鑄造成形技術(shù)-鑄造方法課件

鑄造方法砂型鑄造特種鑄件一、砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的鑄造方法。掌握砂型鑄造是合理選擇鑄造方法和正確設(shè)計(jì)鑄件的基礎(chǔ)。1、砂型鑄造的生產(chǎn)流程：【流程圖例】2、分類：根據(jù)完成造型工序的方法不同，砂型鑄造分為以下二種：【手工造型】緊砂與起模由手工完成【機(jī)器造型】緊砂與起模由機(jī)器完成。流程圖例左圖為手工緊砂，右圖為手工起模。常用手工造型方法的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

造型方法

主要特點(diǎn)

適用范圍

按砂箱特征區(qū)分

鑄型由上型和下型組成，造型、起模、修型等操作方便適用于各種生產(chǎn)批量，各種大、中、小鑄件

鑄型由上、中、下三部分組成，中型的高度須與鑄件兩個(gè)分型面的間距相適應(yīng)。三箱造型費(fèi)工，應(yīng)盡量避免使用主要用于單件、小批量生產(chǎn)具有兩個(gè)分型面的鑄件在車間地坑內(nèi)造型，用地坑代替下砂箱，只要一個(gè)上砂箱，可減少砂箱的投資。但造型費(fèi)工，而且要求操作者的技術(shù)水平較高常用于砂箱數(shù)量不足，制造批量不大的大、中型鑄件造型方法

主要特點(diǎn)

適用范圍

按模樣特征區(qū)分

模樣是整體的，多數(shù)情況下，型腔全部在下半型內(nèi)，上半型無型腔。造型簡單，鑄件不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)型缺陷適用于一端為最大截面，且為平面的鑄件

模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。為了起模方便，造型時(shí)用手工挖去阻礙起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，費(fèi)工、生產(chǎn)率低用于單件或小批量生產(chǎn)分型面不是平面的鑄件為了克服挖砂造型的缺點(diǎn)，先將模樣放在一個(gè)預(yù)先作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操作簡便，分型面整齊用于成批生產(chǎn)分型面不是平面的鑄件

機(jī)器造型

用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序稱機(jī)器造型。生產(chǎn)效率高，改善勞動(dòng)條件，對環(huán)境污染小。鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量高，加工余量小。但設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長，適用于中、小型鑄件成批或大批量生產(chǎn)。1、緊砂方法

■震壓緊砂

緊砂原理：多次使充滿型砂的砂箱、震擊活塞、氣缸等抬起幾十毫米后自由下落，撞擊壓實(shí)氣缸，多次震擊后砂箱下部型砂由于慣性力的作用而緊實(shí)。上部較松散的型砂再用壓頭壓實(shí)。

這種方法所用機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，應(yīng)用較普通。但是噪聲大，砂型緊實(shí)度不高，鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)率還不能生產(chǎn)上的要求。

觀看影像震壓緊砂拋砂2、起模方法

型砂緊實(shí)以后，就要從型砂中正確地把模樣起出，使砂箱內(nèi)留下完整的型腔。造型機(jī)大都裝有起模機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力也多半是應(yīng)用壓縮空氣。目前應(yīng)用廣泛的起模機(jī)構(gòu)有頂箱、漏模和翻轉(zhuǎn)三種。頂箱漏模翻轉(zhuǎn)■漏模起模

為了避免起模時(shí)掉砂，將模型上難以起模部分做成可以從漏板的孔中漏下，即將模型分成兩部分，模型本身的平面部分固定在模板上，模型上的各凸起部分可向下抽出，在起模過程中由于模板托住型砂，因而可以避免掉砂，漏模起模機(jī)構(gòu)一般用于形狀復(fù)雜或高度較大的鑄型。

觀看影像■翻轉(zhuǎn)起模

型砂緊實(shí)后，砂箱夾持器將砂箱夾持在造型機(jī)轉(zhuǎn)板上，在翻轉(zhuǎn)氣缸推動(dòng)下，砂箱隨同模板、模型一起翻轉(zhuǎn)180度，然后承受臺上升，接住砂箱后，夾持器打開，砂箱隨承受臺下降，與模板脫離而起模。這種起模方法不易掉砂。適用于型腔較深，形狀復(fù)雜的鑄型。由于下箱通常比較復(fù)雜些，且本身為了合箱的需要，也需翻轉(zhuǎn)180度，因此翻轉(zhuǎn)起模多用來制造下箱。

觀看影像一、金屬型鑄造

將熔融金屬澆入金屬鑄型而獲得鑄件的方法稱為金屬型鑄造。與砂型不同的是，金屬型可以反復(fù)使用，故鑄造又稱"永久型鑄造"。

金屬型的結(jié)構(gòu)類型

其中的垂直分型式由于便于開設(shè)內(nèi)澆道、取出鑄件和易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化而應(yīng)用較多。金屬型一般用鑄鐵或鑄鋼制造，型腔采用機(jī)加工的方法制成，不妨礙抽芯的鑄件內(nèi)腔可用金屬芯獲得，復(fù)雜的內(nèi)腔多采用砂芯金屬型鑄造的特點(diǎn)

①金屬型復(fù)用性好，實(shí)現(xiàn)了"一型多鑄"，可節(jié)省大量造型材料和工時(shí)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。②鑄件力學(xué)性能高，由于金屬導(dǎo)熱性能好，散熱快，使鑄件結(jié)晶致密，提高了力學(xué)性能。③鑄件尺寸精確，表面粗糙度可達(dá)到Ral2．5－6．3微米，切削加工余量小，節(jié)約原材料和加工費(fèi)用。④金屬型生產(chǎn)成本高，周期長，鑄造工藝要求嚴(yán)格，不適于單件、小批量生產(chǎn)。

由于金屬型的冷卻速度快，不宜鑄造形狀復(fù)雜和大型薄壁件。金屬型鑄造主要用于大批量生產(chǎn)的、形狀簡單的有色金屬件，如飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的鋁活塞、氣缸體、缸蓋、油泵殼體以及銅合金軸瓦、軸套等。金屬型鑄造的三大工藝要點(diǎn)①金屬型預(yù)熱：澆注前要對金屬型進(jìn)行預(yù)熱，鑄鐵件250－300℃，非鐵合金鑄件100－250℃。而在使用過程中，為防止鑄型吸熱升溫，還必須用散熱裝置來散熱。

二、壓力鑄造

熔融金屬在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法稱為壓力鑄造，簡稱壓鑄。壓鑄時(shí)所用的壓力高達(dá)數(shù)十兆帕（甚至超過200MPa），其速度約為5－40m／s，熔融金屬充滿鑄型的時(shí)間為0.01－0.2S，高壓和高速是壓鑄區(qū)別于一般金屬型鑄造的重要特征。

壓力鑄造是在專用的壓鑄機(jī)上進(jìn)行的。下圖為壓力鑄造的原理圖觀看影像（1）臥式冷壓室壓鑄機(jī)的工作過程

觀看影像（2）立式冷壓室壓鑄機(jī)的生產(chǎn)過程

觀看影像（4）壓鑄生產(chǎn)的特點(diǎn)

觀看影像（3）熱壓室壓鑄機(jī)的工作原理與生產(chǎn)過程（下圖工作原理圖）

觀看影像三、熔模鑄造

用易熔材料如蠟料制成模樣，在模樣上包覆多層耐火涂料，將模樣熔去制成無分型面的型殼，經(jīng)高溫焙燒、澆注而獲得鑄件的鑄造方法稱熔模鑄造。熔模鑄造不一定用蠟基模料，也可用松香基模料、塑料和鹽基模料等，如塑料聚苯乙烯模、尿素模，是一種精密鑄造方法。

熔模鑄造熔模鑄造的工藝過程

熔模鑄造的應(yīng)用

觀看影像熔模鑄造的特點(diǎn)：

①?zèng)]有分型面，型殼內(nèi)表面光潔，耐火度高，可以生產(chǎn)尺寸精度高和表面質(zhì)量好的鑄件，可實(shí)現(xiàn)少切削或無切削加工，尺寸精度IT4－7，表面粗糙精度Ra1.6一12.5。②能鑄出各種合金鑄件，尤其適合鑄造高熔點(diǎn)、難切削加工和用別的加工方法難以成形的合金，如耐熱合金、磁鋼、不銹鋼等。

③可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的薄壁鑄件，最小壁厚可達(dá)0．7mm，最小鑄孔直徑達(dá)1．5mm。④熔模鑄造工藝過程復(fù)雜，工序多，生產(chǎn)周期長（4－15天），生產(chǎn)成本高。而且由于熔模易變形，型殼強(qiáng)度不高等原因，熔模鑄件的質(zhì)量一般在25kg以內(nèi)。熔模鑄造用來生產(chǎn)那些形狀復(fù)雜、熔點(diǎn)高、難于切削加工的小型零件，如汽輪機(jī)葉片。四、低壓鑄造

介于金屬型鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。

低壓鑄造的基本原理：

在盛有液態(tài)金屬的密封坩堝中，由進(jìn)氣管通入干燥的壓縮空氣或惰性氣體，由于金屬液面受到氣體壓力的作用，金屬液則自下而上地沿升液導(dǎo)管和澆口充滿鑄型的型腔，保持壓力直至鑄件完全凝固。消除金屬液面上壓力后，這時(shí)升液導(dǎo)管及澆口中尚未凝固的金屬因重力作用而回流坩堝中。然后打開鑄型取出鑄件。低壓鑄造低壓鑄造設(shè)備與生產(chǎn)過程：

觀看影像

低壓鑄造的特點(diǎn)：

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低壓鑄造所用壓力較低（一般低于0.1MPa），設(shè)備簡單充型平穩(wěn)，對鑄型的沖刷力小，鑄型可用金屬型也可用砂型。鑄件在壓力下結(jié)晶，組織致密，質(zhì)量較高。廣泛應(yīng)用于鋁合金、銅合金及鎂合金鑄件。如發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋、曲軸、葉輪、活塞等。五、離心鑄造

將熔融金屬澆入繞水平、傾斜或立軸旋轉(zhuǎn)的鑄型，在離心力作用下，凝固成形的鑄件的軸線與旋轉(zhuǎn)鑄型軸線重合的鑄造方法。鑄件多是簡單的圓筒形，不用芯子即可形成圓筒內(nèi)孔。

離心鑄造必須在離心鑄造機(jī)上進(jìn)行。離心鑄造可分立式和臥式兩類立式離心鑄造機(jī)臥式離心鑄造機(jī)觀看影像離心鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用①不需要型芯就可直接生產(chǎn)筒、套類鑄件，使鑄造工藝大大簡化，生產(chǎn)率高、成本低。②在離心力作用下，金屬從外向內(nèi)定向凝固，鑄件組織致密，無縮孔、縮松、氣孔、夾雜等缺陷，力學(xué)性能好。③不需要澆口、冒口，金屬利用率高。④便于生產(chǎn)雙金屬鑄件，例如鋼套鑲銅軸承等，其結(jié)合面牢固，又節(jié)省銅料，降低成本。⑤離心鑄造的鑄件易產(chǎn)生偏析，不宜鑄造密度偏析傾向大的合金；而且內(nèi)孔尺寸不精確，內(nèi)表面粗糙，加工余量大；不適于單件、小批量生產(chǎn)。目前，離心鑄造已廣泛用于制造鑄鐵管、氣缸