机械制造工艺与装备 教学课件 ppt 作者 孙英达 主编 模块九 第一章铸造2.doc

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1、第一章铸造§1－1概述一、铸造的特点将熔融金属浇注、压射或吸人铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法称为铸造。铸造所得到的金屑工件或毛坯称为铸件。铸造具有以下优点：（1）可获得复杂外形及内腔的铸件，如各种箱体、床身、机架、汽缸体等。（2）铸件尺寸与重量几乎不受限制，小至几毫米、几克，大至十几米、几百吨的铸件均可铸造。（3）可铸造任何金属和合金铸件。（4）铸件成本低廉。铸造用的原材料来源广泛，还可利用报废零件和废金属材料，且生产设备较简单，投资少。（5）铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减小了切削加工的工作量，可节省大量金属材料。由于铸

2、造具有上述优点，因此广泛应用于机械零件的毛坯制造，在各种机械和设备中，铸件在整机重量上占有很大的比例。如拖拉机及其他农业机械，铸件的质量比达40％～70％，金属切削机底、内燃机达70％～80％，重型机械设备则可达90％。铸造存在如下缺点：（1）铸造生产工序繁多，工艺过程较难控制，因此铸件易产生缺陷。（2）铸件的尺寸均一性差，尺寸精度低。（3）和相同形状、尺寸的锻件相比，铸件的内在质量差，承载能力不及锻件。（4）工作环境差，温度高，粉尘多，而且劳动强度大。铸造的缺点使其应用受到一定限制。二、铸造的分类根据生产方法的不同，铸造可分为砂型铸造和特种铸造两

3、大类。1、砂型铸造砂型铸造是用型砂紧实成形的铸造方法。由于砂型铸造简便易行，原材料来源广，成本低，见效快，因而在目前的铸造生产中仍占主导地位，用砂型铸造生产的铸件，约占铸件总重量的90％。砂型铸造可分为湿砂型（不经烘干可直接进行浇注的砂型）铸造和干砂型（经烘干的高黏土砂型）铸造两种。砂型铸造的工艺过程一般由造型（制造砂型）、造芯（制造砂芯）、烘干（用于干砂型铸造）、合型（合箱）、浇注、落砂、清理及铸件检验等组成。图1-1所示为齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程图1-1砂型铸造工艺过程2、特种铸造一般称砂型铸造以外的其他铸造方法为特种铸造。常用的特种铸造有：

4、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。§1－2砂型的制作一、砂型用型砂、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。用型砂制成的铸型称为砂型。砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。砂型的制作是砂型铸造工艺过程中的主要工序。制造砂型即使用造型材料，借助模样和芯盒造型造芯，以实现铸件的外形和内形的要求。二、造型材料造型材料是制造砂型和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或无机粘结剂和其他附加物。按一定比例配合的造型材料，经过混制合符合造型要求的混合料称为型秒。按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要求的

5、混合料称为芯砂。砂型在浇注和凝固过程中要承受熔融金属的冲刷、静压力和高温的作用，并要排出大量气体，型芯则要承受凝固时的收缩压力，因此型（芯）砂应有以下几方面的性能要求：（1）可塑性型（芯）砂在外力作用下可以成形，外力消除后仍能保持其形状的性能称为可塑性。可塑性好，易于成形，能获得型腔清晰的砂型，从而保证铸件具有精确的轮廓尺寸。（2）强度型秒、芯砂抵抗外力破坏的能力称为型砂强度。型砂应具有足够的强度，在浇注时能承受熔融金属的冲击和压力而不致发生变形和毁坏（如冲砂、塌箱等），从而避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。（3）耐火性型砂在高温熔融金属的作用下

6、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，严重时铸件报废。（4）透气性型砂透气性用紧实砂样的孔隙度表示。孔隙度越大，则透气性越好。熔融金属浇入砂型后，在高温的作用下，砂型中会产生大量气体，熔融金属内部也会分离出气体。如果透气性差，部分气体就会留在熔融金属内不能排出，导致铸件产生气孔等缺陷。（5）退让性铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压缩的性能称为退让性。退让性差时，铸件收缩时受到较大阻碍，会使铸件产生较大内应力，甚至产生变形或裂纹等缺陷。在铸造过程中，型芯被熔融金属包围，工作条件恶劣

7、，因此，芯砂比型砂应具有更高的强度、耐火性、透气性和退让性。三、模样扣芯盒1、模样由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。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造工艺图的。制造模样时要注意以下几点：（1）加工余量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切去的金属层厚度。加工余量的大小根据铸件尺寸公差等级和加工余量来确定。一般小型铸件的加工余置为2～6mm。（2）收缩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

8、铸件的线收缩率和模样尺寸有关，铸件的线收缩率可用下式表示：式中——铸件线收缩率；、——同一尺寸在模样与铸件上的长度，mm。