2016金属工艺学（清大版）授课教案：铸造工艺规程制定.docVIP

金属工艺学（清大版）授课教案 上 编 铸 造 铸造：液态金属 自重或压力 铸型 冷却、凝固 铸件 铸造特点：优点：1．具有较强的适应性 2．铸件成本低 原材料：来源广、价格低、投资少、易生产 铸件：机械加工量相对较小，成本低 缺点：1．废品率较高，生产过程难以控制； 2．铸件力学性能较差， 3．砂型铸造铸件精度较差。 §1.1铸造工艺规程制定 （一）铸造性 铸造性:金属在铸造成形过程中所表现出的能力，主要取决于金属充型能力和收缩。 一、充型能力 液态金属充填铸型型腔的能力（液态金属流入型腔、液态金属准确清晰复制出型腔结构） 影响因素： （1）金属成分（流动性） 纯金属和共晶成分金属，在恒温下结晶，充型能力好。见图2.18。 （2）温度和压力 温度越高，原子动能越大，保持液态时间越长，传给铸型热量越多，减小铸型对金属的激冷作用，充型能力强。 提高压力，改变压力场可显著改善金属的充型能力。 （3）铸型填充条件 铸型蓄热能力：铸型从金属中吸收和储存热量的能力 铸型材料导热系数和比热越大，对液态金属激冷能力越强，金属充型能力就越差。如金属型，浇不足 铸型温度：影响液态金属冷却速度 温度高，充型能力强，金属型和熔模铸造，预热铸型 铸型排气能力：透气性↑，充型能力↑ 措施：扎气孔、加木屑，远离浇口的最高部位开设气口 二、收缩 铸件凝固过程中，温度变化很大，必然会引起收缩。 后果：① 缩孔、缩松（液态→固态） ② 热应力、机械阻碍应力（固态） ③ 变形、开裂 预防措施：①控制凝固方式，有效补缩——顺序凝固，易产生缩孔处加冒口 ②加冷铁，改变局部凝固速度。 （二）铸造工艺规程制定 工艺规程包括：铸造方法、绘制铸件工艺图、选择工艺参数等。其核心内容：绘制铸件工艺图（在零件图上用各种各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形）。 一、选择浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 确定原则如下： （1）铸件重要工作面或主要加工面应朝下或呈侧立状态 防止砂眼、气孔、夹渣等缺陷（缩孔） 朝下：图4.1 侧立：图4.2 （2）铸件大平面或薄壁结构应朝下或呈侧立状态 防止砂眼、气孔、夹渣及夹砂和浇不足 朝下：图4.3 侧立：图4.4 （3）浇注位置应有利于补缩、防止产生缩孔 将铸件厚大部分置于铸件的上部位置，以便安放冒口，实现自下而上的顺序凝固，图4.2 二、确定分型面：铸型间的接触表面 确定原则如下： （1）应能方便、顺序地取出模样或铸件 一般选在铸件地最大横截面处 （2）应尽量与浇注位置一致，并尽量满足浇注位置的要求（图4.5） （3）分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个且为平面，机器造型时，分型面只能有一个（图4.6） （4）应尽量使型腔全部或大部分置于同一个砂型内，最好使型腔或使加工面与基准面位于下型中。 （5）应使型芯数量少，并便于安放和稳定。 三、确定工艺参数 1.机械加工余量：铸造时在零件的加工表面增加的供切削加工用的余量。 2.拔模斜度 为便于把模样（或型芯）从砂型中（或从芯盒中）取出，铸件上垂直分型面的各个侧面应具有的斜度。 拔模斜度在铸造工艺图中标出，其大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材质和该侧面在型腔中的所处位置。通常在15′～3°，见图4.8 3.型芯及型芯头 型芯：铸件孔形和各种内腔，简化模样的外形，铸出铸件上局部妨碍拔模的凸台、凹槽等结构。按照在型腔中所处的状态，一般分为水平型芯和垂直型芯。 型芯头：浇注时不与液体金属接触，起到定位、支撑型芯及导引型芯中气体排出的作用。 2 图2.18 合金成分对充型的影响 图4.1车床床身浇注位置 图4.2起重机卷筒浇注位置 图4.3大平面铸件浇注位置 图4.4薄件浇注位置 图4.5伞齿轮分型面方案 图4.6三通铸件分型面方案 图4.8 拔模斜度