机械工程基础(热加工)

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1、学科机械工程基础第七章第1,2节1.概述课题2.砂型铸造授课时数2累计时间授课日期授课班级数控50204教学目的与要求1.掌握铸造的特点及分类2.掌握合金的铸造性能3.了解铸件常见的缺陷及其产生原因和防止措施4.掌握浇注系统的含义、组成和作用；官口的作用和设置的位置教学重点与难点重点：铸造的特点及分类；合金的铸造性能；铸件常见的缺陷及其产生原因和防止措施；浇注系统的含义、组成和作用；冒口的作用和设逢的位逢难点：浇注系统的含义.组成和作用；冒口的作用和设置的位置授课方法讲授教具执行后摘记导入新•课：机械制造工艺是各种机械的制造方法和过程的总称。机械制造工艺过程为

2、：铸造、锻压机械加工装配金属材井2!>毛坯>零件>机器焊接热处理机械制造工艺发展方向是高质量、高生产率、低成本。讲授新课：第七章铸造1.铸造：将熔化后的金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固、冷却后，得到一定形状的毛坯或零件的成形方法。2.铸件：用铸造获得的零件或毛坯。§7-1概述一.铸造的特点及分类1.特点、(1)成形方便且适应性强；(2)成本较低；(3)铸件的组织性能较差。2.铸造分类(1)砂型铸造：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。一用型砂紧实成形的铸造方法。(2)特种铸造：砂型铸造以外的其他铸造方法。(在§7・3中专

3、门介绍)二、合金的铸造性能：指合金在铸造时表现出来的工艺性能。1.流动性(1)流动性的概念：液态合金充满铸型的能力。通常用一定条件下浇出的“螺旋形试样”的长度来衡量。如P172图7・2。铸铁和硅黄铜流动性最好，铸钢最差。常用铸造合金的流动性：P172表7・1。(2)影响流动性的因素1)合金成分。共晶成分的合金流动性最好；凝固范围小的合金流动性较好；凝固范围大的合金流动性差；2)浇注温度。浇注温度越高，流动性越好；3)铸型。铸型中凡能增加金属流动阻力、降低流速、加快冷却速度的因素，都会降低合金的流动性。1.收缩(1)收缩的彳既念：指铸件在浇铸、凝固和冷却过程中，

4、发生体积与尺寸减小的现象。分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。液态收缩和凝固收缩表现为铸件体积的缩小，以体收缩率表示，昱铸件产生缩孔和缩松的基本原因；固态收缩引起的体积缩小表现为铸件外形尺寸的变化，以线收缩率表示，是铸件产生应力、变形和裂纹的基本原因。(2)影响收缩的因素(与影响流动性的因素类似)1)不同成分的合金具有不同的收缩率；常见合金的收缩率：P173表7・2。2)浇注温度越高，收缩越大；3)铸型对铸件收缩产生机械阻力，故铸件实际收缩率比自由收缩率小。(3)缩孔和缩松的形成和防止缩孔：铸件在凝固过程中，因补缩不良而产生的孔洞。P174图7・3。缩

5、松：铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。防止缩孔主要措施：采用定向凝固原则。即增设冒口、冷铁等。P174图7-4.图7-5o防止缩松主要措施：采用接近共晶成分或结晶间隔小的合金生产铸件。(4)铸造应力、变形和裂纹铸造应力是铸件产生变形、裂纹等缺陷的基本原因。减少应力、防止开裂的措施是：合理设计铸件结构，力求壁厚均匀，结构对称；合理设计浇冒口、冷铁等使铸件冷却均匀；采用退让性好的型砂和芯砂；严格控制合金中硫和磷的含量；切勿过早落砂；铸件在清理后进行去应力退火。§7-2砂型铸造砂型铸造基本工艺过程：P175图7・6。、模样与芯盒1.模样：由木材或金属或其他材料制成，

6、用来形成铸型形腔的工艺装备。外部轮廓与零件相似的模型。2.芯盒：制造型芯或其他耐火材料芯所用的装备。3.设计模样时必须考虑：(1)在需要切削加工的表面上留出加工余量。加工余量按铸件精度决定;(1)在冷凝过程中产生的收缩量。不同材料具有不同的收缩率；(3)垂直部分要有起模斜度。一般为0.5。〜3。;(1)夹角处要做成(铸造)圆角。使造型方便，并防止铸件粘砂或产生裂纹；(2)合理选取分型面。应使造型方便，取模容易，并保证铸件质量；(3)型芯头：便于型芯在铸型中的定位，以保证铸件内形正确。二、造型材料:制造铸型或型芯用的材料。砂型铸造的材料：沙、粘结剂、水和其他附加

7、物。性能要求：(1)足够的强度：能承受金属熔液的冲击和压力，使型腔不变形毁坏;(2)良好的可塑性：易于成形，且能保持清晰的型腔；(3)高的耐火性：保证铸件表面不粘沙；(4)良好的透气性：使铸件内部不易产生气孔；(5)良好的退让性：减少铸件的内应力，防止变形开裂。三、造型：制造砂型的工艺。1.手工造型(P175表7・3)(1)分箱造型A、整模造型模样为一整体B、分模造型模样分段(常见上下分)(2)脱箱造型适用：大批量、小型铸件的铸造。(3)、刮箱造型适用：小批量、尺寸较大的回转件铸件铸造。2.机器造型：用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型工序。(1)优点：提高

8、生产率，改善劳动条件，提高铸件质量，减