第一篇铸造_机械制造基础

《第一篇铸造_机械制造基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一篇铸造_机械制造基础（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一篇 铸 造,第一章 铸造工艺基础 第二章 铸造方法 第三章 铸造工艺设计 第四章 常用合金铸造生产 第五章 铸件结构设计,将熔化的金属浇注到与零件形状相适应的铸型中，冷却凝固后获得毛坯或零件的方法。 用铸造方法制造的毛坯统称为铸件。,铸 造,返回,1. 大力发展和提高铸件精度的各种工艺。 2. 努力发展铸造生产过程中的机械化、自动化。 3. 推广采用铸造新工艺、新设备和新材料。,铸造生产的特点及其在国民经济中的地位,铸 造 工 艺 分 类,铸造生产技术发展趋势,按铸型的特点分 砂型铸造 特种铸造,返回,第一章 铸造工艺基础,1 . 1 合金的流动性,1 . 2 合金的收缩性,返回,一 .

2、合金的流动性,二 . 影响合金流动性的因素,三 . 提高流动性的方法,返回,1 . 化学成分 共晶成分合金 流动性好 其它成分合金 流动性差,1 . 化学成分 2 . 浇注温度,1 . 化学成分 2 . 浇注温度 3 . 铸型的充填条件,1 . 提高浇注温度 2 . 提高充填能力 3 . 设出气冒口,流动性浇注时，液态合金充填铸型的能力。 流动性对铸件质量的影响 测定流动性的方法以螺旋形试样的长度来衡量。 试验得知灰口铸铁、硅黄铜的流动性最好 铝合金次之 铸钢的流动性最差,1 . 1 合 金 的 流 动 性,一 . 合金的收缩性及影响因素,2 . 影响合金收缩的因素 化学成分 浇注温度 铸件结

3、构及铸型条件,返回,1 . 合金的收缩,铸造合金从浇注凝固直至冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称收缩。,2 . 2 合 金 的 收 缩 性,二 . 铸件中的缩孔与缩松,1 . 缩孔和缩松的形成,返回,缩孔集中在铸件上部或最后凝固的部位容积较大的孔洞。,缩松分散在铸件某区域内的细小缩孔。,存在危害 防止办法 缩孔和缩松 部位的确定 缺 陷 结 论,2 . 缩孔和缩松的防止,返回,主要用于 必须补缩的场合,铸件在凝固以后继续冷却到室温的固态收缩过程中，若收缩受到阻碍，便在铸件内部产生应力称为铸造内应力。 铸造内应力是铸件产生变形、 裂纹的主要原因,返回,1 . 铸 造 内 应 力,三 . 铸 造

4、 内 应 力、 变 形 与 裂 纹,形 成,防止办法 （1）. 尽量使其壁厚均匀 （2）. 采用同时凝固原则,+,+,_,+,_,由于铸件壁厚不均匀， 冷却时各部分冷却速度不同， 铸件各部分收缩不一致而引 起。,塑性状态 固态金属在再结晶温度以上较高 温度时处于塑性状态，在较小的应力 下 就可发生塑性变形，变形后应力自 行消失。,弹性状态 在再结晶温度以下呈弹性状态 在力作用下，金属发生弹性变形， 变 形后应力继续存在。,结 论 只有当铸件厚薄部分均进入弹性状态时，铸件内部才会产生热应力。 厚壁受拉应力 薄壁受压应力,热 应 力 的 形 成,返回,返回,收缩过程中热应力的形成,机 械 应 力

5、的 形 成,形成 主要是由于铸件收缩时受 到铸型或型芯的阻碍而形成。 消除办法 铸件落砂清理后，障碍消 除，机械应力便基本消除。,返回,2 . 铸件的变形与 防止,（1）.铸件的变形,（2）.防止办法,设计上 壁厚均匀一致 形状对称,铸造工艺上 同时凝固原则,反 变 形 设 拉 筋 时 效 处 理,由内应力引起 变形方向 厚壁受拉内 凹 薄壁受压外 凸,返回,铸件裂纹,返回,当铸造内 应力大于合金 强度极限，铸 件产生裂纹,热 裂 纹 冷 裂 纹,减少铸造内应力， 降低合金脆性。,裂纹种类,防止办法,3 . 铸件裂纹及防止,1.1 砂型铸造,第二章 铸造方法,1.2 特种铸造,返回,造 型,造

6、 芯,制芯盒,制模型,合 箱,浇 注,落 砂,交 检,备型砂,备芯砂,熔化金属,准备炉料,返回,清 理,一、砂型铸造工艺过程,砂型 铸 造指铸型由砂型和砂芯组成，它适用于各种形状、大小及各种合金铸件的生产。,2 . 1 砂型铸造,三、造型基本原则概述,返回,四、各种造型方法的比较、运用,二、造型方法 1. 手工造型 2. 机器造型,1. 铸型与铸件相互转变概念 2. 分型面概念 3. 型芯概念,2 . 1 砂型铸造,L、D 相差不大 单件 整模造型 L 较大的超过 D 单件小批 分模造型 D很小、L 较大 单件 挖砂造型 D很小、L 较大 较大产量 假箱造型 L、D 均很大 单件 地坑造型,例

7、：圆柱体铸件,L,D,返回,一、熔模铸造,四、离心铸造,三、压力铸造,二、金属型铸造,返回,2 . 1 特 种 铸 造,一 . 产生,概 述,二 . 方法,三 . 特点,1 . 铸件的尺寸精度和表面质量高； 2 . 能提高铸件的内部质量和机械性能； 3 . 铸件成品率高； 4 . 铸造过程中不用砂或用砂量很少； 5 . 劳动条件好，便于机械化、自动化生产。,熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 低压铸造 壳型铸造 陶瓷型铸造 连续铸造 真空吸铸,返回,一、 熔 模 铸 造,用易熔材料制成熔模，然后用造型材料将其包住，并经过硬化成壳，再将熔模熔失流出而获得无分型面的铸型，用这种铸型浇注获得铸

8、件的方法称熔模铸造。,视频,特点： 1、铸件精度高，IT14IT11， Ra253.2m； 2、适合各种合金； 3、工序复杂、周期长、成本高。,返回,将液体金属浇入金属铸型中以获得铸件的工艺过程。（ 也称永久型铸造）,二、金 属 型 铸 造,视频,工艺措施： 喷刷涂料 保证合适的工作温度 严控开型时间 防止产生白口铸铁,特点： 节省造型材料， “一型多铸” 精度高，IT12-IT16，Ra12.5m 生产率高 周期长，成本高，工艺参数严格,返回,热压铸机,在高压下，快速地将液态或半夜态金属压入金属型中并在压力下凝固以获得铸件的一种工艺方法。,三、压 力 铸 造,视频,压 铸 过 程,1、立式离

9、心铸造,2、卧式离心铸造,一、离心铸造分类,二、特点及应用,铸件的金属晶粒较细，组织致密，强度较高； 制造筒形件时省去型芯，浇注系统； 广泛用于园管状铸件、适用于生产薄壁件； 可以生产双金属铸件； 容易产生比重偏析缺陷，内表面粗糙。,四、 离 心 铸 造,第三章 铸造工艺设计,3 . 1 铸造工艺设计内容,3 . 2 铸造工艺设计实例,返回,3.1 铸 造工艺设计内容,制定工艺规程的目的： 制造合格的铸件 降低铸件的成本 减少生产的工作量,制定工艺规程的依据： 零件结构特点 技术要求 生产批量,制定工艺规程的内容： 确定正确的铸造方法 绘制铸件工艺图 选定合理工艺参数,3.1 铸 造工艺设计内

10、容,一 . 铸造工艺图,1 . 定 义,返回,2 . 作 用,3 . 设 计 程 序,制造模型、模板 芯盒等工装 生产准备 验收的依据,利用各种工艺符号把制造模型、 铸型所需资料直接用红、蓝铅笔描绘 在零件图上的图样。,产品零件的技术条件和 结构工艺性分析 选择铸造及造型方法 确定浇注位置和分型面 选用工艺参数 确定浇、冒口、冷铁和 铸筋 型芯设计,二 . 浇注位置确定原则,返回,2 铸件的大 面应朝下，以免形成夹砂和夹杂缺陷。,1 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。,不合理,合理,什么是铸件的 浇注位置？,指浇注时，铸件 在铸型中所处的位置。 关键着眼于铸件的质量,3 . 应保证铸件能充满。

11、,合理,不合理,二 . 浇注位置确定原则,卷扬机筒,不合理,合理,4 . 应有利于实现顺序凝固 。,5 . 应减少型芯数量，便于型芯固定排气。,二 . 浇注位置确定原则,1. 应尽量使铸件全部或大部分置 于同一 半型内，易于保证精度。,三 . 分型面的选择,返回,2 . 应尽量减少分型面的数目。,4 . 便于下芯、合箱、检查型 腔尺寸；,5 . 不使砂箱过高。,3 . 分型面应尽量选用平面；,分型面 是指两半铸型相互接触的表面， 除了实型铸造法以外， 都要选择分型面。,四 . 工艺参数的确定,1 . 机加余量,返回,2 . 铸件斜度（ 拔 模 斜 度）,3 . 铸造园角,4 . 铸件收缩率,5

12、 . 型芯头,6 . 最小铸出孔和槽,指切削加工时要从铸件 表面切去的金属层厚度。,铸件相交壁的交角用园弧 过渡所形成 的角度。 大 小（1/31/5）铸件壁厚 目 的防止铸件交角处产生裂纹； 铸型不会出现易损坏 的夹角。,从质量、节约两方面考虑； 较大孔、槽应铸出； 较小孔、槽或者铸件壁很厚， 则不宜铸孔。,例：吸水阀上盖零件，材料为 HT150，小批量， 砂型铸造成形；按你认为的最好的浇注位置和 分型方案绘出铸造工艺图，并指出造型方法。 （表示出加工余量、拔模斜度、铸造园角和型 芯轮廓，浇注系统只表示位置不表示尺寸）,返回,3.2 铸 造工艺设计实例,返回,方案一： 重要加工表面侧立，易于

13、保证质 量；型芯放倒，因此下芯方便，利于 检查，且型芯稳定；但易错箱，铸件 的技术要求不宜满足。,方案二： 满足整个铸件 置于一箱中，避免 了错箱可能，且有 一重要加工面在底 部；型芯小头在下 不稳定，易于造成 铸件尺寸偏差，影 响铸件质量.,结论由于是小批量生产，采用手工造型，方案三。,有 三 种 方 案,方案三： 具备方案二的优 点，而且由于型芯安 放稳定，故能保证铸 件尺寸精度，且由于 重要加工面朝下，因 此能够保证铸件质量.,铸造工艺举例：,支撑座零件图,1、确定浇铸位置和分型面,2、确定加工余量,4、确定型芯,铸造工艺举例：,3、确定拔模斜度,4 . 1 铸铁件的生产,4 . 3 有

14、色金属合金铸件的生产,4 . 2 铸钢件的生产,返回,第四章 常用合金铸件的生产,一 . 铸铁的分类,按碳在铸铁中存在形式不同分 1. 白口铸铁 2. 灰口铸铁 3. 球墨铸铁 4 . 可锻铸铁,一 . 铸 铁 的 分 类,4 . 1 铸铁件的生产,返回,1. 白 口 铸 铁,特 点 （1） C全部以渗碳体形式存在 （2） 断口呈银白色 （3） 硬而脆，难以加工 用 途炼钢原料； 制可锻铸铁毛坯,返回,特 点 （1）. C全部或大部分以片状石墨形式存在 （2）. 断口呈灰色 （3）. 普通灰口铸铁的组织是在金属基体中 分布着粗大 的片状石墨 分 类,2 . 灰 口 铸 铁,铁素体灰口铸铁 铁素

15、体+石墨 珠光体、铁素体灰口铸铁 珠光体+铁素体 +石墨 珠光体灰口铸铁 珠光体+石墨,牌 号以机械性能来表示,最低抗拉强度,灰口铸铁,H T X X X,孕育铸铁,返回,铁素体球墨铸铁 （铁素体+石墨） 珠光体球墨铸铁 （珠光体+石墨）,向出炉铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的球状石墨铸铁，其中C大部或全部以球状石墨形式存在。,分 类,3 . 球 墨 铸 铁,牌 号,球墨铸铁,最低抗拉强度,最低延伸率,Q T XXX XX,返回,其中C大部或全部呈团絮状石墨形式存在 分 类,用 途 制形状复杂、承受冲击载荷的薄壁工件,4. 可 锻 铸 铁,返回,高 碳 相,金属基体,夹 杂 物,石 墨,渗 碳 体,铁 素 体,铁素体珠光体,珠 光 体,高 碳 相,金属基体,铸铁的基本 组织和特性,脆、软、 强 度 差,脆、硬、 强 度差,韧性好 强度差,韧性差 强度好,夹 杂 物,铸铁中可能出现的 基本组织,返回,抗拉强度低 （120250MPa) 抗压强度与钢相近 （600800MPa),3. 石墨对铸铁使用性能的有利作用,二 . 石墨对铸铁性能的影响,1. 对机械性能的影响,2 . 对工艺性能的影响,具 有良 好 的 减 震 性 具 有良 好 的 耐 磨 性 具 有 良好 的 缺 口 敏 感