机械制造基础第1章

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1、中等职业学校机电类规划教材专业基础课程与实训课程系列机械制造基础人民邮电出版社第1章铸造、压力加工和焊接的基本工艺1.1铸造将熔融金属浇注到铸型型腔中，待其凝固后得到一定形状、大小和性能的工件或毛坯的方法称为铸造。所得到的金属工件或毛坯称为铸件。具有以下特点。（1）可获得复杂外形及内腔的铸件。（2）适应性广。（3）铸件成本低廉。（4）减少了切削加工的工作量，节约金属。（5）铸件易产生缺陷，使质量不够稳定。（6）和相同形状、尺寸的锻件相比，铸件的机械性能不及锻件，承受动载荷和冲击载荷的能力较差。（7）工作场地温度高，灰尘多，环境差，

2、工人劳动强度大。由于铸造生产有许多优点，因此广泛应用于机械零件的毛坯制造，在各种机械设备中铸件在质量上占有很大的比例。1.1.1砂型铸造砂型铸造是用型砂紧实成型的铸造方法。其铸造简单易行，原材料来源广，成本低，见效快，在目前的铸造生产中占主导地位。可分为湿砂型和干砂型铸造两种。砂型铸造的主要工序有制造模样与芯盒、造型、造芯、烘干、合型、熔炼金属、浇注、落砂、清理与检验等，如图所示为齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程。1.型砂与芯砂用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体称为铸型。型砂用于制造砂型，

3、芯砂用于制造芯子。型砂与芯砂主要由石英砂、粘结剂和水混合而成，有时加入少量煤粉或木屑等辅助材料。其应具备的性能如下：（1）可塑性是指型（芯）砂在外力作用下可以成型，外力消除后仍能保持其形状的性能。（2）强度是指型砂、芯砂成形之后抵抗外力破坏的能力。（3）耐火性是指型砂与芯砂在高温熔融金属的作用下，不软化、不熔融烧结的性能。（4）透气性是指型砂与芯砂排出气体的能力。（5）退让性是指铸件凝固时体积要缩小，型砂与芯砂随铸件收缩而被压缩的性能。（6）溃散性表示型（芯）砂是否容易解体而脱离铸件表面的性能。在铸造过程中，芯子被熔融金属包围，所

4、以芯砂的性能比型砂要求更高。2.模样与芯盒由木材、铝合金或塑料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样，模样可获得铸件外部结构。制造型芯所用的装备称为芯盒，芯盒用以获得铸件内腔。3.造型造型是砂型铸造的最基本工序，是用型砂及模样等工艺设备制造砂型的方法和过程。（1）手工造型手工造型是用手工操作完成造型工序。砂箱及常用的手工造型工具如图所示。手工造型操作灵活，工艺装备简单，适应性强。但其生产率低，劳动强度大，劳动条件差，铸件质量不稳定。手工造型的方法常见的有：有箱造型、脱箱造型、地坑造型和刮板造型等。有箱造型分整模造型和分模造型两种

5、。整模造型时模样放置在一个砂箱中，分型面为一平面，位于模样的一侧。如图所示是整模造型过程示意图。这种方法适应于生产形状比较简单的铸件。分模造型的特点是沿模样最大截面处将其分成两部分，两个半模分别位于上、下型之中。如图所示是分模造型过程示意图。这种方法适应于生产圆柱体、管件、阀体、套筒等形状较复杂的铸件。（2）机械造型和自动化造型用机械全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序称为机械造型。所有造型工序基本不需要人工完成的造型过程称为自动化造型。4.造芯制造型芯的过程称为造芯，是用来形成铸件的内腔。造芯的方法可分为手工造芯和机械造芯两种。

6、5.浇注系统和冒口将熔融金属导入型腔的通道称为浇注系统。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。（1）浇口杯形状多为漏斗形，与直浇道顶端连接。（2）直浇道是浇口杯下面的一段垂直通道，通常带有一定的锥度。（3）横浇道承接直浇道流入的熔融金属，其截面多为梯形。（4）内浇道与型腔直接相连。冒口是在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，一般设置在铸件的最高处和最厚处。如图所示为带有浇、冒口的法兰管子铸件。6.合型、浇注、落砂、清理和热处理（1）合型将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口盆装配起来的过程称为合型。（2）浇注将熔融金属浇入

7、铸型的操作称为浇注。（3）落砂用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作称为落砂。从铸件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯。（4）清理清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属等过程的总称。（5）热处理经过清理的铸件有时要进行热处理，一般是进行去应力退火，以消除铸造应力。1.1.2合金的铸造性能合金在铸造成形过程中所表现的工艺性能称为铸造性能。良好的铸造性能是保证铸件质量的重要条件。1.合金的流动性合金的流动性是指液态金属本身的流动能力。（1）在常用的铸造合金中，铸铁的流动性最好，有色金属也有较好的流动性，铸钢的流动性较差。（2）

8、提高浇注温度有利于提高流动性。但浇注温度过高，使铸件产生缩孔、缩松、气孔、粘砂等缺陷。（3）铸型工艺因素中，加高直浇道，扩大内浇道截面，以及在型砂中加入煤粉、提高型腔的光滑程度、烘干预热铸型等都可以提高流动性。2.合金的收缩性合金在冷却凝固过程中，