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1、山东建筑大学机制教研室,1,3月20号举行的“2007年中国科协学术建设发布会”上，中国科协副主席、中国科学院常务副院长白春礼院士表示，中国自主创新的能力依然较弱，特别是在四大领域与发达国家存在很大差距。在机械工程领域，中国的高端数控装备和大型重载装备的独立制造能力不足，中档及以上数控系统市场基本上被国外品牌垄断。中国的精密化制造技术与国外相比仍然存在阶段性差距，精密成形和精密、超精密加工技术水平整体落后于发达工业国家。中国冶金工程技术的部分创新成果达到了国际先进或领先水平，但与国际先进水平仍有很大差距。与发达国家相比，中国的航空产品、航空技术和航空科研能力差距仍较大。即使是新获国家科学技术进
2、步特等奖的歼10战斗机，与美国的F22、F35相比，在技术水平上也相差一代。中国利用空间进行的研究工作尚处在试验阶段，与世界先进水平有很大差距,山东建筑大学机制教研室,2,第 三 章 砂型铸造铸造,手工造型机器造型,金属型铸造 熔模铸造 压力铸造 低压铸造 离心铸造 消失模铸造,整模造型 分模造型 三箱造型 活块造型 挖砂造型 刮板造型,山东建筑大学机制教研室,3,砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方法。 砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。 生产特点：砂型铸造适合于各种金属的铸造生产,对铸件的尺寸、形状基本没有限制。工装设备简单，成本低
3、，适合各种生产形式。,山东建筑大学机制教研室,4,砂型铸造生产工艺过程,山东建筑大学机制教研室,5,一、砂型铸造生产工艺过程绘制零件铸造工艺图制造模样和芯盒造型和造芯下芯、合箱浇注落砂清理质量检验获得合格铸件。,山东建筑大学机制教研室,6,铸造工艺方案的内容,山东建筑大学机制教研室,7,铸件结构工艺性分析,山东建筑大学机制教研室,8,山东建筑大学机制教研室,9,加工余 量 的确定,起模斜 度 的确定,铸造 圆角,工艺参数的确定,山东建筑大学机制教研室,10,上述各参数根据铸件形状、尺寸，查表确定。,确定形状、尺寸,山东建筑大学机制教研室,11,根据铸造工艺手册或计算确定,冒口设计,山东建筑大学
4、机制教研室,12,在确定了上述各项目后，编制铸造工艺卡。其格式见 JB/Z 234.1085铸造工艺卡。,山东建筑大学机制教研室,13,基本术语,铸 型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系统的组合整体。 型 腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。 铸 件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。 分型面：铸型组元间的接合面。 分模面：模样组元间的接合面。,山东建筑大学机制教研室,14,模 样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。 零 件：铸件经切削加工制成的金属件。 砂 芯：为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在型腔内部的铸
5、型组元。 芯 盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。,山东建筑大学机制教研室,15,二、造型材料制造铸型用的材料称为造型材料，砂型铸造使用主要是型砂和芯砂，它们是由砂、粘结剂和附加物组成。 造型材料应具备以下性能： 1、可塑性 型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。 2、足够的强度 型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。 3、耐火性 型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧粘。 4、透气性 型砂和芯砂紧实后要易于通气。 5、退让性 型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。,山东建筑大学机制教研室,16,三、模样及芯盒的制造1、模样与芯盒是制造铸型和型芯的工具。2、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部形状；型
6、芯形成铸件的内腔形状。芯盒（制造型芯，形成内部轮廓）制造型芯的工具。,山东建筑大学机制教研室,17,3、砂型铸造多用木材制造模样和芯盒。木模样 质轻、价廉和加工容易，用于单件与中、小批量生产。金属模样 强度高、尺寸精确、表面光洁、寿命长，用于大批大量生产。4、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。注意问题：加工余量、收缩量、起模斜度,山东建筑大学机制教研室,18,四、造型方法 按造型操作方法的不同，可分为：手工造型和机器造型。 造型方法的选择手工造型与机器造型的选择是根据：1）生产批量的大小；2）生产率的要求；3）铸件的复杂程度；4）工厂的设备条件； 综合上述分析后确定下列内容： 1、手工造型填
7、砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。,山东建筑大学机制教研室,19,主要方法有：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、三箱造型、刮板造型、地坑造型等。 2、机器造型填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用于批量生产。 （1）紧砂方法震压紧实法、抛砂紧实法和射砂紧实法 （2）起模方法顶箱起模、漏模起模和翻转起模。,山东建筑大学机制教研室,20,五、造芯及合箱1、造型芯型芯的作用一是形成铸件的内腔，二是简化模型的外形，以制出铸件上的台和槽等。型芯采用比型砂更好的造型材料。造芯方法也有手工造芯和机器造芯两种。 2、合箱铸型的装配工序简
8、称合箱。合箱前，在铸型中放好型芯、扣上上箱、放置浇口杯。合箱后，两箱要卡紧，防止错箱和抬箱。,山东建筑大学机制教研室,21,六、铸铁的熔炼及浇注 1、铸铁的熔炼设备有冲天炉和感应炉等。其原料有金属料、燃料和熔剂。 2、浇注系统：引导金属液进入铸型型的通道。它包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四个部分组成。 注意：浇注系统与冒口浇注系统为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道（1）浇口杯（外浇口）承受金属液，挡渣；（2）直浇道产生充填压力；（3）横浇道分配金属液和挡渣；（4）内浇道控制金属液的速度的方向；（5）冒口补充收缩，并排气和集渣,山东建筑大学机制教研室,22,七、落砂、清理和检验,1、
9、落砂：,出箱的温度一般不高于500度，以免铸件产生内应力或开裂。,清砂是清除型砂和芯砂的过程，有水力清砂和水爆清砂两种方法。,2、清理：,去除表面粘砂的方法有滚筒清理、喷射清理和抛丸清理等方法。,3、检验：,主要包括外观检验、内部检验、化学性能和金相检验等。,将浇注成形后的铸件从型砂和砂箱中分离出来的工序，它分为出箱和清砂两个过程。有手工落砂和机械落砂两种方法。,去除浇口、冒口、飞边、毛刺以及表面粘砂的工序。,其任务是确定合格的铸件，去除有缺陷的铸件。,山东建筑大学机制教研室,23,手工造型的造型方法主要有：1、整模造型（用一个整体本模造型） 特点：模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半
10、个铸型内。 其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。 应用范围：适用于形状简单，外形轮廓上有一个平面可作为分型面的铸件（铸件最大截面在一端，且为平面）。,山东建筑大学机制教研室,24,整模造型,山东建筑大学机制教研室,25,山东建筑大学机制教研室,26,山东建筑大学机制教研室,27,2、分模造型特点：将木模沿外形的最大截面分成两半(不一定对称)，型腔位于上、下两个砂箱内，并用销钉定位，这种木模称为分模，利用分模面做分型面。造型方便，但制作模样较麻烦。 应用范围：适用于形状较复杂，或最大截面在中部的铸件，特别是广泛用于有孔的铸件。,分模铸造,山东建筑大学机制教研室,28,山东建筑大学机制教研室,29,
11、山东建筑大学机制教研室,30,3、挖砂造型 特点：如果铸件的外形轮廓为曲面或阶梯面，最大截面亦为曲面，模样为整体模，且模型又不便分成两半，采用挖砂造型。造型时需挖去阻碍起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。 应用范围：用于单件小批生产分型面不是平面的铸件。,山东建筑大学机制教研室,31,山东建筑大学机制教研室,32,为了克服上述挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先左翼各底胎，再在底胎上之下箱。由于底胎并不参加浇铸，故称假箱 用于成批生产分型面不是平面的铸件。,假箱铸造,4 假箱造型,山东建筑大学机制教研室,33,假箱造型,山东建筑大学机制教研室,34,5、活块造型 特点：制模时将铸件上有
12、妨碍起模的小凸台制成活动部分。起模时，县起出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费时，要求工人技术水平高。 应用范围：单件小批生产带有突起部分的铸件。,活块铸造,山东建筑大学机制教研室,35,山东建筑大学机制教研室,36,山东建筑大学机制教研室,37,6、三箱造型（两个分型面，三个砂箱） 特点：铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱无法起模，将铸型放在三个砂箱中，组合而成。三箱造型的关键是选配合适的中箱。造型复杂，易错箱，生产率低。 应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。,山东建筑大学机制教研室,38,三箱造型,山东建筑大学机制教研室,39,山东建筑大学机制教研室,40,山东建筑大学机
13、制教研室,41,7、刮板造型 用刮板代替木模造型。可大大降低模型成本，节约木材，缩短生产周期。但要求工人技术水平高。 制造回转体,刮板造型,山东建筑大学机制教研室,42,刮板造型,山东建筑大学机制教研室,43,制造等截面形状的铸件用于制造回转体或等截面形状的铸件,山东建筑大学机制教研室,44,8、地坑造型用于制造大型铸件,山东建筑大学机制教研室,45,手工造型特点 使用范围广 对模样要求低 对砂箱要求低 生产率低 对工人技术水平要求高 铸件质量差 主要用于单件小批生产 （步骤）做木模填砂紧砂起模合箱浇注,山东建筑大学机制教研室,46,手工造型的方法种类很多，在确定造型方法之前，首先应考虑工艺装
14、备、工人的技术水平及铸件的技术要求和生产批量。 选择造型方法时，主要考虑：1）各种造型方法的主要特点； 2）适用情况。,山东建筑大学机制教研室,47,例：零件的分型面方案分析！,山东建筑大学机制教研室,48,确定 分型面,确定加工余量,确定木模尺寸,芯头,山东建筑大学机制教研室,49,确定合箱图,山东建筑大学机制教研室,50,二 .机器造型（芯）,1.机器造型原理 如图所示,山东建筑大学机制教研室,51,进气,填 砂,山东建筑大学机制教研室,52,排气,落 下,撞 击,山东建筑大学机制教研室,53,震击气 缸升起,压 实,山东建筑大学机制教研室,54,山东建筑大学机制教研室,55,2.机器造型
15、方法的选择在确定了机器造型方法后，各种造型方法的选择，主要根据其生产特点和应用情况进行选择。见表-机器造型的各种方法注-机器造型只适合两箱造型法。,山东建筑大学机制教研室,56,举例： 选择图示零件的造型方法。,山东建筑大学机制教研室,57,小批生产时，由于其尺寸较大，应采用刮板造型。,山东建筑大学机制教研室,58,2. 若是大批生产，则应采用实体模、两箱造型， 也可采用刮板地坑造型。,山东建筑大学机制教研室,59,结论 造型方法的选择原则：应根据铸件的生产批量、尺寸的大小、形状的复杂程度，车间的生产设备、工人的技术水平：在满足铸件的技术要求条件下，以低成本、高生产率、高效益的原则选择造型方法
16、。,山东建筑大学机制教研室,60,2 浇注位置与分型面的选择 选择原则：,1 .铸件的重要加工面应朝下。,2 .铸件的大平面应朝下。,3. 铸件薄壁部分置于铸型下部或使其处于 垂直或倾斜位置。,4. 使容易产生缩孔、缩松的厚大部分容易补缩。,山东建筑大学机制教研室,61,1 .铸件的重要加工面应朝下。 -机床导轨面,大平面倾斜,山东建筑大学机制教研室,62,保证卷筒周围质量均匀,山东建筑大学机制教研室,63,二 . 铸型分型面的选择原则 1. 应便于起模，使造型工艺简化。 为此，应使分型面尽可能少，尽可能平直，避免不必要的活块和型芯。,2 . 应尽量使铸件全部或大部分置于同一砂箱，以保证铸件精度。,3 .为便于造芯、下芯、合箱和检验铸件壁厚， 应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。,
