第一章 液態(tài)成型

1、材料成形技術(shù)基礎(chǔ) 楊樹和 緒 論 一、材料及其與機械的關(guān)系 材料是人類從事生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，它直接用于制造人類所需要的各種生產(chǎn) 工具和生活用具。 機械是有各種材料形成的構(gòu)件組成的，所以材料機械及其制造 的物質(zhì)基礎(chǔ)。 材料 金屬材料 高分子材料 陶瓷材料 復(fù)合材料。 各種機械零件機械 二、材料成形工藝及其發(fā)展年代 材料成形工藝是指直接改變材料的形狀、尺寸及性能，使之成為具有使用價值 的成品（或半成品）的加工過程 。 冶鑄：約公元前2000年青銅。 鍛造：約公元前1500年隕鐵。 焊接：約公元前700年殉葬銅人的耳、足用鑄焊方法成形。 三、本課程的主要內(nèi)容 1金屬液態(tài)成形； 2金屬塑性成形；

2、3連接成形； 4粉末冶金成形； 5高分子材料成形； 6非金屬材料成形； 7材料成形方法的選擇。 四、學(xué)習(xí)本課程后，學(xué)生應(yīng)達(dá)到的基本要求 1. 掌握各種成形方法的基本原理和工藝特 點，具有選擇毛坯、零件成形方法以及工 藝分析的初步能力； 2. 熟悉零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性要求； 3. 了解各種主要加工方法所用設(shè)備的基本 工作原理和大致結(jié)構(gòu)； 4. 初步了解有關(guān)的新材料、新工藝、新技 術(shù)及其發(fā)展趨勢。 五、學(xué)習(xí)目的及任務(wù)： 主要目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌 握常用機械零件的成形方法、制造工藝及 其所依賴的技術(shù)基礎(chǔ)知識。 本課程的任務(wù)是：結(jié)合金工實習(xí)的實際， 通過材料成形技術(shù)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，獲得 常用機

3、械零件加工工藝的基本知識，為學(xué) 習(xí)其它有關(guān)課程以及今后從事機械設(shè)計和 機械制造方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 1.2 砂型鑄造砂型鑄造 1.3 特種鑄造特種鑄造 1.1 金屬液態(tài)成形工藝基礎(chǔ)金屬液態(tài)成形工藝基礎(chǔ) 1.4 常用金屬鑄件生產(chǎn)及鑄造方法的選擇常用金屬鑄件生產(chǎn)及鑄造方法的選擇 1.5 與液態(tài)成形相關(guān)的新工藝、新技術(shù)簡介與液態(tài)成形相關(guān)的新工藝、新技術(shù)簡介 重點：影響鑄件質(zhì)量的主要因素；基本造型方法及應(yīng)用；鑄造工藝圖的繪重點：影響鑄件質(zhì)量的主要因素；基本造型方法及應(yīng)用；鑄造工藝圖的繪 制；常用合金的鑄造性能；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性。制；常用合金的鑄造性能；

4、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝性。 難點：壁厚不均勻的鑄件固態(tài)收縮受阻時，鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成過程；澆注位難點：壁厚不均勻的鑄件固態(tài)收縮受阻時，鑄造內(nèi)應(yīng)力的形成過程；澆注位 置與分型面的選擇。置與分型面的選擇。 第一章：金屬液態(tài)成形（又稱為鑄造成形技術(shù)）第一章：金屬液態(tài)成形（又稱為鑄造成形技術(shù)） 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形（鑄造）：將液態(tài)金屬在重力或外力作用下充填到型（鑄造）：將液態(tài)金屬在重力或外力作用下充填到型 腔中，待其凝固冷卻后，獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件的方法。腔中，待其凝固冷卻后，獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件的方法。 液態(tài)成形的優(yōu)點：液態(tài)成形的優(yōu)點： （1）適應(yīng)性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形

5、狀幾乎不受限制）適應(yīng)性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形狀幾乎不受限制） （2）最適合形狀復(fù)雜的箱體、機架、閥體、泵體、缸體等）最適合形狀復(fù)雜的箱體、機架、閥體、泵體、缸體等 （3）成本較低（鑄件與最終零件的形狀相似、尺寸相近）成本較低（鑄件與最終零件的形狀相似、尺寸相近） 主要問題主要問題：組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等：組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等 缺陷產(chǎn)生，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能，特別是沖擊性能較低。勞動強度大，生產(chǎn)缺陷產(chǎn)生，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能，特別是沖擊性能較低。勞動強度大，生產(chǎn) 條件差。會對環(huán)境造成污染條件差。會對環(huán)境造成污染. 分類分類：鑄造從造型方

6、法來分，可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。：鑄造從造型方法來分，可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。 其中砂型鑄造工藝如圖其中砂型鑄造工藝如圖1-1所示。所示。 圖1-1 砂型鑄造工藝流程圖 第一節(jié)第一節(jié) 鑄造成形技術(shù)的基本知識鑄造成形技術(shù)的基本知識 一、合金的鑄造性能：一、合金的鑄造性能： 1、熔融合金的充型能力、熔融合金的充型能力: 1）流動性：）流動性： 合金的種類合金的種類 合金的成分合金的成分雜質(zhì)雜質(zhì)含氣量含氣量 2）澆注條件：）澆注條件： 澆注溫度澆注溫度 充型壓力充型壓力 3）鑄型條件：）鑄型條件： 鑄型的蓄熱能力鑄型的蓄熱能力 鑄型預(yù)熱鑄型預(yù)熱 鑄型中的氣體鑄型中的氣體 鑄件結(jié)構(gòu)的壁

7、厚鑄件結(jié)構(gòu)的壁厚 2合金的收縮：合金的收縮： ）收縮的三個階段：）收縮的三個階段：液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮 ）收縮引起縮孔與縮松）收縮引起縮孔與縮松: 什么叫縮孔，如何防止縮孔什么叫縮孔，如何防止縮孔 什么叫縮松，如何防止縮松什么叫縮松，如何防止縮松 ）鑄造應(yīng)力、鑄件的變形與裂紋）鑄造應(yīng)力、鑄件的變形與裂紋: 鑄造應(yīng)力的種類：鑄造應(yīng)力的種類： a）熱應(yīng)力）熱應(yīng)力 b)收縮應(yīng)力收縮應(yīng)力 減少應(yīng)力的措施：減少應(yīng)力的措施： a）合理地設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu)）合理地設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu) b）采用同時凝固的工藝）采用同時凝固的工藝 c）對鑄件進(jìn)行時效處理）對鑄件進(jìn)行時效處理 減少變形的措施：減

8、少變形的措施： 減少裂紋的措施：減少裂紋的措施： 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 （一）熔融合金的流動性 熔融合金本身所具有的流動能 力。 不同結(jié)晶特征合金的流動性 鐵碳合金的流動性與含碳量關(guān)系 合金成分及結(jié)晶特征對流動性的影響合金成分及結(jié)晶特征對流動性的影響 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 圖1-4 合金收縮的三個階段 縮孔的形成過程示意圖縮孔的形成過程示意圖 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 圖1-7 縮松示意 圖1-8 定向凝固示意圖 圖1-9 冷鐵的應(yīng)用 圖l-10 縮孔位置的確定 a）等溫線法b）內(nèi)切圓法 (三三) 鑄造內(nèi)應(yīng)力鑄造內(nèi)應(yīng)力 鑄造應(yīng)力分熱應(yīng)力和機械應(yīng)

9、力鑄造應(yīng)力分熱應(yīng)力和機械應(yīng)力 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 圖圖1-11 、桿固態(tài)冷卻時的應(yīng)力桿固態(tài)冷卻時的應(yīng)力 圖圖1-11 中中、桿固態(tài)冷卻曲線桿固態(tài)冷卻曲線 1、熱應(yīng)力的形成、熱應(yīng)力的形成 圖圖1-12 機械應(yīng)力機械應(yīng)力 2、機械應(yīng)力的形成、機械應(yīng)力的形成 -鑄件鑄件 型芯型芯 -鑄型鑄型 -阻力阻力 3、減少應(yīng)力的措施、減少應(yīng)力的措施: （1）“同時凝固同時凝固”原則；原則； （2）改善型（芯）的退讓性）改善型（芯）的退讓性 （3）盡早開型、）盡早開型、 （4）去應(yīng)力退火）去應(yīng)力退火。 (四) 鑄件的變形 1鑄造應(yīng)力是引起鑄件變形的根本原因； 2變形彈性變形具有彈性應(yīng)力， 塑

10、性變形釋放一部分應(yīng)力； 3變形規(guī)律：厚壁處，凝固慢，收縮受阻， 為拉應(yīng)力內(nèi)凹； 4防止變形的措施：a、反變形， b、去應(yīng)力退火。 圖1-13 框架鑄件變形示意圖 圖1-14 T形梁鑄鋼件變形示意圖 圖1-15 箱體件反變形量方向 （五）鑄件的裂紋（五）鑄件的裂紋 1 熱裂；熱裂； （1）熱裂紋的特征：）熱裂紋的特征： 、沿晶裂開，形狀彎曲；、沿晶裂開，形狀彎曲； 、裂縫中有氧化色；、裂縫中有氧化色； 、在固相線附近形成。、在固相線附近形成。 （2）熱裂紋的主要影響因素：）熱裂紋的主要影響因素： 、合金性質(zhì)、合金性質(zhì) 合金的結(jié)晶溫度范圍大的，熱裂傾向大。如鑄鋼、鑄鋁等。合金的結(jié)晶溫度范圍合金的結(jié)

11、晶溫度范圍大的，熱裂傾向大。如鑄鋼、鑄鋁等。合金的結(jié)晶溫度范圍 小的，熱裂傾向小。如灰鑄鐵。碳對鑄鋼熱裂傾向的影響見圖小的，熱裂傾向小。如灰鑄鐵。碳對鑄鋼熱裂傾向的影響見圖5-18； 、鑄型阻力、鑄型阻力熱裂紋傾向熱裂紋傾向； 、鑄件結(jié)構(gòu)及工藝：、鑄件結(jié)構(gòu)及工藝： （a）壁厚相差過大；）壁厚相差過大； （b）無過渡圓角；）無過渡圓角； （c）冒口大小不均或普遍偏??；）冒口大小不均或普遍偏??； （d）澆口位置不合理。）澆口位置不合理。 2 冷裂冷裂 （1）冷裂紋的特征：）冷裂紋的特征： 、穿晶裂紋，比較平直；、穿晶裂紋，比較平直； 、裂縫有金屬光澤；、裂縫有金屬光澤； 、700以下形成。以下形成

12、。 （2）影響因素：）影響因素： 、合金成分和性能；、合金成分和性能；C%冷裂傾向冷裂傾向， PS 冷裂傾向冷裂傾向， O 冷裂傾向冷裂傾向； 、結(jié)構(gòu)與工藝因素：鑄件結(jié)構(gòu)、打箱時間、切冒口、結(jié)構(gòu)與工藝因素：鑄件結(jié)構(gòu)、打箱時間、切冒口、 型芯的潰散性、碰撞等。型芯的潰散性、碰撞等。 圖5-18含碳量、含錳量及澆注溫度對鋼的 熱裂抗力的影響 曲線1-Mn0. 8 % ,澆注溫度1550 C 曲線2-Mn0. 4 %,澆注溫度1550 曲線3-Mn0. 8%，澆注溫度1650 曲線4-Mn0. 4 % 澆注溫度1650 表示形成熱裂時的溫度 三、鑄件的常見缺陷 鑄件缺陷除縮孔、縮松、變形和裂紋外，還

13、有： 1冷隔和澆不足冷隔和澆不足 2氣孔氣孔 是氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時逸出，在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。是氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時逸出，在鑄件內(nèi)生成的孔洞類缺陷。 3粘砂粘砂 鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。 4夾砂夾砂 夾砂是在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷，在用濕型鑄造厚大夾砂是在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷，在用濕型鑄造厚大 平板類鑄件時極易產(chǎn)生。平板類鑄件時極易產(chǎn)生。 5砂眼砂眼 是在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。是在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類缺陷。 6脹砂脹砂 澆注時在金屬液的壓力作用下，鑄型型壁移動、鑄件局部脹

14、大形成的缺陷。澆注時在金屬液的壓力作用下，鑄型型壁移動、鑄件局部脹大形成的缺陷。 圖1-16 夾砂的形式 a)鼠尾 b)夾砂 c)結(jié)疤 圖1-17 夾砂形成過程示意圖 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 砂型鑄造的工藝過程：混砂砂型鑄造的工藝過程：混砂造型和造芯造型和造芯烘干烘干合箱合箱 熔化與澆注熔化與澆注鑄件的清理鑄件的清理檢驗。檢驗。 l一、砂型鑄造造型（造芯）方法一、砂型鑄造造型（造芯）方法 制造砂型的工藝過程稱為制造砂型的工藝過程稱為造型造型。造型是砂型鑄造最基本的。造型是砂型鑄造最基本的 工序，通常分為兩大類工序，通常分為兩大類:手工造型、機械造型。手工造型、機械造型。 l二、砂型鑄造

15、工藝設(shè)計二、砂型鑄造工藝設(shè)計 l三、鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性三、鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小 及各種常用合金鑄件的生產(chǎn)。及各種常用合金鑄件的生產(chǎn)。 手工造型方法手工造型方法 兩箱造型兩箱造型 三箱造型三箱造型 地坑造型地坑造型 脫箱造型脫箱造型 整模造型整模造型 分模造型分模造型 挖砂造型挖砂造型 假箱造型假箱造型 活塊造型活塊造型 刮板造型刮板造型 按砂箱區(qū)分按砂箱區(qū)分 按模型區(qū)分按模型區(qū)分 （一）手工造型 手工造型特點手工造型特點：操作方便靈活、適應(yīng)性強，模樣生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短。但：操作方便靈活、適應(yīng)性強，模樣生產(chǎn)準(zhǔn)

16、備時間短。但 生產(chǎn)率低，勞動強度大，鑄件質(zhì)量不易保證。只適用于單件小批量生產(chǎn)。生產(chǎn)率低，勞動強度大，鑄件質(zhì)量不易保證。只適用于單件小批量生產(chǎn)。 第二節(jié) 砂型鑄造 （二）機器造型（二）機器造型 機器造型特點機器造型特點：大批量生產(chǎn)砂型的主要方法，能夠顯著提高勞動生產(chǎn)率，改善勞：大批量生產(chǎn)砂型的主要方法，能夠顯著提高勞動生產(chǎn)率，改善勞 動條件，并提高鑄件的尺寸精度、表面質(zhì)量，使加工余量減小。動條件，并提高鑄件的尺寸精度、表面質(zhì)量，使加工余量減小。 根據(jù)緊砂原理的不同，機器造型方法有以下幾種：根據(jù)緊砂原理的不同，機器造型方法有以下幾種： 壓實造型、震實造型、震壓式造型、壓實造型、震實造型、震壓式造型

17、、 微震壓實造型、高壓造型、射砂造型、微震壓實造型、高壓造型、射砂造型、 拋砂造型等。拋砂造型等。 1基本原理基本原理 (1)填砂（圖填砂（圖1-18a)； (2)震擊緊砂（圖震擊緊砂（圖1-18b)； (3)輔助壓實（圖輔助壓實（圖1-18c)； (4)起模（圖起模（圖1-18d)。 圖1-18 震壓式造型機的工作過程（填砂） 圖1-18 震壓式造型機的工作過程（震擊緊砂） 圖1-18 震壓式造型機的工作過程（輔助壓實） 圖1-18 震壓式造型機的工作過程（起模） 2工藝特點 機器造型工藝是采用 模底板進(jìn)行兩箱造型。 模底板：是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與 底板聯(lián)結(jié)成一個整體的專用模具。造型后

18、， 底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔。 震實造型工作原理示意圖震實造型工作原理示意圖 微震壓實造型機工作原理示意圖微震壓實造型機工作原理示意圖 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 多觸頭高壓微震壓實造型機工作原理示意圖多觸頭高壓微震壓實造型機工作原理示意圖 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 射砂造型機工作原理示意圖射砂造型機工作原理示意圖 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 1.2 砂型鑄造砂型鑄造 （三）造芯 鑄件的空腔、外壁內(nèi)凹、影響起模的外凸 部分，都需要造芯。 芯骨：為了提高型芯剛度和強度而放入型 芯中的支撐材料。 二二 、砂型鑄造工藝設(shè)計砂型鑄造工藝設(shè)計 (一一) 澆注

19、位置澆注位置(是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置）的選擇是指澆注時鑄件在鑄型中所處的空間位置）的選擇 原則原則 ：1重要加工面或質(zhì)量要求較高的面，應(yīng)置下部或側(cè)面。重要加工面或質(zhì)量要求較高的面，應(yīng)置下部或側(cè)面。 2大平面朝下。大平面朝下。 3大面積薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。大面積薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。 4易產(chǎn)生易產(chǎn)生 縮孔的厚大部位應(yīng)置頂部或側(cè)面，以安裝冒口?？s孔的厚大部位應(yīng)置頂部或側(cè)面，以安裝冒口。 (二二)分型面位置的選擇原則：分型面位置的選擇原則： 重要加工面或大部分加工面與基重要加工面或大部分加工面與基 準(zhǔn)面放在同一砂箱內(nèi)。準(zhǔn)面放在同一砂箱內(nèi)。 盡可能減少分型面數(shù)目或活塊數(shù)目，盡可能減少分

20、型面數(shù)目或活塊數(shù)目， 以方便起模。以方便起模。 盡可能減少型心的數(shù)目。盡可能減少型心的數(shù)目。 便于下芯、合箱、便于下芯、合箱、 檢查型腔尺寸等操作。檢查型腔尺寸等操作。 3鑄造工藝參數(shù)的確定：包括鑄造工藝參數(shù)包括機加工余量、鑄鑄造工藝參數(shù)的確定：包括鑄造工藝參數(shù)包括機加工余量、鑄 出孔、起模斜度、鑄造圓角、鑄造收縮率等。出孔、起模斜度、鑄造圓角、鑄造收縮率等。 4砂型鑄造工藝分析砂型鑄造工藝分析 1.2 砂型鑄造砂型鑄造 工藝設(shè)計思路:零件圖工藝圖模樣圖合箱圖 圖1-19支座的鑄造工藝圖、模樣圖及合型圖 a)零件圖 6)鑄造工藝圖（左）和模樣圖（右） c）合型圖 床身澆注位置床身澆注位置 二、

21、砂型鑄造工藝設(shè)計二、砂型鑄造工藝設(shè)計 ( (一）、澆注位置的選擇一）、澆注位置的選擇 澆注位置澆注位置:澆注時鑄件在鑄型中澆注時鑄件在鑄型中 所處的空間位置所處的空間位置 原則原則 ： 1、重要加工面或質(zhì)量要、重要加工面或質(zhì)量要 求較高的面，應(yīng)置下部求較高的面，應(yīng)置下部 或側(cè)面?；騻?cè)面。 1.2 砂型鑄造砂型鑄造 大平面的澆注位置大平面的澆注位置 a) 不合理不合理 b)合理合理 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 2、大平面朝下大平面朝下 箱蓋澆注位置的比較箱蓋澆注位置的比較 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 3、面積較大的薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。、面積較大的薄壁處，應(yīng)置下或側(cè)面。

22、卷揚筒澆注位置卷揚筒澆注位置 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 4、易產(chǎn)生、易產(chǎn)生 縮孔的厚大部縮孔的厚大部 位應(yīng)置頂部或位應(yīng)置頂部或 側(cè)面，以安裝側(cè)面，以安裝 冒口。冒口。 分型面：鑄型分為幾個部分時，兩部分鑄型之間的結(jié)合面。分型面：鑄型分為幾個部分時，兩部分鑄型之間的結(jié)合面。 (二）、二）、分型面位置的選擇原則：分型面位置的選擇原則： 1 1 、便于起模，簡化造型工藝。分型面平直、少，、便于起模，簡化造型工藝。分型面平直、少， 避免不必要的活塊、型芯避免不必要的活塊、型芯。 n 起重臂的分型面的選擇起重臂的分型面的選擇 三通的分型面的選擇三通的分型面的選擇 第一章第一章 金屬液態(tài)成形

23、金屬液態(tài)成形 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 避免用活塊的例子 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 床身鑄件分型面的選擇床身鑄件分型面的選擇 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 適于單件小批量，可減少砂芯數(shù)量適于單件小批量，可減少砂芯數(shù)量適于大批量，能保證鑄件精度適于大批量，能保證鑄件精度 2、盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱內(nèi)，便于保證鑄件精度、盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱內(nèi)，便于保證鑄件精度 (二）、分型面位置的選擇原則：二）、分型面位置的選擇原則： 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 上上 上上 下下 下下 方案方案1 1 方案方案2 2 方案1 正確 方案2 不

24、正確 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 3、盡量使型腔及主要型芯位于下型。這樣便于造 型、下芯、合型和檢驗鑄件壁厚。但下型型腔也 不宜過深，并盡量避免使用吊芯和大的吊砂。 (二）、分型面位置的選擇原則：二）、分型面位置的選擇原則： 方案更為合理。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 (三三)、工藝參數(shù)確定、工藝參數(shù)確定 鑄造工藝參數(shù)包括鑄造工藝參數(shù)包括:機加工余量、鑄出孔、起模斜機加工余量、鑄出孔、起模斜 度、鑄造圓角、鑄造收縮率、芯頭。度、鑄造圓角、鑄造收縮率、芯頭。 1、機加工余量和鑄出孔的大小機加工余量和鑄出孔的大小 機加工余量的大小與鑄件的大小、材質(zhì)批量結(jié)構(gòu)的機加工余量的大小

25、與鑄件的大小、材質(zhì)批量結(jié)構(gòu)的 復(fù)雜程度及該加工面在鑄型中的位置等不同而變復(fù)雜程度及該加工面在鑄型中的位置等不同而變 化。（可查手冊）化。（可查手冊） 鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切削工時，節(jié)鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切削工時，節(jié) 約金屬。約金屬。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量 鑄件最小鑄出孔尺寸鑄件最小鑄出孔尺寸/mm 灰鑄鐵件灰鑄鐵件 鑄鋼件鑄鋼件 大量大量 1215 成批成批 1530 3050 單件、小批單件、小批 3050 50 鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切鑄件中較大的孔和槽應(yīng)鑄出，以減少切 削工時，節(jié)約金屬。削工時，節(jié)約金屬。 第一章第一章

26、 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 鑄件的最小鑄出孔尺寸鑄件的最小鑄出孔尺寸 起模斜度起模斜度 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 2、 拔模斜度拔模斜度 3、鑄造圓角和鑄造收縮率、鑄造圓角和鑄造收縮率 鑄造圓角是指鑄件上壁和壁的交角應(yīng)做成圓弧圓度，鑄造圓角是指鑄件上壁和壁的交角應(yīng)做成圓弧圓度， 以防在該處產(chǎn)生縮孔和裂紋。鑄造圓角半徑一般為兩以防在該處產(chǎn)生縮孔和裂紋。鑄造圓角半徑一般為兩 相交壁平均厚度的相交壁平均厚度的1/31/2。 鑄造收縮是指金屬液澆注到鑄型后，隨溫度的下降鑄造收縮是指金屬液澆注到鑄型后，隨溫度的下降 將發(fā)生凝固和冷卻所引起的尺寸縮減。通?；诣T鐵的收將發(fā)生凝固和冷卻所引起的尺

27、寸縮減。通?；诣T鐵的收 縮率為縮率為07%10%；鑄鋼為；鑄鋼為15%20%；有色金屬合；有色金屬合 金為金為10%15%。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 鑄件冷卻后的尺寸比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應(yīng)有尺寸，模樣尺寸必須比 鑄件放大一個該合金的收縮率。鑄造收縮率K表達(dá)式為： 式中 模樣或芯盒工作面的尺寸，單位為mm； 通常，灰鑄鐵的鑄造收縮率為0.7%1.0%，鑄造碳鋼為1.3%2.0%，鑄造錫青銅 為1.2%1.4%。 鑄件的尺寸，單位為mm。 4、芯頭芯頭 垂直芯頭、水平芯頭垂直芯頭、水平芯頭 作用：支撐、定位、排氣作用：支撐、定位、排氣 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)

28、成形 上芯頭高度小于下芯頭上芯頭高度小于下芯頭 上芯頭斜度大于下芯頭上芯頭斜度大于下芯頭 上芯頭與芯座間有側(cè)面和頂面間隙上芯頭與芯座間有側(cè)面和頂面間隙 下芯頭與與芯座間只有側(cè)面間隙下芯頭與與芯座間只有側(cè)面間隙 水平芯頭水平芯頭 （四）鑄造工藝設(shè)計的一般程序 在生產(chǎn)鑄件之前，首先應(yīng)編制出控制該鑄件生產(chǎn)工藝的技術(shù) 文件，稱為鑄造工藝設(shè)計。鑄造工藝設(shè)計主要是畫鑄造工藝圖、 鑄件毛坯圖、鑄型裝配圖和編寫工藝卡片等，它們是生產(chǎn)的指 導(dǎo)性文件，也是生產(chǎn)準(zhǔn)備、管理和鑄件驗收的依據(jù)。 工藝設(shè)計思路:零件圖工藝圖模樣圖合箱圖 一般程序：一般程序：1、零件的技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性分析；、零件的技術(shù)條件和結(jié)構(gòu)工藝性分

29、析； 2、選擇鑄造及造型方法；、選擇鑄造及造型方法； 3、確定澆注位置和分型面；、確定澆注位置和分型面； 4、選擇工藝參數(shù)；、選擇工藝參數(shù)； 5、設(shè)計澆冒口、冷鐵和鑄筋；、設(shè)計澆冒口、冷鐵和鑄筋； 6、型芯設(shè)計；、型芯設(shè)計； 7、畫出鑄件圖；、畫出鑄件圖； 8、畫出鑄型裝配圖；、畫出鑄型裝配圖； 9、填寫鑄造工藝卡。、填寫鑄造工藝卡。 1.2.2砂型鑄造工藝設(shè)計 （五）實例分析 以C 6140車床進(jìn)給箱體為例分析毛坯的 鑄造工藝方案如下。C 6140車床進(jìn)給箱體， 該件質(zhì)量約35 kg，如圖1-31所示： 技術(shù)要求： 1、盡量保證基準(zhǔn)面D（如圖1-32中所 示）不得有明顯鑄造缺陷，以便進(jìn)行定位

30、。 2、材質(zhì) 灰鑄鐵（HT150 ) 。 方案：分型面在軸孔的中心線上。此時， 凸臺A用型芯來形成，槽C可用型芯或活塊 制出。主要優(yōu)點是適于鑄出軸孔，便于清理； 下芯頭尺寸較大，型芯穩(wěn)定性好。主要缺點 是基準(zhǔn)面D朝上，使該面較易產(chǎn)生氣孔和夾 渣等缺陷，且型芯的數(shù)量較多。 適于大批量生產(chǎn)。 方案：從基準(zhǔn)面D分型，鑄件絕大部分位 于下型，此時，凸臺A不妨礙起模，但凸臺E 和槽C妨礙起模，需采用活塊或型芯。缺點 除基準(zhǔn)面朝上外，其軸孔難以直接鑄出。軸 孔若擬鑄出，必須加大型芯與型壁的間隙， 致使飛邊清理困難。 適于單件、小批量生產(chǎn) 方案，從B面分型，鑄件全部置于下型。優(yōu) 點是鑄件不會產(chǎn)生錯型缺陷；基

31、準(zhǔn)面朝下， 其質(zhì)量容易保證；鑄件最薄處在鑄型下部， 金屬液易于充滿鑄型。缺點是凸臺E、A和槽 C都需采用活塊或型芯，而內(nèi)腔型芯上大下小 穩(wěn)定性差；若擬鑄出軸孔，其缺點與方案II相 同。 適于單件、小批量生產(chǎn) （六）砂型鑄造工藝分析（六）砂型鑄造工藝分析 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 拖拉機輪 例題一例題一 下 上 例題二例題二 例題三例題三 上 下 例題四例題四 上 下 上 下 例題五例題五 例題六例題六 例題七例題七 4-20 其余 4-20 10 20 90 160 200 50 125 160 20 20 200 4-20 其余 4-20 10 20 90 160 200 50

32、 125 160 20 20 200 例題八例題八 例題九例題九 鑄件精度易保證鑄件精度易保證;但澆注但澆注 時沖擊大時沖擊大;三箱造型原材三箱造型原材 料消耗大料消耗大,費時。費時。 分模造型，鑄件精度差，分模造型，鑄件精度差， 但造型工藝簡單。合理但造型工藝簡單。合理 例題十例題十 n方案三合理方案三合理 例題十一例題十一 n方案方案2 2合理。它整模造型，鑄件精度高，可自帶砂芯。合理。它整模造型，鑄件精度高，可自帶砂芯。 n方案方案1 1。它分模造型，鑄件精度低，內(nèi)腔需砂芯成型。它分模造型，鑄件精度低，內(nèi)腔需砂芯成型。 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 三、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性三、鑄件結(jié)構(gòu)工藝性

33、 （一）、鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求（一）、鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 1 1 對鑄件外形的要求（力求簡單，起模方便對鑄件外形的要求（力求簡單，起模方便） (1)(1)鑄件的外形盡可能使分型面數(shù)目最少、平直鑄件的外形盡可能使分型面數(shù)目最少、平直; ; (2)(2)鑄件外形的側(cè)凹、凸臺和筋條，應(yīng)考慮造型方便；鑄件外形的側(cè)凹、凸臺和筋條，應(yīng)考慮造型方便； (3)(3)避免不必要的外圓角、曲線。避免不必要的外圓角、曲線。 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 不好的鑄件結(jié)構(gòu)較好的鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件應(yīng)具有最少 的分型面，從而 避免多箱造型和 不必要的型芯 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 機床鑄件結(jié)構(gòu)的設(shè)計機床鑄件結(jié)

34、構(gòu)的設(shè)計 鑄件側(cè)面的凹槽、凸臺 的設(shè)計應(yīng)有利于取模， 盡量避免不必要的型芯 和活塊 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 零件上的凸臺設(shè)計零件上的凸臺設(shè)計 b、d合理 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 不好的鑄件結(jié)構(gòu) 較好的鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件加強肋的布 置應(yīng)有利于取模 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 不好的鑄件結(jié)構(gòu) 交好的鑄件結(jié)構(gòu) 鑄件設(shè)計應(yīng)注意避免不必要的曲線和圓角結(jié)構(gòu)，否則會使制模、造型等工序復(fù)雜化 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 凡沿著起模方向的 不加工表面，應(yīng)給 出結(jié)構(gòu)斜度，其設(shè) 計參數(shù)見表1-10 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 2 2 對鑄件內(nèi)腔的要求對鑄件內(nèi)腔的要求 (1)(1)不用或少用型

35、芯；不用或少用型芯； (2)(2)型芯的安放應(yīng)穩(wěn)固，并方便排氣和清理；型芯的安放應(yīng)穩(wěn)固，并方便排氣和清理； (3)(3)必要時增設(shè)工藝孔。必要時增設(shè)工藝孔。 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 圓蓋鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計圓蓋鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 盡量少用或不用型芯 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 型芯在鑄型中必須支撐牢固和便于排氣、固定、定位和清理（圖中A處需放置型芯撐） 軸承架鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承架鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 不好的鑄件結(jié)構(gòu) 較好的鑄件結(jié)構(gòu) 為了固定型芯，以及便于清理型芯，應(yīng)增加型芯頭或工藝孔 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 （二）、合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求（二）、合金

36、的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 1、鑄件壁厚均勻性、鑄件壁厚均勻性防止縮孔、縮松、變形和裂紋；防止縮孔、縮松、變形和裂紋； 2、壁與壁的連接應(yīng)為園角、壁與壁的連接應(yīng)為園角預(yù)防裂紋、縮孔、粘砂和砂眼；預(yù)防裂紋、縮孔、粘砂和砂眼； 3、澆注上部大平面采用傾斜面、澆注上部大平面采用傾斜面防止氣孔、夾砂和非金屬夾雜堆積；防止氣孔、夾砂和非金屬夾雜堆積； 4、采用自由或減緩收縮的結(jié)構(gòu)、采用自由或減緩收縮的結(jié)構(gòu)防止裂紋防止裂紋 5、盡量采用過渡形式并避免十字交叉和銳角連接、盡量采用過渡形式并避免十字交叉和銳角連接防止縮孔、縮松、防止縮孔、縮松、 裂紋裂紋 6、長大件和大平板件采用對稱和加強筋結(jié)構(gòu)、長大件和大平

37、板件采用對稱和加強筋結(jié)構(gòu)防止變形。防止變形。 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 鑄件的壁厚應(yīng)盡可能均勻，否則易在厚壁處產(chǎn)生縮孔、縮松、內(nèi)應(yīng)力和裂紋 頂蓋鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計頂蓋鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 鑄件內(nèi)表面及外表面轉(zhuǎn)角的連接處應(yīng)為圓角，以免產(chǎn)生裂紋、縮孔、粘砂 和掉砂缺陷。鑄件內(nèi)圓角半徑R的尺寸見表1-12 不同轉(zhuǎn)角的熱節(jié)不同轉(zhuǎn)角的熱節(jié) 第二節(jié)第二節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 a+b 2 88121 2 16 16 20 20 27 27 35 35 45 45 60 鑄鑄 鐵鐵 鑄鑄 鋼鋼 466810121620 6681012162025 表1-12 鑄件的內(nèi)圓角半徑R值 第

38、二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 鑄件壁之間避免銳角連接鑄件壁之間避免銳角連接 在鑄件的連接或 轉(zhuǎn)彎處，應(yīng)盡量避免 金屬的積聚和內(nèi)應(yīng)力 的產(chǎn)生，厚壁與薄壁 相連接要逐步過渡， 并不能采用銳角連接， 以防止出現(xiàn)縮孔、縮 松和裂紋。幾種壁厚 的過渡形式及尺寸見 表1-13 表1-13 幾種壁厚的過度形式及尺寸 圖 例 尺 寸 b2a 鑄鐵 R(1/6 1/3)(a+ b)/2 鑄鋼 R(a+b) /4 b2a 鑄鐵 L4(b- a) 鑄鋼 L5(b- a) b2a R(1/61/3)(a+b)/ 2；R1R+(a+b)/2 C3(b-a)1/2，h（ 45）C 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 不好的鑄

39、件結(jié)構(gòu)較好的鑄件結(jié)構(gòu) 為了防止裂紋，應(yīng)盡可能采用能夠自由收縮或減緩收縮受阻的結(jié)構(gòu)，如輪輻設(shè)計 成彎曲形狀 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 鑄件壁之間避免交叉連接鑄件壁之間避免交叉連接 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 鑄件上部的大平面設(shè)計成傾斜面 鑄件上部大的水平面（按澆注位置）最好設(shè)計成傾斜面，以免產(chǎn)生氣孔、夾砂和 積聚非金屬夾雜物 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 薄壁罩殼的設(shè)計 a)不合理 b)合理 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 對細(xì)長件，為防止彎曲變形，應(yīng)采用對稱的結(jié)構(gòu)。 梁形鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計梁形鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 對大而薄的平板件，為防止彎曲變形，應(yīng)采用加肋的

40、結(jié)構(gòu)?；诣T鐵件 壁及肋厚參考值見表1-14 平板鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計平板鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 表1-14 灰鑄鐵件壁及肋厚參考值 鑄件質(zhì)量/ 最大尺 寸/ 外壁厚 度/ 內(nèi)壁厚 度/ 肋的厚 度/ 零件舉例 5 610 1160 61100 101500 501800 8011200 300 500 750 1250 1700 2500 3000 7 8 10 12 14 16 18 6 7 8 10 12 14 16 5 5 6 8 8 10 12 蓋、撥叉、軸套、端蓋 擋板、支架、箱體、悶蓋 箱體、電動機支架、溜板箱 箱體、液壓缸體、溜板箱 油盤、帶輪、鏜模架 箱體、床身、蓋、滑座 小立柱、床身、箱體

41、、油盤 第二第二節(jié)節(jié) 砂型鑄造砂型鑄造 （三）、砂型鑄造鑄件最小壁厚設(shè)計（三）、砂型鑄造鑄件最小壁厚設(shè)計 砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚值砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚值 鑄件尺寸鑄件尺寸 /mm 不同合金鑄件的最小壁厚值不同合金鑄件的最小壁厚值/mm 鑄鋼鑄鋼 灰鑄灰鑄 鐵鐵 球墨鑄球墨鑄 鐵鐵 可鍛可鍛 鑄鐵鑄鐵 鋁合金鋁合金 銅合金銅合金 200200856 6 5 335 20020050050010 12610 12 8 468 50050015 20520 1520 1012 61012 1.3 特種鑄造特種鑄造 特種鑄造：特種鑄造：鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造的方法

42、。鑄型用砂較少或不用砂、采用特殊工藝裝備進(jìn)行鑄造的方法。 1.3.1 熔模鑄造熔模鑄造 1.3.2 金屬型鑄造金屬型鑄造 1.3.3 壓力鑄造壓力鑄造 1.3.4 低壓鑄造低壓鑄造 1.3.5 離心鑄造離心鑄造 1.3.6 6 陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 1 1.3.7 實型鑄造實型鑄造 1.3.8 8 磁型鑄造磁型鑄造 1.3.9 9 擠壓鑄造擠壓鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 特點：特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消 耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點。但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類 往往受到一定限制。 1.3.1 熔模鑄造熔模鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形

43、金屬液態(tài)成形 （一）熔模鑄造工藝過程（一）熔模鑄造工藝過程 （三）熔模鑄造的特點及應(yīng)用（三）熔模鑄造的特點及應(yīng)用 1鑄件精度高（尺寸公差可達(dá)鑄件精度高（尺寸公差可達(dá)IT11IT14，表面粗糙度可達(dá)，表面粗糙度可達(dá) Ra12516m。鑄件可不進(jìn)行機加工直接使用。鑄件可不進(jìn)行機加工直接使用。 2能鑄造形狀復(fù)雜、不便分型的鑄件。能鑄造形狀復(fù)雜、不便分型的鑄件。能鑄造出厚度能鑄造出厚度03mm 薄壁件薄壁件;能鑄造出能鑄造出05mm孔徑的孔?？讖降目住?3適合各種合金。特別是那些難熔的難切削的的高高合金鋼。適合各種合金。特別是那些難熔的難切削的的高高合金鋼。 4生產(chǎn)批量不限。生產(chǎn)批量不限。 適合難以切

44、削或少切削的小型零件（重量適合難以切削或少切削的小型零件（重量25kg）。）。 （二）熔摸鑄造鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 熔摸鑄造鑄件的結(jié)構(gòu)，除應(yīng)滿足一般鑄造工藝的要求外，還具有其特殊 性： 1鑄孔不能太小和太深 否則涂料和砂粒很難進(jìn)入臘模的空洞內(nèi)，只有 采用陶瓷芯或石英玻璃管芯，工藝復(fù)雜，清理困難。一般鑄孔應(yīng)大于2mm.。 2鑄件壁厚不可太薄 一般為28mm。 3鑄件的壁厚應(yīng)盡量均勻 熔摸鑄造工藝一般不用冷鐵，少用冒口，多 用直澆口直接補縮，故不能有分散的熱節(jié)。 1.3.2金屬型鑄造金屬型鑄造 金屬型鑄造：將液體金屬在重力作用下澆入金屬鑄型，以獲得鑄件 的一種方法。鑄型用金屬制成，可以反復(fù)使用幾百次到

45、幾千次。 1、金屬型的結(jié)構(gòu)與材料 根據(jù)分型面位置的不同，金屬型可分為垂直分型式、水平分型式和復(fù)合 分型式三種結(jié)構(gòu)。如圖1-35所示。 制造金屬型的材料：灰鑄鐵、合金鑄鐵或鋼。金屬型用的芯子有砂芯和金屬芯兩種。 3、金屬型鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）鑄件結(jié)構(gòu)一定要保證能順利出型，鑄件結(jié)構(gòu)斜度應(yīng)較砂型鑄件為大。 （2）鑄件壁厚要均勻，壁厚不能過薄（Al-Si合金24mm，Al-Mg合金為 35mm）。 （3）鑄孔的孔徑不能過小、過深，以便于金屬型芯的按放和抽出， 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 金屬型的結(jié)構(gòu) 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 金屬型鑄造的特點及應(yīng)用金屬型鑄造的特點及應(yīng)用

46、1所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)IT12IT14，表，表 面粗糙度面粗糙度 可達(dá)可達(dá)Ra63m）。）。 2所獲得的鑄件晶粒細(xì)小、組織致密、力學(xué)性能高。所獲得的鑄件晶粒細(xì)小、組織致密、力學(xué)性能高。 3一型多用。一型多用。 4模型制造周期長、成本高。模型制造周期長、成本高。 主要適合低熔點的有色金屬或合金鑄件的大批量生主要適合低熔點的有色金屬或合金鑄件的大批量生 產(chǎn)。產(chǎn)。 1.3.3 壓力鑄造壓力鑄造 壓力鑄造：將熔融合金在高壓、高速條件下充型、凝固的鑄造方法。比 壓3070MPa，充型時間0.010.2sec。 （一）壓鑄機和壓鑄工藝過程（一）壓鑄機和壓鑄工藝過

47、程 壓鑄機分類：根據(jù)壓室工作條件不同，分為冷壓室壓鑄機和熱壓室壓 鑄機兩類。熱壓室壓鑄機的壓室與坩堝連成一體，而冷壓室壓鑄機的壓室是 與坩堝分開的。冷壓室壓鑄機又可分為立式和臥式兩種，目前以臥式冷壓室 壓鑄機應(yīng)用較多，其工作原理如圖1-37所示。 壓鑄鑄型：定型、動型，將定量金屬液澆入壓室，柱塞向前推進(jìn)，金屬液 經(jīng)澆道壓入壓鑄模型腔中，經(jīng)冷凝后開型，由推桿將鑄件推出。冷壓室壓 鑄機，可用于壓鑄熔點較高的非鐵金屬，如銅、鋁和鎂合金等。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 1.3.3壓力鑄造壓力鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 熱壓室壓鑄機的工作原理 熱壓鑄熱壓鑄 第一章第一章 金

48、屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 立式壓室壓鑄機 11壓鑄室壓鑄室 22壓鑄活塞壓鑄活塞 33鑄型鑄型 44下活塞下活塞 55剩余金屬剩余金屬 66鑄件鑄件 嵌鑄件嵌鑄件 （二）壓鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 1壓鑄件上應(yīng)消除內(nèi)側(cè)凹，以保證壓鑄件從壓型中順利取出。 2壓力鑄造可鑄出細(xì)小的螺紋、孔、齒和文字等，但有一定的限 制。 3應(yīng)盡可能采用薄壁并保證壁厚均勻。由于壓鑄工藝的特點，金 屬澆注和冷卻速度都很快，厚壁處不易得到補縮而形成縮孔、縮松。壓 鑄件適宜的壁厚：鋅合金為14mm，鋁合金為1.55mm，銅合金為 25mm。 4對于復(fù)雜而無法取芯的鑄件或局部有特殊性能（如耐磨、導(dǎo)電、 導(dǎo)磁和絕緣等）要求的鑄件，可采用

49、嵌鑄法，把鑲嵌件先放在壓型內(nèi)， 然后和壓鑄件鑄合在一起。 （三）壓鑄的特點和應(yīng)用（三）壓鑄的特點和應(yīng)用 壓鑄有如下特點：壓鑄有如下特點： 1所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)所獲得的鑄件精度高（尺寸精度可達(dá)IT11IT13，表，表 面粗糙度可達(dá)面粗糙度可達(dá)Ra6.31.6m）。鑄件可不進(jìn)行機加）。鑄件可不進(jìn)行機加 工而直接使用。工而直接使用。 2可壓鑄薄壁小件可壓鑄薄壁小件,如鋅合金最小壁厚如鋅合金最小壁厚0.8mm,最小孔最小孔 0.8mm,最小螺距最小螺距0.75mm?？蓪崿F(xiàn)嵌鑄。可實現(xiàn)嵌鑄。 3所獲得的鑄件的晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高。所獲得的鑄件的晶粒細(xì)小，力學(xué)性能高。 4生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)

50、機械化、自動化。生產(chǎn)效率高，便于實現(xiàn)機械化、自動化。 不足：1、易產(chǎn)生皮下氣孔，不能進(jìn)行熱處理，不宜在高溫下工作； 2、厚壁件易產(chǎn)生縮孔和縮松； 3、設(shè)備投資大，鑄型制造周期長、造價高，不宜小批量生產(chǎn)。 應(yīng)用：生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件，其中鋁合金占 30%50%；汽車、拖拉機制造業(yè)、儀表和電子儀器工業(yè)、在農(nóng)業(yè)機械、國 防工業(yè)、計算機、醫(yī)療器械等制造業(yè)等 1.3.4 低壓鑄造低壓鑄造 低壓鑄造：是金屬溶液在壓力作用下，由下而上的充滿鑄型型腔，獲得 鑄件的一種鑄造方法。 （一）低壓鑄造的工藝過程 低壓鑄造的工藝過程如圖1-38所示。 低壓鑄造工作原理示意圖低壓鑄造工作原理示意圖 1

51、坩堝；2升液管；3金屬液；4進(jìn)氣管；5密封蓋 6澆道；7型腔；8鑄型 1.3.4低壓鑄造低壓鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 低壓鑄造的特點及應(yīng)用低壓鑄造的特點及應(yīng)用 1常用壓力為常用壓力為002006兆帕。介于重力和壓力鑄造之間。兆帕。介于重力和壓力鑄造之間。 2澆注方法為底注式充型，無金屬液的飛濺，不對鑄型澆注方法為底注式充型，無金屬液的飛濺，不對鑄型 沖刷，提高了鑄件的合格率。沖刷，提高了鑄件的合格率。 3鑄件輪廓清晰、組織致密，表面光潔，力學(xué)性能較高。鑄件輪廓清晰、組織致密，表面光潔，力學(xué)性能較高。 4金屬利用率高（可達(dá)金屬利用率高（可達(dá)90%以上）。以上）。 5勞動強度低

52、，勞動條件好，設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)機械勞動強度低，勞動條件好，設(shè)備簡單，易于實現(xiàn)機械 化、自動化?；⒆詣踊?。 6升液管的壽命短，金屬液在保溫過程中易氧化。升液管的壽命短，金屬液在保溫過程中易氧化。 主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金、銅合金和鎂合主要應(yīng)用于鑄造性能要求高的鋁合金、銅合金和鎂合 金鑄件。金鑄件。 如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。如：汽缸體、缸蓋、曲軸箱等鑄件。 1.3.5離心鑄造離心鑄造 離心鑄造：是指將熔融金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體 金屬在離心力作用下充填鑄型并凝固成形的一種鑄造方法。 （一）離心鑄造的類型 鑄型：金屬型或砂型。 分類：離心鑄造機通?？煞譃榱⑹胶团P式兩大類，如圖

53、1-39 所示。 （二）鑄型的轉(zhuǎn)速 根據(jù)鑄件直徑的大小來確定離心鑄造的鑄型轉(zhuǎn)速，一般 在2501500r/min范圍內(nèi)。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 臥式離心鑄造臥式離心鑄造 1.3.51.3.5離心鑄造離心鑄造 離心鑄造的特點及應(yīng)用范圍：離心鑄造的特點及應(yīng)用范圍： (1)(1)不用型芯即可鑄出中空鑄件，大大簡化了套筒、管不用型芯即可鑄出中空鑄件，大大簡化了套筒、管 類鑄件鑄造工藝，提高了生產(chǎn)率；類鑄件鑄造工藝，提高了生產(chǎn)率； (2)(2)由于離心力的作用，提高了金屬的充型能力，因此由于離心力的作用，提高了金屬的充型能力，因此 一些流動性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生一些流

54、動性較差的合金和薄壁鑄件都可用離心鑄造法生 產(chǎn)；產(chǎn)； (3)(3)由于離心力的作用，改善了補縮條件，鑄件較致密由于離心力的作用，改善了補縮條件，鑄件較致密 ，產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的幾率較??；，產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的幾率較小； (4)(4)無澆注系統(tǒng)和冒口，可節(jié)約金屬，金屬的利用率達(dá)無澆注系統(tǒng)和冒口，可節(jié)約金屬，金屬的利用率達(dá) 75%75%95%95%。 (5)(5)有利于生產(chǎn)雙金屬鑄件。有利于生產(chǎn)雙金屬鑄件。 (6)(6)內(nèi)表面上質(zhì)量較差，機械加工余量大；內(nèi)表面上質(zhì)量較差，機械加工余量大； (7)鑄件易產(chǎn)生成分偏析和密度偏析。鑄件易產(chǎn)生成分偏析和密度偏析。 離心鑄造已廣

55、泛用于：制造鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、特殊離心鑄造已廣泛用于：制造鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、特殊 鋼的無縫管坯、造紙機滾筒等鑄件的生產(chǎn)。鋼的無縫管坯、造紙機滾筒等鑄件的生產(chǎn)。 1.3.6陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 A：鑄件模樣 B：砂套模樣 制做砂套 制造陶瓷棉層 灌漿與膠結(jié)（5-15mim） 起模與噴燒（明火） 焙燒與合型（35055025h） 完全陶瓷型鑄造工藝過程完全陶瓷型鑄造工藝過程 1.3.6陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 陶瓷型鑄造的特點陶瓷型鑄造的特點 1與熔模鑄造相似，可獲得尺寸精度高、表面粗糙度低與熔模鑄造相似，可獲得尺寸精度高、表面粗

56、糙度低 的鑄件的鑄件,CT5-8,Ra為為3.212.5m。 2可鑄造大型的精密鑄件，其重量可達(dá)十幾噸（熔模鑄可鑄造大型的精密鑄件，其重量可達(dá)十幾噸（熔模鑄 造的鑄件尺寸小造的鑄件尺寸小,質(zhì)量不能超過質(zhì)量不能超過25kg）。）。 3灌漿工序煩瑣，難于實現(xiàn)機械化、自動化。不宜制造灌漿工序煩瑣，難于實現(xiàn)機械化、自動化。不宜制造 批量大、重量輕的鑄件。批量大、重量輕的鑄件。 主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型和厚壁的精密鑄件。如：沖摸、主要應(yīng)用于生產(chǎn)大型和厚壁的精密鑄件。如：沖摸、 壓鑄模、鍛模、玻璃器皿模等。壓鑄模、鍛模、玻璃器皿模等。 1.3.7 實型鑄造實型鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 實型鑄

57、造：采用聚苯乙烯 發(fā)泡塑料模樣代替普通模 樣，造好型后不取出模樣 就澆入金屬液，在金屬液 的作用下，塑料模樣燃燒、 氣化、消失，金屬液取代 原來塑料模所占據(jù)的空間 位置，冷卻凝固后獲得所 需鑄件的鑄造方法。 實型鑄造的特點及應(yīng)用實型鑄造的特點及應(yīng)用 實型鑄造具有以下特點：實型鑄造具有以下特點： （1）不須分型、起模、制芯；鑄件尺寸精度和表面不須分型、起模、制芯；鑄件尺寸精度和表面 粗糙度與熔模鑄造相近，鑄件尺寸可大于熔模鑄件；粗糙度與熔模鑄造相近，鑄件尺寸可大于熔模鑄件； （2）可制造各種形狀復(fù)雜的鑄件，為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計）可制造各種形狀復(fù)雜的鑄件，為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 提供充分的自由度；提供充分的自由

58、度； （3）由于造型工序的簡化，使生產(chǎn)率高，成本低。）由于造型工序的簡化，使生產(chǎn)率高，成本低。 缺點：缺點：實型鑄造的模樣只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、實型鑄造的模樣只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、 強度低，模樣易變形，影響鑄件尺寸精度。澆鑄時模樣產(chǎn)生的氣強度低，模樣易變形，影響鑄件尺寸精度。澆鑄時模樣產(chǎn)生的氣 體污染環(huán)境。體污染環(huán)境。 應(yīng)用：應(yīng)用：實型鑄造適用于各種批量的、形狀復(fù)雜的、實型鑄造適用于各種批量的、形狀復(fù)雜的、 除鐵和低碳鋼以外的合金鑄件的生產(chǎn)。除鐵和低碳鋼以外的合金鑄件的生產(chǎn)。 1.3.8 1.3.8 磁型鑄造磁型鑄造 磁型鑄造：是在實磁型鑄造：是在實 型鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展

59、起型鑄造的基礎(chǔ)上發(fā)展起 來的，只是砂箱內(nèi)填入來的，只是砂箱內(nèi)填入 磁丸（又稱鐵丸）并微磁丸（又稱鐵丸）并微 振緊實，再將砂箱放在振緊實，再將砂箱放在 磁型機里，磁化后形成磁型機里，磁化后形成 強度高、透氣性好的鑄強度高、透氣性好的鑄 型。型。 磁型鑄造的特點與應(yīng)用：磁型鑄造的特點與應(yīng)用： (1)(1)提高了鑄件的質(zhì)量。因為磁型鑄造無分型提高了鑄件的質(zhì)量。因為磁型鑄造無分型 面，不起模，不用型芯，造型材料不含粘結(jié)劑，流面，不起模，不用型芯，造型材料不含粘結(jié)劑，流 動性和透氣性好，可以避免氣孔、夾砂、錯型和偏動性和透氣性好，可以避免氣孔、夾砂、錯型和偏 芯等缺陷芯等缺陷 (2)(2)所用工裝設(shè)備少

60、，通用性大，易實現(xiàn)機械所用工裝設(shè)備少，通用性大，易實現(xiàn)機械 化和自動化生產(chǎn)化和自動化生產(chǎn) (3)(3)節(jié)約了金屬及其它輔助材料，改善了勞動節(jié)約了金屬及其它輔助材料，改善了勞動 條件，降低了鑄件成本、條件，降低了鑄件成本、 磁型鑄造主要適用于：形狀不十分復(fù)雜的中、磁型鑄造主要適用于：形狀不十分復(fù)雜的中、 小型鑄件的生產(chǎn)，以澆注黑色金屬為主其質(zhì)量范圍小型鑄件的生產(chǎn)，以澆注黑色金屬為主其質(zhì)量范圍 為為0.250.25150kg150kg，鑄件的最大壁厚可達(dá)，鑄件的最大壁厚可達(dá)80mm80mm。 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形 1.3.9 擠壓擠壓鑄造鑄造 第一章第一章 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成