第四章 砂型铸件的结构设计.pptVIP

三、金属型铸件的结构特点 由于金属型无退让性和溃散性。所以，设计金属型铸件结构时，一定要保证铸件顺利出型，铸件结构斜度应较砂型铸造大。如图8-2(a)所示，铸件内腔内大外小，金属型芯难以抽出；而Φ8*11O(mm)的小孔也因过深难以抽芯。在不影响使用的条件下，若将其改为图8-2(b)的结构，并增大内腔的结构斜度，则可使型芯顺利抽出。 * 四、金属型铸造的特点和应用范围 与砂型铸造相比，金属型铸造有许多优点。 1.铸件的精度和表面质量较高，尺寸精度ITl2～16，表面粗糙度RA25一12.μm。 2．金属型铸件冷却快，结晶组织致密，铸件的力学性能较高，如铝合金金属型铸件，屈服强度平均提高约20％，同时，抗蚀性和硬度也显著提高。 3．浇冒口尺寸较小，液体金属耗量减少，一般可节约15％一30％。 4．不用砂或少用砂，可节约造型材料80%～100%，减少砂处理和运输设备，减少粉尘污染，改善劳动条件，使铸造车间面貌大为改观。 金属型铸造的主要缺点是制造金属型的成本高、生产周期长。同时，铸造工艺要求严格，否则容易出现浇不足、冷隔、裂纹等铸造缺陷，而灰铸铁件又难以避免白口缺陷。 金属型铸造主要用于铜、铝合金铸件的大批量生产，如铝活塞、气缸盖、油泵壳体、铜合金轴瓦、轴套、轻工业产品等。 * 第三节 压力铸造 压力铸造简称压铸。它是在高压下(比压为5～150MPa)将液态或半液态合金快速压入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的方法。 一、压力铸造的工艺过程 压铸过程主要是在压铸机上进行的，它所用的铸型称为压型。 压铸机主要由压射机构和合型机构所组成。压射机构的作用是将金属液压入型腔；合型机构用于开合和紧固铸型，通常以合型力的大小表示压铸机的规格。 压铸机按压射部分的特征分为热压室和冷压室式两大类。卧式冷压室式压铸机的工作过程见图8-7。 (1)注入金属 先闭合压型，将勺内金属液通过压室上的注液孔向压室内注入，图8-7(a)。 (2)压铸 压射冲头向前推进，金属液被压入压型中，图8-7(b)。 (3)取出铸件 铸件凝固后，抽芯机构将型腔两侧型芯同时抽出，动型左移开型，铸件则借冲头的前伸动作离开压室，图8-7（c)。此后，在动型继续打开过程中，由于顶杆停止了左移，铸件在顶杆的作用下被顶出动型，图8-7(d)。 * * 二、压铸件的结构特点 根据压铸成型特点，设计压铸件时应注意以下问题。 1．壁厚和筋的设计要合理，尽可能采用薄壁件并保证壁厚均匀。压铸件的表层组织虽细密，但随着壁厚的增加，气孔、缩孔等缺陷也逐渐增多，铸件的性能显著降低。 2．尽量消除侧凹和深腔。在无法避免的情况下，也应便于抽芯，以便铸件能从压型中顺利地取出。 图8—8为压铸件的两种设计方案。图8—8(a)的结构因侧凹朝内，铸件无法取出。按图8—8 (b)改进后，使侧凹朝外，取出铸件时，可先向右方向从压型侧面抽出外型芯，这样铸件便可从压型内顺利取出。 图8—9(a)原为砂型铸造件，因内腔采用砂芯，故铸造并无困难。若改为压铸件，既难出型，也无法抽芯；如能按图8—9(b)改为两件组合，则出型和抽芯可顺利进行。 * * 3．充分发挥镶嵌件的优越性，以便制出复杂件、改善压铸件某些部位的性能，如强度、耐磨性、绝缘性、导电性等，并使装配工艺大为简化。为使嵌件在铸件中的联接可靠，应将嵌件镶入铸件部分制出凹槽、凸台或滚花等，如图8-10所示。 * 三、压力铸造的特点和适用范围 与其他铸造方法相比，压力铸造有以下优点。 1．铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小。 2．铸件强度和表面硬度都较高。 3．可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等(参见表8-1)。 4．压铸的生产率较其他铸造方法均高，生产过程易于机械化和自动化。 * 压力铸造的主要缺点是： 1. 压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长，只有在大量生产的情况下，经济上才合算。 2．压铸高熔点合金(如铜、钢，铸铁)时，压型寿命很低，难以适应。 3．由于压铸的速度极高，型腔内气体很难排除，凝固后在铸件表皮下形成许多气孔，故压铸件不宜进行较大余量的切削加工，以免气孔暴露出来。 4．由于上述气孔是在高压下形成的，热处理加热时，气孔内气体膨胀会使铸件表面鼓泡或变形，所以压铸件不能用热处理方法来提高性能。 必须指出，随着加氧压铸、真空压铸和黑色金属压铸等新工艺的出现，使压铸的某些缺点有了克服的可能性。 目前，压力铸造已在汽车、拖拉机、航空、兵器、电器、仪表、计算机、轻纺机械，日月品等制造业得到了广泛应用，如气缸体、箱体、化油器、喇叭外壳等铝、镁、锌合金铸件生产。 *