手工第五章課件

1、第五章 特種鑄造第一節(jié)熔 模 鑄 造在現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中，熔模鑄造也是應(yīng)用較廣的一種鑄造方法，其主要特點(diǎn)如下：1)熔模鑄造可生產(chǎn)各種材質(zhì)的合金鑄件。2)熔模鑄件尺寸精度高，表面光潔。3)熔模鑄件重量可為幾十克到幾十千克，其最小壁厚可達(dá)0.3mm，最小直徑可達(dá)0.5mm。一、熔模的制造1.模料及其配制2.制模工藝第一節(jié)熔 模 鑄 造圖5-2氣動(dòng)壓蠟機(jī)及手按式蠟槍頭a)壓蠟機(jī)示意圖b)手按式蠟槍頭1壓蠟槍2氣管3壓蓋4電熱器5蠟漿6軟管7進(jìn)水管8手柄9彈簧10蠟管11水管12回水管13進(jìn)蠟管圖5-2氣動(dòng)壓蠟機(jī)及手按式蠟槍頭a)壓蠟機(jī)示意圖b)手按式蠟槍頭1壓蠟槍2氣管3壓蓋4電熱器5蠟漿6軟管7進(jìn)水管

2、8手柄9彈簧10蠟管11水管12回水管13進(jìn)蠟管第一節(jié)熔 模 鑄 造圖5-3浸掛模料的直澆口棒1直澆口棒芯2模料層第一節(jié)熔 模 鑄 造3.組裝模組1)鑄件的內(nèi)澆口通常也是向壓型壓注模料的進(jìn)口，在壓型設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮。2)在利用澆注系統(tǒng)兼作冒口補(bǔ)縮鑄件時(shí)，通常從鑄件最厚處引入金屬，即按順序凝固原則安排。3)澆注系統(tǒng)的尺寸和熔模個(gè)數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算求得，在實(shí)際選定時(shí)還應(yīng)考慮熔模焊在澆口棒上有足夠的強(qiáng)度和導(dǎo)入部位的形狀等因素。圖5-4熔模鑄造澆注系統(tǒng)的幾種形式a) 普通形式b) 設(shè)置冒口節(jié)c) 聯(lián)合注入式d) 從熱節(jié)引入e) 由橫澆道經(jīng)冒口引入1澆口杯2直澆道3內(nèi)澆道4鑄件5緩沖器6橫澆道7冒口第一節(jié)

3、熔 模 鑄 造二、型殼的制造1.熔模表面的活化處理2.耐火材料3.黏結(jié)材料(1)硅酸乙酯黏結(jié)劑重要的合金鋼鑄件和陶瓷型芯多用硅酸乙酯配制涂料，因?yàn)樗耐繏煨院?，型殼?qiáng)度大，熱變形小，獲得鑄件的精度高和表面質(zhì)量好。(2)水玻璃黏結(jié)劑水玻璃黏結(jié)劑的主要成分為硅酸鈉的無(wú)機(jī)黏結(jié)劑，因?yàn)楣杷徕c的水溶液來(lái)源廣，是硅酸乙酯的代用品。(3)硅溶膠黏結(jié)劑硅溶膠與硅酸乙酯相比，材料來(lái)源廣，價(jià)格低，所獲得鑄件的質(zhì)量比用水玻璃黏結(jié)劑有很大的提高。第一節(jié)熔 模 鑄 造4.配制耐火涂料第一節(jié)熔 模 鑄 造5.制殼及硬化6.脫模及模料回收(1)熱水熔模法熱水熔模法是熔失低熔點(diǎn)模料應(yīng)用最廣的方法。(2)蒸汽熔模法這種熔模法是

4、將模組倒放在蒸汽壓力鍋內(nèi)，將蒸汽溫度控制在100120，熔失時(shí)間為2030min。1.型殼的焙燒(1)型殼裝箱型殼脫蠟后要進(jìn)行焙燒。圖5-5型殼裝箱1、6干硅砂2水玻璃砂封口層3箱體4加固層5鑄型三、焙燒及其他第一節(jié)熔 模 鑄 造(2)鑄型(型殼)焙燒焙燒采用先低溫干燥后再進(jìn)行高溫焙燒的工藝。表5-4各種焙燒工藝規(guī)范第一節(jié)熔 模 鑄 造3.鑄件的清理(1)清除型殼清除鑄件型殼一般都采用機(jī)械震擊方法脫殼，脫殼機(jī)種類較多。圖5-6臥式脫殼機(jī)1保護(hù)罩2鑄件3機(jī)座4支架5頂桿6活塞7振動(dòng)氣缸8夾緊氣缸9夾緊氣缸活塞10控制氣閥11排氣管12潤(rùn)滑器13氣路管2.澆注第一節(jié)熔 模 鑄 造1)脫殼時(shí)先將鑄件

5、夾持在兩振動(dòng)氣缸之間的頂桿上，然后扳動(dòng)控制氣閥手柄，夾緊氣缸進(jìn)氣，兩端活塞運(yùn)動(dòng)夾緊鑄件。2)鑄件夾緊后，首先起動(dòng)吸塵裝置，再起動(dòng)換氣閥電動(dòng)機(jī)，隨即打開(kāi)手動(dòng)氣閥，讓壓縮空氣通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的換氣閥，使振動(dòng)器周期性改變進(jìn)氣方向，使鑄件振動(dòng)脫下型殼。3)脫殼完畢后，首先關(guān)閉手動(dòng)氣閥，再關(guān)掉電動(dòng)機(jī)，打開(kāi)夾緊氣缸控制氣閥，兩端活塞返回松開(kāi)鑄件，同時(shí)用手取下鑄件。(2)切割鑄件鑄件去殼后就要從澆注系統(tǒng)上切下每一個(gè)鑄件，切除的方法有氣割、等離子弧切割、鋸削、壓力沖剪切割、砂輪切割。1)氣割。2)壓力沖剪切割。第一節(jié)熔 模 鑄 造圖5-7壓力切割機(jī)1上模座2前脫料鉤3上刀盒4后脫料鉤5上刀片6導(dǎo)套7下刀片8下刀

6、盒9導(dǎo)柱10下模座第一節(jié)熔 模 鑄 造3)砂輪切割。(3)鑄件表面的清理與除芯將鑄件從澆注系統(tǒng)上切下后，還要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的清理，清理方法有拋丸、噴丸(砂)和化學(xué)清理等。1)拋丸清理。2)噴砂清理。3)化學(xué)清理。圖5-8堿煮清理裝置1熱水池2冷水池3電爐4融液池5撈渣框6零件孔眼吊籃7防護(hù)罩8抽風(fēng)口第一節(jié)熔 模 鑄 造圖5-9砂輪轉(zhuǎn)臺(tái)打磨機(jī)1、7電動(dòng)機(jī)2減速器3控制箱4轉(zhuǎn)臺(tái)5鑄件6砂輪第一節(jié)熔 模 鑄 造(4)打磨內(nèi)澆道鑄件清理結(jié)束后，檢查出合格鑄件，如果是批量生產(chǎn)，且鑄件大小一致，則可采用所示的砂輪轉(zhuǎn)臺(tái)打磨機(jī)將內(nèi)澆道打磨平整。第一節(jié)熔 模 鑄 造(1)優(yōu)點(diǎn)1)可以壓鑄出各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輪廓清晰

7、的薄壁深孔鑄件。2)壓鑄件尺寸精確而穩(wěn)定，互換性能好，在多數(shù)情況下，鑄件只需經(jīng)過(guò)少量的機(jī)械加工，如攻螺紋、鉸孔等就可以直接進(jìn)行裝配使用。3)表面質(zhì)量良好、光潔，鑄造表層堅(jiān)實(shí)耐磨，較用機(jī)械加工方法更為優(yōu)越。4)金屬在模具內(nèi)于壓力下凝固，冷卻速度極快，故組織致密，且結(jié)晶組織很細(xì)，因而強(qiáng)度較高。5)可以壓鑄出用其他方法難以制造的零件。6)生產(chǎn)率很高，不但高于其他鑄造方法，有時(shí)甚至比冷沖壓生產(chǎn)率還高，又因壓鑄的生產(chǎn)性質(zhì)，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，從而顯著地改善了勞動(dòng)條件。一、壓力鑄造的特點(diǎn)第二節(jié)壓 力 鑄 造(2)缺點(diǎn)1)壓鑄件特有的皮下氣孔缺陷，致使壓鑄件不能進(jìn)行熱處理和在高溫下工作(采用真空壓鑄和

8、加氧壓鑄后有所改善)。2)對(duì)于厚壁零件及厚薄懸殊的零件，由于實(shí)際上不可能得到補(bǔ)縮，故容易產(chǎn)生縮孔或熱裂。3)設(shè)備造價(jià)較貴，模具制造費(fèi)工，且機(jī)器效率很高，故不適宜于小批量生產(chǎn)。4)壓鑄用合金的范圍在目前來(lái)說(shuō)還有一定的局限性，多以有色合金為主，而在每一種合金中，可供壓鑄用的合金牌號(hào)并不多。5)目前壓鑄生產(chǎn)尚受到機(jī)器功率的限制，一般以生產(chǎn)幾千克以內(nèi)的鑄件占多數(shù)。第二節(jié)壓 力 鑄 造二、壓鑄型1)決定鑄件的形狀和尺寸的精度。2)已定的澆注系統(tǒng)(特別是澆口位置)決定著金屬液的充填狀況。3)已定的排氣系統(tǒng)影響金屬液的充填條件。4)模具的強(qiáng)度限制著壓射比壓的增加。5)影響操作的效率。6)影響操作中的模具熱平

9、衡。7)鑄件取出時(shí)的質(zhì)量(如變形等)。8)模具成形表面的質(zhì)量既影響鑄件質(zhì)量，又影響涂料的噴涂周期，更影響取出鑄件的難易程度。1.壓鑄型的構(gòu)造2.澆注系統(tǒng)3.排氣系統(tǒng)4.壓鑄型結(jié)構(gòu)示例第二節(jié)壓 力 鑄 造1.壓鑄型的構(gòu)造圖5-10壓鑄型的基本構(gòu)造1澆口推桿2導(dǎo)釘3、4、12、15螺釘5推桿固定板6擋板7、19推桿8反推桿9動(dòng)型模板10定型導(dǎo)板11定型座板13銷釘14鑲塊16定型17動(dòng)型18型芯20澆口鑲塊21澆口套22導(dǎo)套23導(dǎo)柱第二節(jié)壓 力 鑄 造(1)成型部分包括鑲塊、型芯和活動(dòng)型芯等零件。(2)模架包括各模板、座架等各種構(gòu)架零件。(3)導(dǎo)向零件圖5-10中的22、23為導(dǎo)向零件。(4)頂出

10、機(jī)構(gòu)它是將鑄件從模具上脫出的機(jī)構(gòu)，包括頂出和復(fù)位零件，還包括這個(gè)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和定位零件，如圖5-10中的19、1、2、5、6、8。(5)澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是溝通模具型腔與機(jī)器壓室的部分，即金屬液進(jìn)入型腔的通道，如圖5-10中的20、21。(6)排氣系統(tǒng)它是排除壓室、澆道和型腔內(nèi)氣體的通道，一般包括排氣槽和溢流槽。(7)其他除前述的各結(jié)構(gòu)單元外，模具內(nèi)還有緊固用的螺栓、銷釘以及定位用的定位元件等。第二節(jié)壓 力 鑄 造2.澆注系統(tǒng)圖5-11常見(jiàn)壓鑄機(jī)的澆注系統(tǒng)形式1余料2直澆道3橫澆道4內(nèi)澆道5鑄件第二節(jié)壓 力 鑄 造3.排氣系統(tǒng)(1)排氣槽模具型腔通往模具外的通道即為排氣槽。表5-5推薦的排氣槽深度

11、(單位：mm)第二節(jié)壓 力 鑄 造圖5-12排氣槽示意圖1排氣槽2鑄件(2)溢流槽在充填過(guò)程中，第二節(jié)壓 力 鑄 造對(duì)于裹有氣體的金屬流、金屬液的前流、局部的邊緣遇冷的凝結(jié)金屬(尚未凝結(jié)為固體)、涂料的余燼(難以溶解和化合的物質(zhì))以及夾雜物等，都應(yīng)設(shè)法將其排出鑄件的基體。表5-6溢流槽形狀及有關(guān)尺寸(單位：mm)第二節(jié)壓 力 鑄 造4.壓鑄型結(jié)構(gòu)示例圖5-13推桿頂出結(jié)構(gòu)1動(dòng)型模板2定型模板3復(fù)位桿4、10、12、20螺釘5、6型芯7澆口套8分流錐9定型型塊11推桿13動(dòng)型型塊14導(dǎo)柱15導(dǎo)套16導(dǎo)釘17墊塊18推桿固定板19擋板第二節(jié)壓 力 鑄 造圖5-14推管、推桿頂出結(jié)構(gòu)1動(dòng)型座板2支承

12、板3動(dòng)型套板4動(dòng)型鑲塊5葉片鑲件6動(dòng)型鑲件7、8定型鑲塊9定型鑲件10澆口套11定型座板12定型套板13復(fù)位桿14澆口推桿15推桿固定板第二節(jié)壓 力 鑄 造圖5-15液壓抽芯結(jié)構(gòu)1動(dòng)型套板2動(dòng)型鑲塊3定型套板4定型鑲塊5定型座板6斜拉桿7推桿8導(dǎo)滑拉柱9導(dǎo)向斜鍵10澆口套第二節(jié)壓 力 鑄 造1.壓力(1)壓力的表示形式在生產(chǎn)中，壓力的表示形式有壓射力和比壓兩種。1)壓射力：壓射力(P)是由壓鑄機(jī)壓射缸內(nèi)有一定壓力的工作液傳遞而產(chǎn)生的，是反映壓鑄機(jī)功率的一個(gè)主要參數(shù)。2)比壓：比壓(p)是壓射力(P)與壓室截面積(A)關(guān)系的換算結(jié)果，即p=P/A，是金屬液實(shí)際得到的作用力大小的表示方法，故用來(lái)反

13、映金屬液在充填的各個(gè)階段以及金屬流流經(jīng)各個(gè)不同截面時(shí)力的概念。(2)比壓的選擇生產(chǎn)中采用的比壓的大小是根據(jù)壓鑄件結(jié)構(gòu)和形狀、壓鑄件的平均壁厚、壓鑄合金的類別、壓鑄型的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度、壓鑄機(jī)形式和功率以及其他有關(guān)方面來(lái)選定的。三、壓鑄工藝參數(shù)第二節(jié)壓 力 鑄 造2.速度(1)壓射速度壓鑄機(jī)中壓射缸的壓力液推動(dòng)壓射沖頭的速度即為壓射速度，單位為m/s(米/秒)表示。(2)充填速度金屬液在壓力的作用下，通過(guò)內(nèi)澆口進(jìn)入型腔的速度，稱為金屬液的充填速度，也稱為導(dǎo)入速度，單位同樣為m/s(米/秒)表示。1)調(diào)節(jié)比壓：比壓加大，充填速度也增大。2)改變壓室直徑：在壓射速度相同的情況下，加大壓室直徑可增大充填速度

14、。3)內(nèi)澆口截面積：內(nèi)澆口截面積加大，充填速度便相應(yīng)地變小。第二節(jié)壓 力 鑄 造3.溫度(1)金屬液澆注溫度金屬液澆注溫度是指金屬液自壓室至充填型腔時(shí)的平均溫度。表5-7各種合金的壓鑄溫度(單位：)(2)模具的工作溫度在壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中，模具應(yīng)保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟确秶?)避免金屬液激冷過(guò)劇而使充填條件變壞。第二節(jié)壓 力 鑄 造2)改善型腔的排氣條件。3)避免成型后形成大的線收縮，引起裂紋和開(kāi)裂。4)避免模具因激熱而脹裂。5)縮小模具工作時(shí)冷熱交變的溫度差，延長(zhǎng)模具壽命。第二節(jié)壓 力 鑄 造4.時(shí)間(1)充填時(shí)間金屬液自開(kāi)始進(jìn)入型腔到充滿型腔所需的時(shí)間稱為充填時(shí)間。(2)持壓時(shí)間壓鑄時(shí)，金屬液剛充滿型腔時(shí)，壓射沖頭的快速推動(dòng)隨即受驟然的制動(dòng)而結(jié)束，這時(shí)，金屬液正在冷凝，壓射沖頭繼續(xù)對(duì)未凝固的金屬施加壓力，這段持續(xù)施加