机械制造基础 教学课件 作者 施梅仙 唐监怀 陈长浩 第1章.ppt

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1、第1章毛坯制造1.11.2焊接1.3铸造锻压1.1铸造1.1.1砂型铸造1.1.2金属型铸造1.1.3压力铸造1.1.4离心铸造1.1.5熔模铸造1.1.1砂型铸造砂型铸造是将金属溶液浇入用型砂制成的铸型型腔中获得铸件的方法。砂型铸造是传统的铸造方法。由于砂型铸造简便易行，在目前的铸造生产中仍占主导地位，适用于铁合金材料及对尺寸精度和表面质量要求不高的铸件生产，如一般机器的底座、机床的床身、发动机的缸体、各种箱体、泵体、飞轮等。1．模样和芯盒模样是由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。制造砂型时，使用模样可以获得与零件外部轮廓相似的型腔。模样是按照零件图样要求绘制的铸

2、造工艺图样制造的。制造型芯所用的装备称为芯盒。芯盒的内腔与型芯的形状和尺寸相同。制造模样时应注意以下几点（1）适当地放收缩余量和加工余量。收缩余量是指为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值。收缩余量与铸件的线收缩率和模样尺寸有关。其余量的大小应根据铸件的加工要求来定，一般小型铸件的加工余量为2～6mm。零件尺寸+加工余量=铸件尺寸铸件尺寸+收缩量=模样尺寸图1.1起模斜度（2）起模斜度。为使模样容易从铸型中取出，凡是和分型面垂直的侧壁上应做出一定的斜度，如图1.1所示。起模斜度一般为0.5°～3°。图1.1起模斜度图1.1起模斜度（3）铸造圆角。为造型方便，浇注时防止铸型夹角被

3、冲坏，防止铸件因夹角处应力集中而产生裂纹，凡相邻两表面的交角应做成圆角，如图1.2所示。（4）选择合适的分型面。分型面是指铸型组元间的接合面，也就是砂箱与砂箱间的分界面，如图1.3所示。分型面应选在最大截面处，应尽量满足浇注位置的要求，造型方便，起模容易。（5）芯头。芯头是指模样上的突出部分，它的作用是定位和支撑型芯，如图1.3所示。图1.2铸造圆角图1.3支座的铸型图1.2铸造圆角图1.3支座的铸型1—上型2—分型面3—型芯4—支座型腔5—芯头6—砂箱2．制备型砂和芯砂铸型在浇注凝固过程中要承受液态金属的冲刷、静压力和高温的作用，因而型砂和芯砂应具备下列性能要求。（1）可塑性。可塑性

4、好，易成型，能获得型腔清晰的型砂，从而保证铸件具有精确的轮廓尺寸。（2）强度。型砂承受外力作用而不易破坏的性能称为强度。铸型必须具有足够的强度，才能防止塌箱、冲砂，避免铸件产生夹砂、砂眼等缺陷。（3）耐火性。型砂在高温熔融金属作用下不软化、不熔融烧结及不粘附在铸件表面上的性能称为耐火性。耐火性差会造成铸件表面粘砂，使清理和切削困难，严重时造成报废。（4）透气性。高温金属注入铸型后，会产生气体。若型砂的透气性差，部分气体来不及排出而留在铸件内部，铸件会产生气孔等缺陷。（5）退让性。铸件冷却收缩时，砂型和芯砂的体积被压缩的性能，称为退让性。退让性差，会使铸件产生较大的内应力，甚至产生变形或

5、裂纹等缺陷。用准备好的型砂、模样等工艺装备制造铸型的工艺过程称为造型。造型可分为手工造型、机器造型和自动化造型。（1）手工造型。手工造型方法简便，工艺装备简单，适应性强，因此在单件或小批量生产，特别是大型铸件和复杂铸件生产中应用广泛。手工造型的方法很多，常见的有砂箱造型、脱箱造型、地坑造型和刮板造型。3．造型（2）机器造型和自动化造型。用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。机器造型和自动化造型改善了劳动条件，提高了生产率，而且铸件尺寸精确，表面光洁，加工余量少，适用于大批量生产。4．浇注、落砂、清理（1）浇注。将熔融金属从浇包注入铸型中的操作称为浇注。浇注时要控制好浇注温度和浇注

6、速度。（2）落砂。用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作。（3）清理。清理工作主要是去除铸件上的浇口、浇道、冒口、表面粘砂和粗糙部分。5．铸件常见缺陷（一）（1）气孔。是指铸件内部或表面大小不等、光滑的孔眼，常出现在铸件最后凝固的部位。大孔常孤立存在，小孔则成群出现。产生气孔的原因是：铸型的透气性差，型砂含水太多，浇注速度太快。（2）缩孔。内壁粗糙，形状不规则的孔洞。这是由于铸件在凝固过程中，补缩不良而引起的。（3）砂眼。铸件内部或表面带有砂粒的孔洞。产生的原因是：型砂的强度不够或紧实度不够，浇注速度太快等。5．铸件常见缺陷（二）（4）粘砂。粘砂是铸件的部分或整个表面上粘附着一层砂粒

7、。粘砂可使铸件表面粗糙，难以清理，不易加工。产生的原因是：型砂的耐火性差和浇注温度过高。（5）裂纹。裂纹是铸件在凝固收缩时产生较大的应力而导致的开裂。产生的原因是：铸件壁厚相差太大和型砂的退让性差。常见的铸件缺陷如图1.4所示。图1.4常见的铸件缺陷图1.4常见的铸件缺陷1.1.2金属型铸造金属型铸造是通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型内获得铸件的方法。用金属材料制成的铸型称为金属型。金属型常用灰铸铁或铸钢采用砂型铸造而成。它的结构主