金屬工藝學熱加工工藝基礎二

金屬工藝學主講教師：李建輝聯(lián)系電話子信箱：ljh_hit@126.com冶金與材料工程學院LJH@CQUST金屬熱加工工藝金屬液態(tài)凝固成形（鑄造）金屬固態(tài)塑性成形（鍛壓）金屬連接成形（焊接）熱加工工藝手工造型

機器造型

熔模鑄造金屬型鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造消失模鑄造鑄造砂型鑄造特種鑄造砂型鑄造工藝上一般不受鑄件的形狀、大小及復雜程度的限制，應用最為廣泛，目前我國砂型鑄件約占全部鑄件總量的80%以上。第二節(jié)砂型鑄造工藝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}砂型鑄造概念

用型砂緊實成型的鑄造方法稱為砂型鑄造。第二節(jié)砂型鑄造工藝砂型鑄造工藝實例軸承砂型鑄造工藝軸套砂型鑄造工藝砂型鑄造工藝實例砂型鑄造特點砂型鑄造是應用最廣泛的一種鑄造方法，一般不受零件形狀、大小及復雜程度限制。型砂及芯砂是制造鑄型和型芯的造型材料,它主要由原砂、粘結劑、附加物和水混制而成。

鑄造工藝圖：在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形，是指導鑄造生產(chǎn)的基本工藝文件。特點：

工藝適應性強鑄件尺寸精度低生產(chǎn)率低、勞動條件差第二節(jié)砂型鑄造工藝*鑄造工藝圖鑄造工藝圖一般包括有：澆注位置、分型面、芯子的數(shù)量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、澆注系統(tǒng)、拔模斜度、冒口、冷鐵尺寸及布置等。第二節(jié)砂型鑄造工藝用造型混合料及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。造型是砂型鑄造的最基本工序，通常分為手工造型和機器造型兩大類。

（一）手工造型

手工造型是全部用手工或手動工具完成的造型工序。手工造型操作靈活、適應性廣、工藝裝備簡單、成本低，但其鑄件質量差、生產(chǎn)率低、勞動強度大、技術水平要求高，所以手工造型主要用于單件小批生產(chǎn)，特別是重型和形狀復雜的鑄件。1.手工造型方法分類

根據(jù)砂型的不同特征，手工造型方法可分為：兩箱造型、三箱造型、地坑造型等；根據(jù)模樣的不同特征，手工造型方法可分為：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、刮板造型等。2.各種手工造型方法的主要特征及其適用范圍*

造型方法的選擇兩箱造型是造型的最基本方法，鑄型由成對的上型和下型構成，操作簡單。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。兩箱造型造型方法的選擇三箱箱造造型型鑄型型由由上上、、中中、、下下三三型型構構成成。。中中型型高高度度需需與與鑄鑄件件兩兩個個分分型型面面的的間間距距相相適適應應。。三三箱箱造造型型操操作作費費工工。。主主要要適適用用于于具具有有兩兩個個分分型型面面的的單單件件、、小小批批生生產(chǎn)產(chǎn)的的鑄鑄件件。。三箱造造型造型方方法的的選擇擇地坑造造型利用車車間地地面砂砂床作作為鑄鑄型的的下箱箱，僅僅用或或不用用上箱箱即可可造型型，因因而減減少了了造砂砂箱的的費用用和時時間，，但造造型費費工、、生產(chǎn)產(chǎn)率低低，要要求工工人技技術水水平高高。適適用于于砂箱箱不足足，或或生產(chǎn)產(chǎn)要求求不高高的中中、大大型鑄鑄件，，如砂砂箱、、壓鐵鐵、爐爐柵、、芯骨骨等。。地坑造造型造型方方法的的選擇擇挖砂造型型模樣是整整體的，，但鑄件件分型面面為曲面面。為便便于起模模，造型型時用手手工挖去去阻礙起起模的型型砂、其其造型費費工、生生產(chǎn)率低低，工人人技術水水平要求求高。用用于分型型面不是是平面的的單件、、小批生生產(chǎn)鑄件件。挖砂造型型造型方法法的選擇擇刮板造型型用刮板代代替實體體模樣造造型，它它可降低低模樣成成本，節(jié)節(jié)約木材材，縮短短生產(chǎn)周周期。但但生產(chǎn)率率低，工工人技術術水平要要求高。。用于有有等載面面或回轉轉體的大大、中型型鑄件的的單件、、小批生生產(chǎn)、如如帶輪、、鑄管、、彎頭等等。刮板造型型造型方法法的選擇擇（二）機機器造型型機器造型型是指用用機器全全部完成成或至少少完成緊緊砂操作作的造型型工序。。機器造造型鑄件件尺寸精精確、表表面質量量好、加加工余量量小，但但需要專專用設備備，投資資較大，，適合大大批量生生產(chǎn)。1.機器造型型方法分分類常常用的機機器造型型方法有有：壓實實緊實、、高壓緊緊實、震震擊緊實實、震壓壓緊實、、微震緊緊實、拋拋砂緊實實、射壓壓緊實、、射砂緊緊實等。。2.各種機器器造型方方法的主主要特征征及其適適用范圍圍造型方法法的選擇擇壓實緊實實單純借助助壓力緊緊實砂型型，機器器結構簡簡單、噪噪聲小，，生產(chǎn)率率高，消消耗動力力少，型型砂的緊緊實度沿沿砂箱高高度方向向分布不不均勻，，上下緊緊實度相相差很大大。主要要適用于于成批生生產(chǎn)高度度小于200mm薄而小的的鑄件。。壓實緊實實造型方法法的選擇擇高壓緊實主要采用較較高壓實比比壓（一般般在0.7-1.5MPa）壓實砂型型。砂型緊緊實度高，，鑄件尺寸寸精度高，，表面粗糙糙度Ra值小，廢品品率低，生生產(chǎn)率高、、噪聲低、、灰塵小、、易于機械械化、自動動化、但機機器結構復復雜、制造造成本高。。主要適用用于需大量量生產(chǎn)的中中、小型鑄鑄件，如汽汽車、機械械車輛、縫縫紉機等產(chǎn)產(chǎn)品較為單單一的制造造業(yè)。高壓緊實造型方法的的選擇震壓緊實經(jīng)過多次震震擊后再壓壓實砂型。。該方法生生產(chǎn)率高，，能量消耗耗少，機械械磨損少，，砂型堅實實度較均勻勻，但噪聲聲大。廣泛泛用于成批批生產(chǎn)中、、小型鑄件件。震壓緊實造型方法的的選擇射壓緊實使壓縮空氣氣驟然膨脹脹，將型砂砂射入砂箱箱進行填砂砂和堅實，，然后再進進行壓實。。該方法生生產(chǎn)率高，，堅實度均均勻，砂型型型腔尺寸寸精確、表表面光滑、、工人勞動動強度低、、易于自動動化、但造造型機調整整維修復雜雜。主要適適用于大批批量生產(chǎn)的的形狀簡單單的中、小小型鑄件。。射壓緊實射砂緊實利用壓縮空空氣將型（（芯）砂高高速射入砂砂箱或芯盒盒而進行緊緊實。填砂砂、緊實兩兩個工序同同時完成，，故生產(chǎn)率率高，但用用于造型，，其堅實度度不高、需需進行輔助助壓實。廣廣泛用于制制芯、并開開始用于造造型。造型方法的的選擇機器造型的的實質機器造型的的特點將填砂、緊緊實、和起起模等主要工序實實現(xiàn)機械化化生產(chǎn)效率高高，產(chǎn)品質質量穩(wěn)定造型方法的的選擇機器造型的的生產(chǎn)特點點機器造型的的工藝特點點基本形式模模板兩箱（（造型機無無法造出中中型，不能能進行三箱箱造型）；；運用環(huán)芯代代替三箱。。造型方法的的選擇適宜機器造造型的工藝藝方案澆注位置與與分型面是是鑄造工藝藝圖中的重重要內(nèi)容。。一、澆注位位置和分型型面的選擇擇所謂澆注位位置是指澆澆注時鑄件件在鑄型中中所處的位位置；分型型面則是指指兩半鑄型型相互接觸觸的表面。。澆注位置和和分型面的的選擇二者者密切相關關。通常情情況下，分分型面的選選擇取決于于澆注位置置的選擇。。對于澆注注位置的選選擇，其總總體原則是是既要保證證鑄件質量量（避免各各種缺陷）），又要簡簡化造型工工藝。澆注位置選選擇原則1.重要加工面面等應朝下下或位于側側面；澆注位置是是指澆注時時鑄件在鑄鑄型中所處處的位置鑄件的重要要加工面（（機床導軌軌面）應朝朝下保證卷筒周周圍質量均均勻一、澆注位位置和分型型面的選擇擇2.大平面應朝朝下；鑄件的大平平面盡可能能朝下或采采用傾斜澆澆注。鑄型型的上表面面除了容易易產(chǎn)生砂眼眼、氣孔、、夾渣外，，大平面還還常產(chǎn)生夾夾砂缺陷。。同時也有有利于排氣氣、減小金金屬液對鑄鑄型的沖刷刷力。一、澆注位置置和分型面的的選擇3.大面積薄壁置置于鑄型下部部或垂直、傾傾斜，有利于于液態(tài)合金的的充型，防止止?jié)膊蛔?、冷冷隔等缺陷；；大平面傾斜大平面位于鑄型底部一、澆注位置置和分型面的的選擇4.容易形成縮孔孔的鑄件（如如鑄鋼、球墨墨鑄鐵），澆澆注時應把厚厚大的部位放放在分型面附附近的上部或或側面，以便便安放冒口，，實現(xiàn)順序凝凝固，進行補補縮。一、澆注位置置和分型面的的選擇分型面選擇原原則分型面是指兩兩半鑄型相互互接觸的表面面。除了實型型鑄造法外，，都要選擇分分型面。1.為便于起模，，簡化造型工工藝，分型面面一般選在鑄鑄件的最大截截面處，同時時考慮分型面面形狀和數(shù)目目等。一、澆注位置置和分型面的的選擇保證模樣能從從型腔中順利利取出，分型型面設在鑄件件最大截面處處。一、澆注位置置和分型面的的選擇保證模樣能從從型腔中順利利取出，分型型面設在鑄件件最大截面處處。一、澆注位置置和分型面的的選擇應盡量使用平平直分型面，，以簡化模型型制造及造型型工藝，避免免挖砂。水平分型面，便于造型操作，適宜批量生產(chǎn)。挖砂造型費時、費工，，盡量避免。。單件生產(chǎn)可可用此法。一、澆注位置置和分型面的的選擇一、澆注位置置和分型面的的選擇應盡量較少分分型面數(shù)量。。分型面少容易易保證鑄件精精度，并可簡簡化造型工藝藝。繩輪鑄件件大批量生產(chǎn)產(chǎn)時，為便于于機器造型，，可按(a)分型方案，采采用環(huán)狀型芯芯，將二個分分型面減少為為一個分型面面。單件生產(chǎn)產(chǎn)時采用手工工造型，為減減少工裝的制制造，可采用用(b)分型方案。ⅠⅠⅡⅡⅢⅢ三通分分型面面的確確定方案1——四箱造造型一、澆澆注位位置和和分型型面的的選擇擇應盡量量較少少分型型面數(shù)數(shù)量。。ⅠⅠⅡⅡ方案2——三箱造造型一、澆澆注位位置和和分型型面的的選擇擇三通分分型面面的確確定應盡量量較少少分型型面數(shù)數(shù)量。。ⅠⅠ方案3——兩箱造造型一、澆澆注位位置和和分型型面的的選擇擇三通分分型面面的確確定應盡量量較少少分型型面數(shù)數(shù)量。。支架的的分型型方案案ⅠⅡ方案Ⅰ四個凸臺需用四個活塊方案Ⅱ避免活塊A處少許挖砂（2）應避避免不不必要要的型型芯和和活塊塊，以以簡化化造型型工藝藝。一、澆澆注位位置和和分型型面的的選擇擇選用方方案I分型，，上下下兩內(nèi)內(nèi)腔均均采用用型芯芯。若選選用用方方案案II分型型，，屬屬于于整整模模造造型型，，上上下下兩兩內(nèi)內(nèi)腔腔均均可可有有砂砂剁剁成成形形，，省省掉掉了了型型芯芯，，簡簡化化工工藝藝。。底座座的的分分型型方方案案一、、澆澆注注位位置置和和分分型型面面的的選選擇擇（3）盡盡量量使使鑄鑄件件全全部部或或大大部部置置于于同同一一砂砂箱箱，，便便于于造造型型、、合合型型，，同同時時便便于于保保證證鑄鑄件件精精度度。。方案案a整模模造造型型，，鑄鑄件件精精度度高高，，大大批批量量生生產(chǎn)產(chǎn)的的合合理理方方案案方案案b容易易產(chǎn)產(chǎn)生生錯錯箱箱影影響響鑄件件精精度度，，小小批批量量可可考考慮慮床身身的的分分型型方方案案一、、澆澆注注位位置置和和分分型型面面的的選選擇擇鑄造造工工藝參參數(shù)數(shù)的的確確定定機械械加加工工余余量量收縮縮率率起模斜度度鑄造圓角角型芯及型型芯頭鑄造工藝藝參數(shù)二、工藝藝參數(shù)的的選擇1、收縮率率鑄件在凝凝固以及及冷卻過過程中會會發(fā)生收收縮而造造成各部部分體積積和尺寸寸縮小。。為了使鑄鑄件的實實際尺寸寸符合圖圖樣要求求，在制制作模樣樣和芯盒盒時，模模樣和芯芯盒的制制造尺寸寸應比鑄鑄件放大大一個該該合金的的收縮量量。合金收縮縮率的大大小取決決于鑄造造合金的的種類及及鑄件的的結構、、尺寸等等因素。?；诣T鐵的鑄造收收縮率一一般為0.7%~1.0%，鑄鋼的鑄造收收縮率為為1.3%~2.0%，鋁合金的為0.8%~1.2%，錫青銅為1.2%~1.4%。二、工藝藝參數(shù)的的選擇2、機械加加工余量量機械加工工余量：：為保證鑄鑄件加工工表面的的尺寸以以及零件件精度，，在鑄件件工藝設設計時預預先增加加而在機機械加工工時切去去的金屬屬層厚度度。機械加工工余量數(shù)數(shù)值的大大小與生生產(chǎn)批量量、合金金種類、、鑄件大大小、加加工面與與基準面面的距離離及加工工面在澆澆注時的的位置等等因素有有關。過過大費時時費料，，過小容容易因殘殘留黑皮皮而報廢廢或因鑄鑄件表面面過硬加加速工具具磨損。。機械加工工余量的的具體數(shù)數(shù)值應參參照國家家標準，，根據(jù)加加工余量量等級（（MA）和鑄件件尺寸公公差等級級（CT）配套使使用選取取。二、工藝藝參數(shù)的的選擇為了造型型和制芯芯時便于于起模，，以免損損壞砂型型和型芯芯，在模模樣、砂砂芯的起起模方向向（垂直直于分型型面方向向）必須須留有一一定的斜斜度，稱稱為起模模斜度。。起模斜度度大?。海簯鶕?jù)模模壁高度度、模樣樣材料及及造型方方法綜合合確定。。一般為15’~3°。模壁越越高，斜斜度越小??；機器器造型比比手工造造型小。。另外，，為便于于型砂從從內(nèi)腔中中取出，，鑄孔的的內(nèi)壁起起模斜度度應比外外壁大，，通常為為3°~10°°。二、工藝藝參數(shù)的的選擇3、起模斜斜度（拔拔模斜度度）4、最小鑄鑄出孔孔的鑄出出：要考慮鑄鑄出的可可能性、、必要性性、和經(jīng)經(jīng)濟性。。一般大大孔用下下芯的方方式鑄出出，而小小孔則用用機械加加工完成成。最小小鑄出孔孔的數(shù)值值可參考考相關經(jīng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)據(jù)。如有有特殊要要求，且且無法實實行機加加工的孔孔如彎曲曲孔，則則一定要要鑄出。。二、工藝藝參數(shù)的的選擇5、型芯及及型芯頭頭型芯是鑄件的的一個重重要的組組成部分分，型芯芯的功用用是形成鑄件件的內(nèi)腔腔，孔洞洞和形狀狀復雜阻阻礙起模模部分的的外形。。二、工藝藝參數(shù)的的選擇型芯頭：是型芯的的定位、支撐和排氣的部分。。設計時需需考慮：：保證定位位準確、、能承受受砂芯自身重量量和液態(tài)合金的沖沖擊、浮浮力等外力的的作用，，澆注時時砂芯內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生生的氣體體能順暢暢引出鑄鑄型等。。二、工藝藝參數(shù)的的選擇鑄造圓角角凝固特性性熱節(jié)、充充型不同轉角角處的熱熱節(jié)二、工藝藝參數(shù)的的選擇支撐座零零件圖*鑄造工藝藝舉例鑄造工藝藝舉例確定澆鑄鑄位置和和分型面面鑄造工藝藝舉例*鑄造工藝藝舉例確定澆鑄鑄位置和和分型面面鑄造工藝藝舉例*鑄造工藝藝舉例確定加工工余量鑄造工藝藝舉例*鑄造工藝藝舉例確定拔模模斜度鑄造工藝藝舉例*鑄造工藝藝舉例確定型芯芯鑄造工藝藝舉例*鑄造工藝藝舉例支架砂型型鑄造工工藝砂型鑄造造工藝實實例支座砂型型鑄造工工藝砂型鑄造造工藝實實例9、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中黃葉樹樹，燈下白頭頭人。。21:54:1821:54:1821:5412/29/20229:54:18PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2221:54:1821:54Dec-2229-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。21:54:1821:54:1821:54Thursday,December29,202213、乍乍見見翻翻疑疑夢夢，，相相悲悲各各問問年年。。。。12月月-2212月月-2221:54:1821:54:18December29,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。29十十二二月20229:54:18下下午21:54:1812月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月229:54下下午12月-2221:54December29,202216、行行動動出出成成果果，，工工作作出出財財富富。。。。2022/12/2921:54:1821:54:1829December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時時，你你只能能或者者最好好沿著著以腳腳為起起點的的射線線向前前。。。9:54:18下下午9:54下下午午21:54:1812月月-229、沒有失失敗，只只有暫時時停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情努努力了未必有有結果，但是是不努力卻什什么改變也沒沒有。。21:54:1821:54:1821:5412/29/20229:54:18PM11、成成功功就就是是日日復復一一日日那那一一點點點點小小小小努努力力的的積積累累。。。。12月-2221:54:1821:54Dec-2229-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。21:54:1821:54:1821:54Thursday,December29,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:54:1821:54:18December29,202214、意志志堅強強的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥塊一一樣任任意揉揉捏。。29十十二二月20229:54:18下下午21:54:1812月月-2215、楚塞三三湘接，，荊門九九派通。。。。十二月229:54下午午12月-2221:54December29,202216、少年十五五二十時，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/2921:54:1821:54:1