NO2模块二 铸造成型 《机械制造基础》教案.doc

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1、教学目标教学重点i铸造成型的定义、种类及其优缺点I教学难点铸造工艺设计内容及原则［知识目标S掌握铸造成型的定义、种类及其优缺点；熟悉铸造工艺设计内容及原则、铸件结构设计原则;!了解铸造成型工艺基础理论知识。

2、能力目标：根据零件的具体形状和加工要求，确定浇注位置、分型面及加工余量和起模斜度等。i素质目标：i教学手段教学学时16理实一体1实物讲解i小组讨论、协作丄教学内容与教学过程设计模块二铸造成型E任务描述月箱体是减速器的重要组成部件，它是传动零件的基座，其内腔结构复杂。试确定如何制：口口坯“&卄“&牡甘、古皿岔屁砧工厅1明

3、确任务，在任务造减速斋箱体的毛坯。*・的驱动下学习。［［任务分析21因为箱体是内腔结构较复杂的零件，所以要采用铸造的方法来生产毛坯，在铸造时要根据零件图先画出铸造工艺图，包括浇注位置、分型面、加工余量和起模斜度等。［［相关知识I学习1W境一铸造成型理论基础一、合金的流动性和充型能力1•合金的流动性：液态合金本身的流动能力称为合金的流动性。铁碳合金的流动性与碳的质量分数之间的:关系如图2T所示。：rs.浇注温度y:思考合金流动性/:好坏产生的影响。60§.自一.金握/V—120"C40208()r40VC：图2-1铁碳合金的流

4、动性与碳的质量分数的关系2.合金的充型能力1）合金的浇注条件提高合金的浇注温度和浇注速度，增大静压头的高度都会使合金的充型能力提高，但浇注温度太高，将使合金的收缩量增加，吸气增多，氧化严重，铸件会产生严重的黏砂和胀砂缺陷。因此，每种合金都有一定的浇注温度范围。一般铸钢为1520°C〜1620"C,铸铁为1230"C〜1450°C,铝合金为680°C〜780"C。2）合金的铸型特点铸型材料的导热性越好，液态合金的冷却速度越快，合金的流动性越差。当铸型的发气量大、排气能力较低时，合金的流动受到阻碍，会使合金的充型能力下降。浇注系

5、统和铸型的结构越复杂，合金在充型时的阻力越大，充型能力也会下降。铸件的凝固和收缩学生分组讨论影响铸件凝固和收缩的化学成分。图2-2为缩孔形成过程示意图。液态合金充满铸型型腔，见图2-2（a）o由于铸型吸热使液态合金温度下降，靠近型腔表面的金属凝固形成一层外壳，见图2-2（b）o温度进一步降低，凝固层加厚，内部的剩余液体由于液态补缩和补充凝固层的收缩体积缩减，液面下降,铸件内出现了空隙，见图2-2（c）；温度继续下降，外壳继续加厚，液面不断下降，到合金全部凝固后，则在铸件上部形成容积较大的缩孔，见图2-2（d）；冷却到室温时，

6、随着铸件的固态收缩，铸件外形尺寸稍有缩小，见图2-2（e）o散热方向AAA凝固层空穴縮孔结合示意图，讲解缩孔形成过程。1.铸件的凝固在铸件的凝固过程中，其断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液相区。2.铸件的收缩合金从浇注到凝固直至冷却到常温的过程中产生的体积和尺寸减小的现象称为收缩。三、缩孔和缩松的形成及防止1.缩孔的形成VT7十图2-3顺序凝固I内浇II1U1UA距离㈤充型（b）外层凝固（c）内部开始凝固（d）卩曲院全凝固（c）固态收缩图2-2缩孔形成过程示意图3.缩孔和缩松的控制1）合理选择铸造合金铸造生产中应尽

7、量选择共晶成分附近的合金和结晶温度范围窄的合金。2）控制铸件的凝固顺序所谓顺序凝固，是在铸件可能岀现缩孔的厚大部位，通过安放冒口（为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分）等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位最先凝固（图2-3中的I区），接着是靠近冒口的部位凝固（图2-3中的II区、III区），冒口本身最后凝固。纵向温度分布曲线一X旨口3）控制浇注条件应在满足充型能力的前提下，尽量降低浇注温度和浇注速度，尤其是在浇注终止前尽量采用慢的浇注速度，是防止产生缩孔的有效措施之一。四、铸造应力、变形和裂纹1•铸造应力1)热应

8、力热应力是由于铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期铸件各部分收缩(a)(b)(c)(d)图2-5热应力的形成过程结合示意图讲解热应力的形成过程。2)机械应力金属冷却到弹性状态后，因收缩受到铸型、型芯、浇冒口、箱挡等的机械阻碍而形成的内应力，称为机械应力。形成应力的原因一旦消失(如铸件落砂或去除浇冒口后)，机械应力也就随之消失，所以机械应力是临时应力，如图2-6所示。图2-6机械应力理解机械应力是临时应力的原因。1.铸件的裂纹与防止D热裂热裂的防止措施包括以下几个方面。(1)设计合理的铸件结构。(2)改善铸型和型

9、芯的退让性。(3)减少铸造合金中的有害杂质，以提高其高温强度。2)冷裂学生分组讨论防止冷裂的措施，教师总结。铸件凝固后在较低温度下形成的裂纹称为冷裂。五、合金的偏析和吸气1•合金的偏析枝晶偏析产生的原因是：铸件在凝固时，与型壁接触部分(包括底部)的液态金属最先凝固，于是靠近型壁部分高熔点的