通過鑄件的變形來緩解其應(yīng)力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)熱應(yīng)力大到一定程度會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。第一節(jié)合金的鑄造性能熱應(yīng)力的形成過程演示熱應(yīng)力的形成過程演示第一節(jié)合金的鑄造性能機(jī)械應(yīng)力形成過程分析機(jī)械應(yīng)力形成過程分析 機(jī)械應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力：機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成機(jī)械應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致形成裂紋裂紋, , 應(yīng)適時(shí)開箱加以解決應(yīng)適時(shí)開箱加以解決。第一節(jié)合金的鑄造性能鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件各部分能自由收縮鑄件各部分能自

17、由收縮 工藝方面：工藝方面：采用同時(shí)凝固原則采用同時(shí)凝固原則時(shí)效處理：時(shí)效處理：人工時(shí)效；自然時(shí)效人工時(shí)效；自然時(shí)效鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對(duì)稱鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對(duì)稱鑄件的壁厚盡可能均勻鑄件的壁厚盡可能均勻熱應(yīng)力的消除方法熱應(yīng)力的消除方法第一節(jié)合金的鑄造性能二、砂型鑄造的工藝過程二、砂型鑄造的工藝過程2 2四、澆注系統(tǒng)的確定四、澆注系統(tǒng)的確定4 4一、造型材料一、造型材料3 3 1 1三三 、砂型鑄造造型方法、砂型鑄造造型方法3 3 3 3五、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)五、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)3 3 5 5第二節(jié)砂型鑄造制做鑄型和型芯所用的材料成為造型材料。制做鑄型和型芯所用的材料成為造型材料。主要分型砂與芯砂，由原

18、砂、粘接劑、水和附加物配制而成。主要分型砂與芯砂，由原砂、粘接劑、水和附加物配制而成。（一）型（芯）砂的性能（一）型（芯）砂的性能1 1、強(qiáng)度：、強(qiáng)度：應(yīng)保證鑄型（或型芯）受外力作用時(shí)，不易被損壞應(yīng)保證鑄型（或型芯）受外力作用時(shí)，不易被損壞。型砂強(qiáng)度不足會(huì)造成塌箱、沖砂與砂眼等缺陷。型砂強(qiáng)度不足會(huì)造成塌箱、沖砂與砂眼等缺陷。2 2、透氣性：、透氣性：鑄型（或型芯）能允許氣體通過，因?yàn)闈沧r(shí)，鑄型（或型芯）能允許氣體通過，因?yàn)闈沧r(shí)，型腔內(nèi)的空氣及鑄型產(chǎn)生的揮發(fā)氣體要通過砂型逸出。型腔內(nèi)的空氣及鑄型產(chǎn)生的揮發(fā)氣體要通過砂型逸出。3 3、可塑性：、可塑性：型砂受力易成型且獲得清晰輪廓?？伤苄院?，作

19、型砂受力易成型且獲得清晰輪廓。可塑性好，作興方便，造型的輪廓清晰，可鑄出形狀尺寸精確的鑄件。興方便，造型的輪廓清晰，可鑄出形狀尺寸精確的鑄件。一、造型材料一、造型材料第二節(jié)砂型鑄造4 4、耐火性：、耐火性：型（芯）砂在高溫液態(tài)金屬作用下型（芯）砂在高溫液態(tài)金屬作用下，不軟化、不熔融和不粘結(jié)的能力、耐火性差，不軟化、不熔融和不粘結(jié)的能力、耐火性差的型（芯）砂，砂粒易粘附在鑄件表面，使清的型（芯）砂，砂粒易粘附在鑄件表面，使清砂和切削加工困難。砂和切削加工困難。5 5、退讓性：、退讓性：鑄件凝固收縮時(shí)，型（芯）砂不阻鑄件凝固收縮時(shí)，型（芯）砂不阻礙鑄件收縮。退讓性差的型芯砂，將阻礙鑄件礙鑄件收縮。

20、退讓性差的型芯砂，將阻礙鑄件的收縮，會(huì)使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力，引起變形，甚至的收縮，會(huì)使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力，引起變形，甚至開裂。開裂。 型芯在澆注時(shí)，四周被液態(tài)金屬包圍，故型芯在澆注時(shí)，四周被液態(tài)金屬包圍，故要求芯砂性能比型砂高。要求芯砂性能比型砂高。第二節(jié)砂型鑄造( (二二) )型（芯）砂的組成及配制過程型（芯）砂的組成及配制過程1 1、型（芯）砂的組成、型（芯）砂的組成原砂原砂 是型砂和砂芯的主要組成部分，其是型砂和砂芯的主要組成部分，其主要成分是由主要成分是由SiOSiO2 2及其他氧化物。砂粒均及其他氧化物。砂粒均勻且呈圓形的好，一般采自山地、沙漠、勻且呈圓形的好，一般采自山地、沙漠、河灘和海濱。河

21、灘和海濱。粘結(jié)劑粘結(jié)劑 其作用是江砂粒互相粘結(jié)在一起，其作用是江砂?；ハ嗾辰Y(jié)在一起，使型（芯）砂具有一定的強(qiáng)度和可塑性。使型（芯）砂具有一定的強(qiáng)度和可塑性。種類很多，常用的有陶（高嶺）土、膨潤種類很多，常用的有陶（高嶺）土、膨潤土、油類、合脂、樹脂與水玻璃等。土、油類、合脂、樹脂與水玻璃等。第二節(jié)砂型鑄造附加物附加物 為了改善型（芯）砂某些性能而為了改善型（芯）砂某些性能而附加的物質(zhì)。例如，加入煤粉可提高耐火附加的物質(zhì)。例如，加入煤粉可提高耐火性，加入水玻璃可提高強(qiáng)度，加入木屑可性，加入水玻璃可提高強(qiáng)度，加入木屑可改善透氣性和退讓性等。改善透氣性和退讓性等。 型砂和芯砂的組成物決定于鑄造合金的

22、型砂和芯砂的組成物決定于鑄造合金的種類，鑄件的大小及結(jié)構(gòu)特征等。種類，鑄件的大小及結(jié)構(gòu)特征等。 2 2、型（芯）砂的制備過程、型（芯）砂的制備過程烘干烘干-篩分篩分-混砂（先干混后濕混）混砂（先干混后濕混）-砂砂-停放（悶砂）。停放（悶砂）。第二節(jié)砂型鑄造（1 1）模樣的制造）模樣的制造 一般情況，模樣的外形與鑄件的外形相似，其尺一般情況，模樣的外形與鑄件的外形相似，其尺寸要大于鑄件，這是因?yàn)榻饘儆欣鋮s收縮。模樣應(yīng)有寸要大于鑄件，這是因?yàn)榻饘儆欣鋮s收縮。模樣應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以及與逐漸向適應(yīng)的表面粗糙度足夠的強(qiáng)度和剛度，以及與逐漸向適應(yīng)的表面粗糙度和尺寸精度。和尺寸精度。 根據(jù)制造模樣所用

23、的材料不同，分為根據(jù)制造模樣所用的材料不同，分為木模樣、金木模樣、金屬模樣和塑料模樣屬模樣和塑料模樣等，可根據(jù)鑄件的要求、造型方法等，可根據(jù)鑄件的要求、造型方法和生產(chǎn)批量等，經(jīng)濟(jì)合理的選用。和生產(chǎn)批量等，經(jīng)濟(jì)合理的選用。 第二節(jié)砂型鑄造 木模樣木模樣 是模樣中應(yīng)用最廣泛的一種，具有質(zhì)輕是模樣中應(yīng)用最廣泛的一種，具有質(zhì)輕、價(jià)廉和容易加工等優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度低，容易變形和損、價(jià)廉和容易加工等優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度低，容易變形和損壞，一班用于單件和中小批量生產(chǎn)。常用木材有，紅壞，一班用于單件和中小批量生產(chǎn)。常用木材有，紅木、杉木、銀杏等。木、杉木、銀杏等。 金屬模樣金屬模樣用鑄鐵、銅合金和鋁合金等金屬材料用鑄鐵、銅

24、合金和鋁合金等金屬材料制造的模樣。鋁模最為多見。金屬模樣的強(qiáng)度高，尺制造的模樣。鋁模最為多見。金屬模樣的強(qiáng)度高，尺寸精確，表面光潔，壽命長。但制造時(shí)生產(chǎn)周期長、寸精確，表面光潔，壽命長。但制造時(shí)生產(chǎn)周期長、成本高，用于大批量生產(chǎn)。成本高，用于大批量生產(chǎn)。（二）芯盒的制造（二）芯盒的制造 芯盒的型腔與鑄件的內(nèi)腔孔洞相似。其尺寸應(yīng)考慮鑄件芯盒的型腔與鑄件的內(nèi)腔孔洞相似。其尺寸應(yīng)考慮鑄件內(nèi)腔的加工余量和收縮量。根據(jù)制造芯盒的材質(zhì)不同內(nèi)腔的加工余量和收縮量。根據(jù)制造芯盒的材質(zhì)不同，也可以分為木芯盒和金屬芯盒，金屬芯盒的材料一，也可以分為木芯盒和金屬芯盒，金屬芯盒的材料一般是鑄造鋁合金般是鑄造鋁合金第二

25、節(jié)砂型鑄造（三）造型與制芯工藝（三）造型與制芯工藝 造型是指用造型是指用型砂、模樣、砂型砂、模樣、砂箱等工藝裝備制箱等工藝裝備制造砂型的過程。造砂型的過程。 制芯是將芯砂制芯是將芯砂制成符合芯盒形制成符合芯盒形狀的砂芯的過程。狀的砂芯的過程。 圖 砂型鑄造工藝流程第二節(jié)砂型鑄造第二節(jié)砂型鑄造二、砂型鑄造的工藝過程二、砂型鑄造的工藝過程 將液體金屬澆入用型砂緊實(shí)成的鑄型中，待凝固冷卻后，將液體金屬澆入用型砂緊實(shí)成的鑄型中，待凝固冷卻后，將鑄型破壞，取出鑄件的鑄造方法稱為砂型鑄造。將鑄型破壞，取出鑄件的鑄造方法稱為砂型鑄造。 砂型鑄造工藝過程砂型鑄造工藝過程制造模樣、芯盒制造模樣、芯盒配制型砂、芯

26、砂配制型砂、芯砂造造型和造芯型和造芯烘干、合箱烘干、合箱熔煉金屬、澆熔煉金屬、澆注注落砂、清理與檢驗(yàn)等落砂、清理與檢驗(yàn)等第二節(jié)砂型鑄造三三 、砂型鑄造造型方法、砂型鑄造造型方法（一）手工造型（一）手工造型 單件、小批量生產(chǎn)單件、小批量生產(chǎn)（二）機(jī)器造型（二）機(jī)器造型 中、小件大批量生產(chǎn)中、小件大批量生產(chǎn)（三）機(jī)器造芯（三）機(jī)器造芯 中、小件大批量生產(chǎn)中、小件大批量生產(chǎn)（四）柔性造型單元（四）柔性造型單元 各種形狀與批量生產(chǎn)各種形狀與批量生產(chǎn)套筒的砂型鑄造過程：套筒的砂型鑄造過程：第二節(jié)砂型鑄造造型方法造型方法特點(diǎn)特點(diǎn)整模造型整模造型 整體模型，分型面為平面整體模型，分型面為平面分模造型分模造型

27、 分開模型，分型面多是平面分開模型，分型面多是平面活塊造型活塊造型 將模樣上有妨礙取摸的部分做成活動(dòng)的將模樣上有妨礙取摸的部分做成活動(dòng)的挖沙造型挖沙造型 造型時(shí)須挖去阻礙取模的型砂造型時(shí)須挖去阻礙取模的型砂刮板造型刮板造型 和鑄件截面形狀相適應(yīng)的板狀模樣和鑄件截面形狀相適應(yīng)的板狀模樣三箱造型三箱造型 鑄件兩端截面尺寸較大，需要三個(gè)沙箱鑄件兩端截面尺寸較大，需要三個(gè)沙箱第二節(jié)砂型鑄造（一）手工造型（一）手工造型1 1、整模造型、整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡單，鑄件不會(huì)產(chǎn)型腔全部在半個(gè)鑄型內(nèi)，其造型簡單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型

28、缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平生錯(cuò)型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。面的鑄件。第二節(jié)砂型鑄造2 2、分模造型、分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡單省工。常用于最大截面在上、下兩個(gè)砂箱內(nèi)，造型簡單省工。常用于最大截面在中部的鑄件。中部的鑄件。第二節(jié)砂型鑄造支承臺(tái)的分塊模造型實(shí)例第二節(jié)砂型鑄造三箱造型三箱造型第二節(jié)砂型鑄造法蘭座的三箱造型實(shí)例第二節(jié)砂型鑄造3 3、挖砂造型、挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲面。為便于起模，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型面。為便于起模

29、，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求砂、其造型費(fèi)工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。 第二節(jié)砂型鑄造手輪的挖砂造型實(shí)例第二節(jié)砂型鑄造4 4、活塊造型、活塊造型是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小凸臺(tái)，是在制模時(shí)將鑄件上的妨礙起模的小凸臺(tái)，肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。起模時(shí)，先起肋條等這些部分作成活動(dòng)的（即活塊）。起模時(shí)，先起出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時(shí)，工出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。其造型費(fèi)時(shí)，工人技術(shù)水平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出人技術(shù)水

30、平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起模的鑄件。部分、難以起模的鑄件。 第二節(jié)砂型鑄造5 5、刮板造型、刮板造型是用刮板代替實(shí)體模樣造型，它可降低是用刮板代替實(shí)體模樣造型，它可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。刮板造型實(shí)刮板造型實(shí)例例第二節(jié)砂型鑄造6 6、地坑造型、地坑造型在地平面以下的沙坑中或特制的地坑中制造在地平面以下的沙坑中或特

31、制的地坑中制造下型的造型方法，特點(diǎn)是省掉了下砂箱，但造型操作麻下型的造型方法，特點(diǎn)是省掉了下砂箱，但造型操作麻煩。用于中型、大型鑄件單件或小批量生產(chǎn)。煩。用于中型、大型鑄件單件或小批量生產(chǎn)。第二節(jié)砂型鑄造平板的地坑造型實(shí)例第二節(jié)砂型鑄造7 7、假箱造型、假箱造型是為克服挖砂造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點(diǎn)，在造型前預(yù)先的挖砂缺點(diǎn)，在造型前預(yù)先做個(gè)底胎（即假箱），然后做個(gè)底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不在底胎上制下箱，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單，且分型面砂造型操作簡單，且分型面整齊。適用于成批生產(chǎn)中需整齊。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。要挖

32、砂的鑄件。假箱造型實(shí)例假箱造型實(shí)例第二節(jié)砂型鑄造（二）機(jī)器造型（二）機(jī)器造型 機(jī)器造型是將機(jī)器造型是將填砂、緊實(shí)和起模填砂、緊實(shí)和起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械等主要工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化，并組成生產(chǎn)流水線。機(jī)器造型生產(chǎn)率高，鑄型質(zhì)量好，鑄化，并組成生產(chǎn)流水線。機(jī)器造型生產(chǎn)率高，鑄型質(zhì)量好，鑄件質(zhì)量高，適用于中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。件質(zhì)量高，適用于中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。 自動(dòng)造型生產(chǎn)線自動(dòng)造型生產(chǎn)線1 1卸箱機(jī)卸箱機(jī) 2 2移箱機(jī)移箱機(jī) 3 3、1313落砂落砂 4 4下箱自動(dòng)造型機(jī)下箱自動(dòng)造型機(jī) 5 5刷砂刷刷砂刷6 6平車平車 7 7放箱機(jī)放箱機(jī) 8 8翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī) 9 9合型機(jī)合型機(jī) 10 10輥

33、道輥道 1111換模小車換模小車1212上箱自動(dòng)造型機(jī)上箱自動(dòng)造型機(jī) 14 14鑄型鑄型 15 15澆注工段澆注工段 1616輸送帶輸送帶第二節(jié)砂型鑄造機(jī)器造型方法一機(jī)器造型方法一1 1、振壓造型工作原理、振壓造型工作原理 機(jī)器造型方法：振壓造型、高壓造型、拋砂造型。機(jī)器造型方法：振壓造型、高壓造型、拋砂造型。 a) a) 填砂填砂 b) b) 振實(shí)振實(shí) c) c) 壓實(shí)壓實(shí) d) d) 起模起模圖8-11振壓式造型機(jī)工作原理第二節(jié)砂型鑄造震壓式造型錄像第二節(jié)砂型鑄造 （三）機(jī)器造芯（三）機(jī)器造芯 在大批量生產(chǎn)中，常用型芯制作設(shè)備是射芯機(jī)和殼（吹）芯機(jī)。在大批量生產(chǎn)中，常用型芯制作設(shè)備是射芯機(jī)

34、和殼（吹）芯機(jī)。第二節(jié)砂型鑄造射砂擠壓造型錄像 射芯機(jī)工作原理第二節(jié)砂型鑄造四、澆注系統(tǒng)的確定四、澆注系統(tǒng)的確定圖圖 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)的組成1 1外澆口外澆口 2 2直澆口直澆口 3 3橫澆口橫澆口 4 4內(nèi)澆口內(nèi)澆口 5 5冒口冒口澆注系統(tǒng)指液態(tài)澆注系統(tǒng)指液態(tài)金屬流入鑄型型金屬流入鑄型型腔的通道腔的通道 , ,澆注澆注系統(tǒng)一般包括外系統(tǒng)一般包括外澆口、直澆道、澆口、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口橫澆道、內(nèi)澆口等，等， 第二節(jié)砂型鑄造 澆注系統(tǒng)的組成1外澆口 2直澆口 3橫澆口 4內(nèi)澆口 5冒口 澆注系統(tǒng)應(yīng)澆注系統(tǒng)應(yīng)保證液保證液態(tài)金屬平穩(wěn)地引入鑄型，態(tài)金屬平穩(wěn)地引入鑄型，要有利于排渣和排氣，要有

35、利于排渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順并能控制鑄件的凝固順序序. . 冒口的作用是冒口的作用是補(bǔ)縮、補(bǔ)縮、集渣、通氣、排氣集渣、通氣、排氣。對(duì)。對(duì)冒口的要求是：金屬液冒口的要求是：金屬液足夠補(bǔ)縮量；補(bǔ)縮通道足夠補(bǔ)縮量；補(bǔ)縮通道暢通，且保證冒口的凝暢通，且保證冒口的凝固時(shí)間要大于鑄件的凝固時(shí)間要大于鑄件的凝固時(shí)間。固時(shí)間。第二節(jié)砂型鑄造 澆口位置的確定對(duì)鑄件質(zhì)量影響很大，依據(jù)鑄件的具體結(jié)構(gòu)、合金種類等有以下幾種： 第二節(jié)砂型鑄造五、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)五、砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)鑄造工藝圖包括：鑄造工藝圖包括： 鑄件的澆注位置鑄件的澆注位置 鑄型分型面鑄型分型面 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)支座的零件圖、鑄造工藝

36、圖、模樣圖及合型圖支座的零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖及合型圖第二節(jié)砂型鑄造（一）澆注位置的選擇（一）澆注位置的選擇鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面；鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面；澆注位置澆注位置澆注時(shí)鑄件在鑄型中的空間位置。澆注時(shí)鑄件在鑄型中的空間位置。澆注位置的選擇原則：澆注位置的選擇原則：第二節(jié)砂型鑄造 鑄件的大平面應(yīng)朝下；面積較大的薄鑄件的大平面應(yīng)朝下；面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或側(cè)面；壁部分置于鑄型下部或側(cè)面； 鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或側(cè)面。鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或側(cè)面。澆注位置的選擇原則：澆注位置的選擇原則：第二節(jié)砂型鑄造 鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或側(cè)面。鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或

37、側(cè)面。（二）鑄型分型面的選擇（a a）鑄件鑄件 （b b）四箱造型四箱造型 （c c）三箱造型三箱造型 （d d）兩箱造型兩箱造型 三通類鑄件的分型面的選擇三通類鑄件的分型面的選擇 第二節(jié)砂型鑄造選擇原則選擇原則應(yīng)保證模樣能順利的從鑄型中取出；應(yīng)保證模樣能順利的從鑄型中取出；應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量；應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量；應(yīng)盡量使分型面是一個(gè)平直的面；應(yīng)盡量使分型面是一個(gè)平直的面； 應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱；應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱； 應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱；應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱；應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少。應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少。 分型面分型面指

38、鑄型中相互結(jié)合的表面指鑄型中相互結(jié)合的表面第二節(jié)砂型鑄造應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出 (a) 不合理 (b) 合理分型面應(yīng)選在最大截面處示意圖 第二節(jié)砂型鑄造應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量第二節(jié)砂型鑄造應(yīng)盡量使分型面是一個(gè)平直的面應(yīng)盡量使分型面是一個(gè)平直的面第二節(jié)砂型鑄造應(yīng)使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱應(yīng)使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱, ,易于保證鑄件的尺寸精度易于保證鑄件的尺寸精度第二節(jié)砂型鑄造 應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱；第二節(jié)砂型鑄造應(yīng)盡

39、量使型芯和活塊的數(shù)量減應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少少 圖為一側(cè)凹鑄件，圖中的分型方案圖為一側(cè)凹鑄件，圖中的分型方案1 1要考慮采用要考慮采用活塊造型或加外型芯才能鑄造；采用圖中的方案活塊造型或加外型芯才能鑄造；采用圖中的方案2 2則則省去了活塊造型或加外型芯。省去了活塊造型或加外型芯。第二節(jié)砂型鑄造（三）工藝參數(shù)的確定加工余量；加工余量；收縮率；收縮率；拔模斜度；拔模斜度；鑄造圓角；鑄造圓角；型芯及型芯頭。型芯及型芯頭。工藝參數(shù)工藝參數(shù)第二節(jié)砂型鑄造1 1、加工余量、加工余量孔的鑄出：孔的鑄出：要考慮鑄出的可能性、必要性、要考慮鑄出的可能性、必要性、和經(jīng)濟(jì)性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而和經(jīng)濟(jì)

40、性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機(jī)加工完成。小孔則用機(jī)加工完成。第二節(jié)砂型鑄造2 2、鑄造收縮率、鑄造收縮率 鑄件在凝固和冷卻過程中會(huì)發(fā)生收縮而造成各部鑄件在凝固和冷卻過程中會(huì)發(fā)生收縮而造成各部分體積和尺寸縮小。分體積和尺寸縮小。為了使鑄件的實(shí)際尺寸符合圖樣為了使鑄件的實(shí)際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時(shí)，模樣和芯盒的制造尺寸要求，在制作模樣和芯盒時(shí)，模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮率。應(yīng)比鑄件放大一個(gè)該合金的收縮率。 合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。通?；彝ǔ；诣T鐵鑄鐵的鑄

41、造收縮率是的鑄造收縮率是0.7%0.7%-1.0%-1.0%，鑄鋼鑄鋼的鑄造收縮率為的鑄造收縮率為1.3%1.3%-2.0%-2.0%，鋁合金鋁合金的鑄造收縮率為的鑄造收縮率為0.8%0.8%-1.2%-1.2%，錫青銅錫青銅鑄造收縮率為鑄造收縮率為1.2%1.2%-1.4%-1.4%。件件模100LLLK式中： L模模樣尺寸； L件鑄件尺寸。 第二節(jié)砂型鑄造3 3、鑄型起模斜度、鑄型起模斜度 為了起模方便又不損壞砂型，凡垂直于分型面的為了起模方便又不損壞砂型，凡垂直于分型面的壁上留有起模斜度，如圖所示。起模斜度值見壁上留有起模斜度，如圖所示。起模斜度值見JB/T JB/T 510551051

42、9911991。第二節(jié)砂型鑄造4 4、鑄造圓角、鑄造圓角凝固特性凝固特性熱節(jié)、充型熱節(jié)、充型不同轉(zhuǎn)角不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié)處的熱節(jié)第二節(jié)砂型鑄造5 5、型芯及型芯頭、型芯及型芯頭型芯型芯是鑄件的一個(gè)重要的組成部分，型芯的功用是是鑄件的一個(gè)重要的組成部分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔形成鑄件的內(nèi)腔, ,孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形第二節(jié)砂型鑄造1、支座（四）實(shí)例分析方案 沿底版中心分型。軸孔下芯方便，但底版上四個(gè)凸臺(tái)必須采用活塊且鑄件在上、下箱各半。方案沿底面分型，鑄件全部在下箱，不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)箱，鑄件易清理。但軸孔內(nèi)凸臺(tái)必須采用活塊或下芯且軸孔難以鑄出。第二節(jié)砂型鑄造（

43、五）鑄造工藝圖的繪制（五）鑄造工藝圖的繪制 為了獲得健全的合格鑄件，減小鑄型制造的工為了獲得健全的合格鑄件，減小鑄型制造的工作量，降低鑄件成本，在砂型鑄造的生產(chǎn)準(zhǔn)備過程作量，降低鑄件成本，在砂型鑄造的生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中，必須合理地制訂出鑄造工藝方案，并繪制出鑄中，必須合理地制訂出鑄造工藝方案，并繪制出鑄造工藝圖。造工藝圖。 a聯(lián)軸節(jié)零件圖 b鑄造工藝圖 c模樣圖（收縮率1%） 第二節(jié)砂型鑄造（六）鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般程序（六）鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般程序表9-8 鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和一般程序項(xiàng)目項(xiàng)目內(nèi)容內(nèi)容用途及應(yīng)用范圍用途及應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序鑄造工藝圖鑄造工藝圖在零件圖上用規(guī)定的在零件圖上用規(guī)定的

44、紅、藍(lán)等各色符號(hào)表示出：紅、藍(lán)等各色符號(hào)表示出：澆注位置和分型面，加工澆注位置和分型面，加工余量，收縮率，起模斜度，余量，收縮率，起模斜度，反變形量，澆、反變形量，澆、冒口系統(tǒng)，內(nèi)外冷鐵冒口系統(tǒng)，內(nèi)外冷鐵，鑄肋，砂芯形狀、數(shù)量，鑄肋，砂芯形狀、數(shù)量及芯頭大小等及芯頭大小等制造模樣、模底板、制造模樣、模底板、芯盒等工裝以及進(jìn)行生產(chǎn)芯盒等工裝以及進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù)。適用準(zhǔn)備和驗(yàn)收的依據(jù)。適用于各種批量的生產(chǎn)于各種批量的生產(chǎn)產(chǎn)品零件的技術(shù)條件和產(chǎn)品零件的技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性分析結(jié)構(gòu)工藝性分析選擇鑄造及造型方法選擇鑄造及造型方法確定澆注位置和分型面確定澆注位置和分型面選用工藝參數(shù)選用工藝參數(shù)設(shè)計(jì)

45、澆冒口、冷鐵和鑄設(shè)計(jì)澆冒口、冷鐵和鑄肋肋型芯設(shè)計(jì)型芯設(shè)計(jì)鑄件圖鑄件圖把經(jīng)過鑄造工藝設(shè)計(jì)后，把經(jīng)過鑄造工藝設(shè)計(jì)后，改變了零件形狀、尺寸的改變了零件形狀、尺寸的地方都反映在鑄件圖上地方都反映在鑄件圖上鑄件驗(yàn)收和機(jī)加工夾具設(shè)鑄件驗(yàn)收和機(jī)加工夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。適用于成批、計(jì)的依據(jù)。適用于成批、大量生產(chǎn)或重要鑄件的生大量生產(chǎn)或重要鑄件的生產(chǎn)產(chǎn)在完成鑄造工藝圖的基在完成鑄造工藝圖的基礎(chǔ)上，畫出鑄件圖礎(chǔ)上，畫出鑄件圖鑄型裝配圖鑄型裝配圖表示出澆注位置，型芯數(shù)表示出澆注位置，型芯數(shù)量、固定和下芯順序，澆量、固定和下芯順序，澆冒口和冷鐵布置，砂箱結(jié)冒口和冷鐵布置，砂箱結(jié)構(gòu)和尺寸大小等構(gòu)和尺寸大小等生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、

46、檢驗(yàn)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、合箱、檢驗(yàn)、工藝調(diào)整的依據(jù)。適用于工藝調(diào)整的依據(jù)。適用于成批、大量生產(chǎn)的重要件成批、大量生產(chǎn)的重要件，單件的重型鑄件，單件的重型鑄件通常在完成砂箱設(shè)計(jì)后通常在完成砂箱設(shè)計(jì)后畫出畫出鑄造工藝卡片鑄造工藝卡片說明造型、造芯、澆注、說明造型、造芯、澆注、打箱、清理等工藝操作過打箱、清理等工藝操作過程及要求程及要求生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。根生產(chǎn)管理的重要依據(jù)。根據(jù)批量大小填寫必要條件據(jù)批量大小填寫必要條件綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容綜合整個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容第二節(jié)砂型鑄造特種鑄造特種鑄造金屬型鑄造離心鑄造壓力鑄造熔模鑄造低壓鑄造擠壓鑄造陶瓷型鑄造第三節(jié)特種鑄造 與砂型鑄造相比，特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、

47、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)。但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到一定限制。第三節(jié)特種鑄造 模鑄造是在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的成形方法。熔模鑄造工藝過程熔模鑄造工藝過程： 制造熔模、制模組、上涂料（及撒砂）、脫模、焙燒、澆注、落砂、切澆口。一、熔模鑄造第三節(jié)特種鑄造 圖8-26 熔模鑄造的工藝過程a）母模 b）壓型 c）熔蠟 d）制造蠟?zāi)?e）蠟?zāi)?f）蠟?zāi)＝M g）結(jié)殼，脫蠟 h）填砂，澆注熔模鑄造的生產(chǎn)工序第三節(jié)特種鑄造熔模鑄造的特點(diǎn)：熔模鑄造的特點(diǎn)： 鑄件的精度和表面質(zhì)量較高鑄件的精度和表面質(zhì)量較高

48、（IT11-13,Ra1.6-12.5IT11-13,Ra1.6-12.5） 合金種類不受限制，鋼鐵及有色金屬均可適用合金種類不受限制，鋼鐵及有色金屬均可適用 可鑄出形狀復(fù)雜的鑄件可鑄出形狀復(fù)雜的鑄件 生產(chǎn)批量不受限制生產(chǎn)批量不受限制 工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高鑄件尺寸不能工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高鑄件尺寸不能太大太大 熔模鑄造是一種少、無切削的先進(jìn)精密成形工藝，最熔模鑄造是一種少、無切削的先進(jìn)精密成形工藝，最適合適合2525kgkg以下的高熔點(diǎn)、難加工合金鑄件的批量生產(chǎn)。如以下的高熔點(diǎn)、難加工合金鑄件的批量生產(chǎn)。如汽輪機(jī)葉片、泵輪、復(fù)雜刀具、汽車上小型精密鑄件。汽輪機(jī)葉片、泵

49、輪、復(fù)雜刀具、汽車上小型精密鑄件。第三節(jié)特種鑄造第三節(jié)特種鑄造二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造 金屬型的結(jié)構(gòu)可分為：水平分型式、垂直分型式及金屬型的結(jié)構(gòu)可分為：水平分型式、垂直分型式及復(fù)合分型式等。金屬型一般用鑄鐵、鑄鋼；鑄件的內(nèi)腔復(fù)合分型式等。金屬型一般用鑄鐵、鑄鋼；鑄件的內(nèi)腔可用金屬型芯或砂芯來形成。可用金屬型芯或砂芯來形成。 金屬型鑄造是在重力作用下將液態(tài)金屬澆入金屬鑄金屬型鑄造是在重力作用下將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型的成形方法。型的成形方法。水平分型式第三節(jié)特種鑄造金屬型鑄造生產(chǎn)過程第三節(jié)特種鑄造 金屬型優(yōu)點(diǎn)：金屬型優(yōu)點(diǎn)： 一型多鑄，生產(chǎn)效率高一型多鑄，生產(chǎn)效率高 鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)鑄件尺

50、寸精度高，表面質(zhì)量好量好 ( (IT12-14, Ra6.3-IT12-14, Ra6.3-12.5)12.5) 鑄件冷卻快，組織致密，鑄件冷卻快，組織致密，機(jī)械性能好機(jī)械性能好 金屬型缺點(diǎn)：金屬型缺點(diǎn)： 金屬型成本高金屬型成本高 沒有退讓性，不宜生沒有退讓性，不宜生 產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件 鑄件冷卻快，組織致鑄件冷卻快，組織致密，機(jī)械性能好密，機(jī)械性能好 金屬型鑄造主要用于銅、鋁、鎂等有色金屬鑄件的金屬型鑄造主要用于銅、鋁、鎂等有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)。如內(nèi)燃機(jī)活塞、汽缸蓋、油泵殼體、軸瓦、大批量生產(chǎn)。如內(nèi)燃機(jī)活塞、汽缸蓋、油泵殼體、軸瓦、軸套等。軸套等。第三節(jié)特種鑄造第三節(jié)特種鑄

51、造三、壓力鑄造 壓力鑄造是將液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)晶，以獲得鑄件的方法。 a） b） c） 圖8-28 立式壓鑄機(jī)工作過程示意圖 a）澆注 b）壓射 c）開型l定型2-壓射活塞3-動(dòng)型4下活塞5余料6-壓鑄件7-壓室第三節(jié)特種鑄造第三節(jié)特種鑄造臥式壓鑄機(jī)第三節(jié)特種鑄造壓力鑄造的特點(diǎn)：壓力鑄造的特點(diǎn)： 鑄件的尺寸精度高（鑄件的尺寸精度高（IT8-12,Ra3.2-0.4IT8-12,Ra3.2-0.4） 鑄件的強(qiáng)度和表面硬度都較高鑄件的強(qiáng)度和表面硬度都較高 生產(chǎn)效率高（一般為生產(chǎn)效率高（一般為5050-150-150次次/ /小時(shí)小時(shí)） 鑄件表皮下有氣孔，不能多余量

52、加工和熱處理鑄件表皮下有氣孔，不能多余量加工和熱處理 設(shè)備投資大，壓鑄型制造成本高，適宜大量生產(chǎn)設(shè)備投資大，壓鑄型制造成本高，適宜大量生產(chǎn) 壓力鑄造主要用于鋁合金、鋅合金和銅合金鑄件。壓力鑄造主要用于鋁合金、鋅合金和銅合金鑄件。壓鑄件廣泛應(yīng)用與汽車、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械壓鑄件廣泛應(yīng)用與汽車、儀器儀表、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械等制造業(yè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、汽缸蓋、儀表和照相機(jī)的等制造業(yè)，如發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體、汽缸蓋、儀表和照相機(jī)的殼體與支架、管接頭、齒輪等。殼體與支架、管接頭、齒輪等。第三節(jié)特種鑄造四、低壓鑄造低壓鑄造工藝過程第三節(jié)特種鑄造低壓鑄造第三節(jié)特種鑄造低壓鑄造的特點(diǎn)：低壓鑄造的特點(diǎn)： 澆注時(shí)的壓力

53、和速度可以調(diào)節(jié)澆注時(shí)的壓力和速度可以調(diào)節(jié) 采用底注式?jīng)_型，金屬液沖型平穩(wěn)采用底注式?jīng)_型，金屬液沖型平穩(wěn) 鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰，鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰，機(jī)械性能高機(jī)械性能高 澆注系統(tǒng)簡單，金屬利用率可達(dá)澆注系統(tǒng)簡單，金屬利用率可達(dá)90%90%以上。以上。 低壓鑄造目前廣泛應(yīng)用于鋁合金鑄件的生低壓鑄造目前廣泛應(yīng)用于鋁合金鑄件的生產(chǎn)，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、葉輪等產(chǎn)，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋、活塞、葉輪等形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。第三節(jié)特種鑄造五、離心鑄造五、離心鑄造 離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下成形并凝固的鑄造方法。使其在離心力作用下成形并凝固的鑄造方法。(a) 立式離心鑄造(b) 臥式離心鑄造圖8-30離心鑄造機(jī)原理圖第三節(jié)特種鑄造離心鑄造工藝過程第三節(jié)特種鑄造離心鑄造的特點(diǎn)：離心鑄造的特點(diǎn)： 鑄