金属工艺学第2版作者尹传华第四章课件.pptxVIP

第四章　铸　　造【本章要点】　铸造成型的基本知识、加工方法、分类、工艺特点和具体应用场合。第一节　概　　述将液态金属浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸造型腔中,待其冷却凝固后,以获得毛坯或零件的生产方法,称为铸造。一、铸造生产的特点 1) 可以铸成形状复杂,特别是具有复杂内腔的毛坯,如各种箱体、床身、机架等。2)适用范围较广。工业上常用的金属材料都可用来铸造, 有些材料(如铸铁)只能用铸造方法来制取零件,而且铸件的大小几乎不受限制,重量可从几克到几百吨。3) 铸造常用的原材料来源广泛,工艺设备费用小,所以铸件的成本低。因此,铸造在机器制造业中应用极其广泛。例如,在机床、内燃机中铸件占机器总重量的70%~80%,在农业机械中占40%~70%。4) 铸件的形状与零件尺寸较接近,可节省金属的消耗,减少切削加工工时。 但是,铸造生产过程较复杂,铸件常因铸型材料、模具、铸造合金、合金的熔炼与浇注等图4-1　铸造缺陷a) 浇注不足　b) 冷隔　c) 缩孔与缩松二、 铸造方法 常用的铸造方法可分为砂型铸造和特种铸造。1.砂型铸造当直接形成铸型的材料主要是型砂,且液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔时,称为砂型铸造。2.特种铸造凡不同于砂型铸造的所有铸造方法,统称为特种铸造,如金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。三、砂型铸造工艺过程砂型铸造工艺过程如图4-2和图4-3所示。图4-2　砂型铸造的工艺过程图4-3　齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程第二节　砂 型 铸 造一、造型方法 造砂型的工艺方法很多,可按以下三种分类方法:1) 根据是否使用砂箱,可分为砂箱造型(有二箱造型、三箱造型方式)和地面造型(又称为地坑造型)。图4-4　三箱造型2) 根据铸型型腔的形成方法可分为实物造型、模样造型(有整模造型、分模造型与模板造型)、刮板造型。图4-5所示为整模造型,图4-6所示为分模造型。根据机械化程度可分为手工造型与机器造型。图4-5　整模造型图4-6　分模造型图4-7　机器造型a) 填砂　b) 振实　c) 压实　d) 起模1—压头　2—模板　3—砂箱　4—振实活塞　5—压实活塞6—压实气缸　7—进气口　8—气缸　9—顶杆二、模样的设计(铸型设计) 在利用模样造型时,首先必须设计和制作模样。图4-8　常见几种模型a) 整体模　b) 分开模　c) 活块模　d) 带浇道的模　e) 模板1.浇注位置浇注位置是指浇注时铸型分型面所处的位置。2.分型面(分模面)分型面就是上、下砂型的分界面(又称为合型面)。1)便于起模。分型面最好选择在模样的最大截面处。2)简单最少。选择平直的分型面使造型工艺简单;尽量把模样的大部分或全部放在同一砂箱中,以保证铸件上各表面之间的位置精度。如图4-9所示为水管堵头铸件的分型面,采用b图所示方案比a图所示方案较为合理。图4-9　水管堵头铸件的分型面a) 分型面位于中间　b) 分型面位于一端3. 起模斜度为使模样易于从砂型中取出,在设计制造模样时,均需在垂直于分型面的壁上做出斜度,此斜度称为起模斜度。4. 加工余量为保证铸件加工面尺寸和零件精度,在铸件工艺设计时预先增加而在切削加工时切去的金属层厚度,称为加工余量。5. 收缩量 铸件冷却凝固后尺寸减小的值称为线收缩量,体积减小的值称为体收缩量。6. 铸造圆角铸件在冷却凝固时,在尖角处易产生裂纹,起模时该处的型砂容易损坏。7. 型芯座为便于型芯在砂型中的固定,多数型芯一般均带有芯头,相应地在砂型中应制出型芯座,该型芯座则直接利用模样上相应的头部形成,如图4-11所示。图4-10　铸造圆角a) 内圆角　b) 外圆角图4-11　芯头与芯座三、造芯工艺 当铸件有内腔时,一般需要制作型芯,即造芯。1. 芯盒图4-12所示为常见芯盒种类,包括整体式适用于制造形状简单的型芯,分开式适用于制造圆柱、圆锥等回转体以及形状对称的型芯,可拆式适用于形状复杂的型芯。2. 型芯的结构为保证型芯具有良好的综合性能,除对芯砂及涂料提出较严格的要求外,在型芯中还常采用图4-12　常见芯盒种类a) 整体式　b) 分开式　c) 可拆式1)增加强度和刚度结构。在型芯中埋入用钢条焊接、用铸铁铸出及钢丝扎成的与型芯外形相似的芯骨,用以提高型芯的强度和刚度。2)提高透气性结构。在型芯中设置通气孔。通气孔应通到型芯头外。大型型芯中埋入焦碳、麻绳可明显提高其透气性。3)提高退让性结构。退让性是指有内腔的铸件在收缩时,芯砂也随之收缩的性能。对于小型型芯,一般只靠合理地配制芯砂来保证其退让性;对于大型型芯,可采用空心结构或在芯骨上缠上草绳来提高其退让性。 此外,为便于型芯的安放,型芯应设置型芯头。四、浇注系统、冒口、出气口1. 浇注系统图4-13　尚未切除浇注系统和出气口的铸件1—出气口　2—浇口盆　3—直浇道4—内浇道　5—横浇道1)