机械制造基础 教学课件 作者 邹积德 主编 胡传松 余新旸 副主编第四章 铸造成形.ppt

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1、机械制造基础第四章铸造成形熔模铸造视频压力铸造视频课前观看视频建立感性认识4.1铸造成形的特点与工艺基础4.1.1铸造成形方法和主要特点将熔化的金属或合金浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，经冷却凝固后，得到零件或毛坯（称为铸件）的成形方法。根据工艺方法（造型材料）不同，可将铸造方法分为砂型铸造(最传统、最古老、经济的铸造方法)和特种铸造两类。铸造成形主要特点1.铸造成形优点：（1）可以制造各种尺寸和形状复杂的铸件，如各种机床床身、机架、箱体等。适应性强。（2）铸件与零件的形状和尺寸很接近.（3）原材料来源广泛，价格低廉。2.铸造缺点：（1）铸件质

2、量不够稳定，废品率较高。铸造过程中会有铸造缺陷产生，如气孔、砂眼、夹杂等。（2）铸件的力学性能较低，不如锻件。（3）铸件表面较粗糙，尺寸精度不高。（4）铸造的生产劳动条件较差，劳动强度大。4.1.2合金的铸造性能合金的铸造性能是指合金在铸造过程中所表现出来的工艺性能。主要是指流动性、收缩性等。（1）合金的流动性:指金属液的流动能力。流动性越好的金属液，充型能力越强。流动性差的合金，则易产生冷隔、浇不足和气孔等缺陷。流动性的好坏，通常用在特定情况下金属液浇注的螺旋形试样的长度来衡量，如图4-1所示常用的铸造合金中，灰铸铁的流动性较好，而铸钢的流动性较差。(

3、2)合金的收缩性铸件在冷却过程中，其体积和尺寸缩小的现象称为收缩，它是铸造合金固有的物理性质。金属从液态冷却到室温，要经历三个相互联系的收缩阶段：液态收缩——从浇注温度冷却至凝固开始温度之间的收缩。凝固收缩——从凝固开始温度冷却到凝固结束温度之间的收缩。固态收缩——从凝固完毕时的温度冷却到室温之间的收缩。2．收缩导致的铸件缺陷a.缩孔和缩松铸件在凝固过程中，由于金属液态收缩和凝固收缩造成的体积减小得不到液态金属的补充，在铸件最后凝固的部位形成孔洞。其中容积较大而集中的称缩孔，细小而分散的称缩松。缩孔的形成过程示意图生产中可通过在铸件的厚壁处设置冒口的工艺

4、措施，使缩孔转移至最后凝固的冒口处，从而获得完整的铸件，冒口是多余部分，切除后便获得完整、致密的铸件。b.变形与开裂铸件在凝固后继续冷却过程中，若固态收缩受到阻碍就产生铸造内应力，当内应力达到一定数值，铸件便产生变形甚至开裂。铸造内应力主要包括收缩时的机械应力和热应力两种，机械应力是铸型、型芯等外力的阻碍收缩引起的内应力；热应力是铸件在冷却和凝固过程中，由于不同部位的不均衡收缩引起的内应力。4.2砂型铸造4.2.1砂型铸造工艺过程砂型铸造一般由制造砂型、制造型芯、烘干（用于干型）、合箱、浇铸、落砂及清理、铸件检验等工艺过程组成。其工艺过程如图4

5、-4所示。砂型铸造具体工艺过程、整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的铸件。图7-9整模造型模型图4.2砂型铸造动画一：整模造型模拟、分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。图7-10分模造型模型图动画二三箱造型模拟动画二三箱造型模拟、刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、中型铸件的单件、小批生产、如

6、带轮、铸管、弯头等。动画五刮板造型模拟主要工艺参数a.机械加工余量和铸孔机械加工余量是指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时必须切去的金属层厚度。加工余量取决于铸件的精度等级，与铸件材料、铸造方法、生产批量、铸件尺寸、浇注位置等因素有关。灰铸铁表面平整，精度较高，加工余量小；铸钢件表面粗糙、加工余量应大些。机器造型的精度高，加工余量小；手工造型误差大，加工余量应加大。零件上的孔、槽等是否要注出，应考虑工艺上的可能性和使用上的必要性。一般来说，较大的孔、槽等应铸出，以减少切削加工时间和节约金属材料；较小的孔、槽，则不必铸出

7、，留给机械加工时会更经济，保证质量。表4-5所示为铸件孔的最小铸出直径。铸件孔的最小铸出直径4.3特种铸造简介特种铸造是指与砂型铸造不同的其他铸造方法。常用的有熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造。4.3.1熔模铸造熔模铸造是指用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上包覆若干层耐火材料，经过干燥、硬化制成型壳，然后加热使模样熔去后，经高温焙烧而成为耐火型壳，将液体金属浇入型壳中，金属冷凝获得铸件的一种方法。由于石蜡（硬酯酸）是应用最广泛的易熔材料，故这种方法又叫“石蜡铸造”。作业