鑄造工藝基礎(chǔ)要點(diǎn)(共16頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上鑄造工藝基礎(chǔ)知識(shí)一、鑄造方法常見(jiàn)的鑄造方法有以下幾種：1、砂型鑄造：砂型鑄造是將原砂和粘結(jié)劑、輔助材料按一定比例混制好以后，用模型造出砂型，澆入液體金屬而形成鑄件的一種方法。砂型鑄造是應(yīng)用最普遍的一種鑄造方法。2、熔模鑄造：熔模鑄造又稱“失蠟鑄造”，通常是在蠟?zāi)１砻嫱可蠑?shù)層耐火材料，待其硬化干燥后，將其中的蠟?zāi)Ｈ廴ザ瞥尚蜌?，再?jīng)過(guò)焙燒，然后進(jìn)行澆注，而獲得鑄件的一種方法。由于獲得的鑄件具有較高的尺寸精度和表面粗糙度，所以又稱“熔模精密鑄造”。3、金屬型鑄造：金屬型鑄造又稱硬模鑄造，它是將液體金屬用重力澆注法澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。所以又稱“重力鑄造”

2、。4、低壓鑄造：低壓鑄造是液體金屬在壓力作用下由下而上的充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫低壓鑄造。5、壓力鑄造：壓力鑄造簡(jiǎn)稱壓鑄，是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的一種方法。6、離心鑄造：離心鑄造是將液體金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使液體金屬在離心力的作用下充填鑄型和凝固成形的一種鑄造方法。7、連續(xù)鑄造：連續(xù)鑄造是將熔融的金屬不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固了的鑄件連續(xù)不斷的從結(jié)晶器的另一端拉出，從而獲得任意長(zhǎng)度或特定長(zhǎng)度鑄件的一種方法。8、消失模鑄造：消失模鑄造是采用泡沫氣化模造型，澆注前不用取出模型，直

3、接往模型上澆注金屬液，模型在高溫下氣化，騰出空間由金屬液充填成型的一種鑄造方法。也叫“實(shí)型鑄造”。二、零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性通常指的是零件的本身結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)的要求，既便于整個(gè)鑄造工藝過(guò)程的進(jìn)行，又利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)產(chǎn)品零件圖進(jìn)行分析有兩方面的作用：第一，審查零件結(jié)構(gòu)是否符合鑄造生產(chǎn)的工藝要求。因?yàn)榱慵脑O(shè)計(jì)者往往不完全了解鑄造工藝。如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有不合理的地方，就要與有關(guān)方面進(jìn)行研究，在不影響使用要求的前提下，予以改進(jìn)。這對(duì)簡(jiǎn)化工藝過(guò)程、保證質(zhì)量及降低成本均有極大作用。第二，在既定的零件結(jié)構(gòu)條件下，考慮在鑄造過(guò)程中可能出現(xiàn)的主要缺陷，在工藝設(shè)計(jì)中采取相應(yīng)工藝措施予

4、以避免。（一）從避免缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)的合理性1、鑄件應(yīng)有合理的壁厚每一種合金都有其適宜的壁厚范圍。壁厚太薄，容易出現(xiàn)澆不足；太厚，容易出現(xiàn)晶粒粗大，機(jī)械性能降低。2、鑄件收縮時(shí)不應(yīng)有嚴(yán)重阻礙，注意壁厚的過(guò)渡和鑄造圓角鑄件厚薄相接、拐彎、交接之處，都應(yīng)采取逐漸過(guò)渡和轉(zhuǎn)變的形式，并應(yīng)采用較大圓角相連接，以免造成突然轉(zhuǎn)變以及應(yīng)力集中，引起裂紋等缺陷。對(duì)于牌號(hào)較高、收縮大的合金鑄件尤其注意，以防止因嚴(yán)重阻礙鑄件收縮而造成裂紋。3、內(nèi)壁厚度應(yīng)小于外壁厚度鑄件內(nèi)部的筋和壁等，散熱條件較差，因此應(yīng)比外壁薄些，以便使整個(gè)鑄件的外壁和內(nèi)壁能均勻的冷卻，防止產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋。4、壁厚力求均勻，減少厚大部分，防

5、止形成熱節(jié)如果壁厚不均勻，鑄件冷卻也不均勻，在交接處易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、易于形成縮松、縮孔和裂紋。5、有利于補(bǔ)縮和實(shí)現(xiàn)順序凝固對(duì)于厚大件，應(yīng)根據(jù)零件特點(diǎn)，設(shè)置冒口，進(jìn)行補(bǔ)縮。6、注意防止鑄件的翹曲變形對(duì)于細(xì)長(zhǎng)件、大的平板件，在鑄件收縮時(shí)，由于冷卻不一致，很容易引起翹曲變形。應(yīng)多布置加強(qiáng)筋，防止此類(lèi)變形。7、避免水平方向出現(xiàn)較大的平面在澆注時(shí)，水平大平面液流上升速度很慢，較長(zhǎng)時(shí)間烘烤鑄型頂面，極易造成夾砂、澆不足等缺陷，也不利于金屬夾雜物和氣體的排出。（二）從簡(jiǎn)化鑄造工藝過(guò)程角度審查零件結(jié)構(gòu)的工藝性1、改進(jìn)妨礙起模的凸臺(tái)、凸緣、筋板的結(jié)構(gòu)鑄件側(cè)壁上的凸臺(tái)（搭子）、凸緣、筋板等，常常妨礙起模，不得不增加

6、砂芯。所以，盡量改進(jìn)，以簡(jiǎn)化鑄造模具。2、盡量取消鑄件外表側(cè)凹鑄件側(cè)壁上如有凹入部分，常常妨礙起模，不得不增加砂芯。所以，盡量改進(jìn)，以簡(jiǎn)化鑄造模具。3、改進(jìn)鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，減少砂芯數(shù)量4、減少和簡(jiǎn)化分型面盡量采用平直分型面，減少曲面分型。5、有利于砂芯的固定和排氣底面有利于砂芯固定，頂面有利于砂芯排氣。6、去除不必要的圓角有些外圓角對(duì)鑄件質(zhì)量影響不大，但卻對(duì)造型和制芯等工藝過(guò)程有不良效果，應(yīng)予以去除。三、造型、制芯方法產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及鑄造廠的實(shí)際情況，確定合理的造型、制芯方式。以下簡(jiǎn)單介紹當(dāng)前廣泛應(yīng)用的各種造型、制芯方式。（一）造型方法1、手工造型（手工粘土砂、手工樹(shù)脂砂）手

7、工造型適宜于簡(jiǎn)單、小批量多品種鑄件。砂型硬度低，表面粗糙度、尺寸精度差，效率低。2、普通機(jī)器造型（Z145、Z148、Z1410等）普通機(jī)器造型適宜于批量較大、產(chǎn)品要求較高的鑄件。砂型硬度中等，表面粗糙度、尺寸精度較好，效率較高。3、高壓造型（平壓頭、成型壓頭、多觸頭）高壓造型適宜于批量不大、尺寸較大的鑄件。砂型硬度高、表面粗糙度、尺寸精度較好，效率較高。4、水平分型流水線造型（靜壓線、KW線）水平分型流水線造型適宜于大批量、復(fù)雜鑄件。砂型硬度很高、表面粗糙度、尺寸精度很好，效率很高。5、垂直分型流水線造型（DISA線）垂直分型流水線造型適宜于大批量、尺寸中等及較小的鑄件，尤其適宜于球鐵件。砂

8、型硬度很高、表面粗糙度、尺寸精度很好，效率很高。（二）制芯方法1、手工制芯（粘土砂、合脂油、樹(shù)脂砂）手工制芯適宜于簡(jiǎn)單、小批量鑄件。表面粗糙度、尺寸精度差，效率低。2、熱芯盒制芯（6kg、12kg、25kg、40kg、100kg）熱芯盒制芯是將混制好的熱芯砂（或覆膜砂）通過(guò)熱芯盒射芯機(jī)射入熱芯盒模具內(nèi)，在220-260下保溫一段時(shí)間，然后開(kāi)模取出成品砂芯的一種制芯方式。熱芯盒制芯目前應(yīng)用廣泛，它的適用范圍很廣，幾乎所有砂芯都可以用它制作。砂芯強(qiáng)度很高，表面粗糙度、尺寸精度很好，效率很高。3、殼芯盒制芯殼芯盒制芯是將成品覆膜砂通過(guò)殼芯機(jī)射入殼芯盒模具內(nèi)，待周邊形成8mm左右硬殼后，旋轉(zhuǎn)，倒出剩余

9、余砂，在220-260下保溫一段時(shí)間，然后開(kāi)模取出成品砂芯的一種制芯方式。殼芯盒制芯應(yīng)用范圍也很廣泛，主要應(yīng)用于簡(jiǎn)單、圓周類(lèi)砂芯。砂芯強(qiáng)度很高，表面粗糙度、尺寸精度很好，效率很高。4、冷芯盒制芯冷芯盒制芯是將混制好的冷芯砂通過(guò)冷芯盒射芯機(jī)射入冷芯盒內(nèi)，然后吹入氣體（三乙胺或二氧化硫）固化的一種制芯方式，因?yàn)樗诔叵鹿袒?，所以叫冷芯盒制芯。冷芯盒制芯是目前?yīng)用最廣泛的一種制芯方式，幾乎所有砂芯都可以用它制作。砂芯強(qiáng)度很高，表面粗糙度、尺寸精度很好，效率很高。砂芯發(fā)氣量低、潰散性好。四、砂型鑄造鑄件澆注位置的確定鑄件的澆注位置是指澆注時(shí)鑄件在型內(nèi)所處的位置。澆注位置的確定是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的一

10、環(huán)，關(guān)系到鑄件的質(zhì)量能否得到保證，也涉及鑄件尺寸精度以及造型工藝過(guò)程。1、鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或呈側(cè)立面這是因?yàn)闅饪住⒎墙饘賷A雜物等容易出現(xiàn)在上表面，鑄件向下的底面和側(cè)立面通常比較光潔，出現(xiàn)缺陷的可能性小，而且底面組織致密。2、盡可能使鑄件的大平面朝下，以避免形成夾砂和夾雜缺陷對(duì)于大的平板類(lèi)鑄件，必要時(shí)可采用傾斜澆注，以增加液體金屬的上升速度，防止夾砂缺陷。3、應(yīng)保證鑄件能充滿鑄件很薄的部分應(yīng)朝下。4、應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)順序凝固對(duì)厚薄不均、易于形成縮孔、縮松或質(zhì)量要求較高的鑄件，澆注位置的選擇應(yīng)有利于實(shí)現(xiàn)順序凝固。5、應(yīng)盡可能避免使用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯6、應(yīng)使合箱位置、澆注位置和鑄件的冷卻位置

11、相一致針對(duì)手工生產(chǎn)，與機(jī)器造型及流水線造型無(wú)關(guān)。五、分型面的選擇分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面。除了實(shí)型鑄造法以外，都要選擇分型面。有時(shí)是平面，有時(shí)是曲面。1、應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)兩半型鑄件總是或多或少有一些錯(cuò)移，影響鑄件尺寸精度。2、應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目此指手工多箱造型。3、便于下芯、合箱及檢查型腔尺寸因此，應(yīng)盡量把主要砂芯放在下半砂箱中。4、應(yīng)注意減輕落砂、清理和機(jī)械加工的工作量應(yīng)盡量減小分型面飛邊、披縫。六、砂芯設(shè)計(jì)砂芯設(shè)計(jì)在鑄造工藝中很關(guān)鍵，它直接影響著鑄件的尺寸精度以及相互關(guān)聯(lián)尺寸。1、涂料層厚度應(yīng)根據(jù)每個(gè)廠家的具體情況、涂料種類(lèi)，確定相應(yīng)的涂料層厚度。在模具設(shè)計(jì)

12、中予以增加涂料層厚度。2、芯頭間隙應(yīng)根據(jù)芯頭大小和具體結(jié)構(gòu)，選擇合理的芯頭間隙。一般控制在0.1-0.5mm之間。上芯頭間隙大，下芯頭間隙小。3、芯頭斜度為方便合箱，砂芯芯頭要設(shè)計(jì)拔模斜度。一般上芯頭斜度大，下芯頭斜度小。4、特殊定位芯頭對(duì)于有方向要求的圓芯頭，必須設(shè)計(jì)缺口定位，以保證產(chǎn)品內(nèi)部形狀方向準(zhǔn)確。5、壓環(huán)設(shè)計(jì)為保證砂型能緊緊壓住砂芯，經(jīng)常在上模樣芯頭頂面設(shè)計(jì)一圈半圓凹溝，造型后在上模型形成一凸起環(huán)形砂，合箱后能緊緊壓住砂芯，芯頭定位牢固。6、防壓環(huán)設(shè)計(jì)在模樣水平芯頭靠近模樣的根部，設(shè)計(jì)凸起圓環(huán)，高度為0.5-1mm，寬度為5-10mm。造型后，相應(yīng)部位形成一下凹的環(huán)狀縫隙。下芯、合箱

13、時(shí)，它可防止此處砂型被壓塌，因而可防止掉砂缺陷。7、擠砂槽設(shè)計(jì)在下模樣芯頭邊緣設(shè)計(jì)一道凸起圓環(huán)，深度約2-5mm。造型后，在砂型內(nèi)形成一環(huán)凹槽，用來(lái)存放個(gè)別散落砂粒。七、鑄造工藝參數(shù)設(shè)計(jì)1、鑄造收縮率影響鑄造收縮率的因素很多，如：合金的種類(lèi)及成分，鑄件冷卻、收縮時(shí)受到阻力的大小，冷卻條件的差異等。每個(gè)鑄造廠家，應(yīng)根據(jù)自己的生產(chǎn)條件，確定合適的鑄造收縮率。一般，鑄鐵取1。2、機(jī)械加工余量在鑄件加工表面上留出的、準(zhǔn)備切去的金屬層厚度，稱為機(jī)械加工余量。機(jī)械加工余量應(yīng)根據(jù)鑄件大小、造型方式所達(dá)到的鑄件精度、加工表面所處的澆注位置、鑄件結(jié)構(gòu)而確定。3、拔模斜度影響拔模斜度的因素也很多。如：鑄件大小、模

14、樣高度、模樣的表面粗糙度、造型方式等。一般取30- 3°。4、最小鑄出孔及槽應(yīng)根據(jù)模具表面粗糙度、拔模斜度、孔的深度等，來(lái)確定最小鑄出孔及槽。鑄鐵件流水線造型能鑄出12-15mm的最小孔及槽。5、工藝補(bǔ)正量對(duì)于需加工孔的圓凸臺(tái)、棋子，設(shè)計(jì)圖紙尺寸往往偏小，鑄造時(shí)需人為加大尺寸，此即工藝補(bǔ)正量。6、分型負(fù)數(shù)對(duì)于干模及樹(shù)脂砂生產(chǎn)的大鑄件，在合箱時(shí)為了防止跑火，在分型面處常常用石棉繩或其它東西密封，容易墊高砂型，影響鑄件尺寸。所以設(shè)計(jì)模樣時(shí)，往往在分型面處人為減小模樣尺寸，此即分型負(fù)數(shù)。7、反變形量在鑄造較大平板類(lèi)、床身類(lèi)鑄件時(shí)，由于冷卻速度的不均勻性，鑄件冷卻后常出現(xiàn)變形。在制造模樣時(shí)，

15、按鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出反變形模樣，使鑄件冷卻后變形的結(jié)果正好將反變形抵消。此予變形量即反變形量。8、砂芯負(fù)數(shù)大芯盒制芯時(shí)，由于分盒面接觸面積太大，制出的砂芯總是或多或少有一定披縫，砂芯尺寸比模具尺寸大。所以，設(shè)計(jì)芯盒時(shí)，人為減小一定尺寸，此即砂芯負(fù)數(shù)。射芯機(jī)制芯一般取0.2-0.3mm。八、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、澆口杯設(shè)計(jì)（1）澆口杯形狀澆口杯形狀分為漏斗形和池形兩大類(lèi)。漏斗形簡(jiǎn)單，擋渣作用小，主要用于小型鑄鐵件及鑄鋼件。池形澆口杯擋渣作用較好，主要用于中、大型鑄鐵件。（2）澆口杯作用a 便于承受來(lái)自澆包的金屬液流并引入直澆道，防止過(guò)澆而溢出。b 避免流股直沖直澆道，減小液流對(duì)鑄型的沖擊。

16、c 有一定的擋渣作用。d 當(dāng)砂箱高度低壓頭不夠時(shí)，又可以增加金屬液的靜壓頭。2、直澆道設(shè)計(jì)（1）直澆道形狀直澆道一般為上大下小或上小下大的錐形，底部設(shè)計(jì)澆口窩，用以緩沖液流沖擊。與澆口杯、橫澆道、澆口窩用圓角連接。（2）直澆道作用a 從澆口杯向下引導(dǎo)金屬夜進(jìn)入澆注系統(tǒng)其它組元或直接導(dǎo)入型腔。b 提供足夠的壓力頭。3、橫澆道設(shè)計(jì)（1）橫澆道形狀橫澆道有梯形、圓頂梯形、圓形三種。鑄鐵件用前兩種。（2）橫澆道作用a 分配液流。b 擋渣。要充分利用橫澆道的擋渣作用，設(shè)計(jì)各種結(jié)構(gòu)的阻流斷面，滿足不同鑄件結(jié)構(gòu)要求。4、內(nèi)澆道設(shè)計(jì)（1）內(nèi)澆道形狀對(duì)砂型鑄造鑄鐵件，多采用扁平梯形。對(duì)鐵模覆砂球鐵件，多采用圓形

17、。（2）內(nèi)澆道作用內(nèi)澆道的作用是引導(dǎo)金屬夜進(jìn)入型腔。5、澆注系統(tǒng)類(lèi)型（1）按阻流斷面位置分a 封閉式澆注系統(tǒng)封閉式澆注系統(tǒng)是指從澆口杯底孔到內(nèi)澆道的斷面積逐漸縮小，內(nèi)澆道為阻流斷面，即F內(nèi)< F橫< F直< F杯孔。封閉式澆注系統(tǒng)主要適用于中小型鑄鐵件。b 開(kāi)放式澆注系統(tǒng)開(kāi)放式澆注系統(tǒng)是指從澆口杯底孔到內(nèi)澆道的斷面積逐漸加大，澆口杯底孔為阻流斷面，即F內(nèi)> F橫> F直> F杯孔。開(kāi)放式澆注系統(tǒng)主要適用于易氧化的有色金屬鑄件、球墨鑄鐵件、使用漏包澆注的鑄鋼件。c 半封閉式澆注系統(tǒng)半封閉式澆注系統(tǒng)內(nèi)澆道為阻流斷面，即F橫 F直 F內(nèi)。半封閉式澆注系統(tǒng)適用于各種

18、鑄鐵件，尤其在球墨鑄鐵件及表面干型中廣泛適用。d 封閉-開(kāi)放式澆注系統(tǒng)封閉-開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的阻流斷面位于直澆道下端，即F杯> F直< F橫> F內(nèi)。封閉-開(kāi)放式澆注系統(tǒng)一般用于小型鑄鐵件及鋁合金澆注。(2)按內(nèi)澆道位置的高低分a 頂注式（內(nèi)澆道位于鑄件的頂部）頂注式適用于結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且高度不大的薄壁鑄件，補(bǔ)縮作用好。b 底注式（內(nèi)澆道位于鑄件的底部）底注式適用于高度不大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，補(bǔ)縮作用差，排氣、擋渣好。c 中間注入式（內(nèi)澆道位于鑄件的中間位置）中間注入式是應(yīng)用最普遍的一種澆注方式。d 階梯式（內(nèi)澆道分多層引入）階梯式適用于高度大、特別是材質(zhì)液態(tài)體收縮也大的鑄件。九、

19、冒口、冷鐵和鑄筋應(yīng)用冒口、冷鐵和鑄筋以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件，是鑄造生產(chǎn)中經(jīng)常采用的工藝措施。1、 冒口鑄型中能儲(chǔ)存一定的金屬夜，可對(duì)鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，以防止產(chǎn)生縮孔和縮松的專門(mén)工藝“空腔”，稱為冒口。（1）冒口的種類(lèi)按冒口在鑄件上的位置可分為頂冒口和邊冒口兩類(lèi)；按冒口頂部是否被型砂所覆蓋又可分為明冒口和暗冒口。（2）冒口的形狀冒口的形狀直接影響它的補(bǔ)縮效果。有球形、球頂圓柱形、圓柱形、腰圓柱形等。球形的表面積最小，散熱最慢，是最理想的冒口形狀。（3）冒口的作用冒口的主要作用是補(bǔ)縮鑄件，此外，還有出氣和集渣作用。2、冷鐵冷鐵是用來(lái)控制鑄件凝固最常用的一種激冷物。冷鐵的主要作用為：（1）與冒口配合使用，能加強(qiáng)

20、鑄件的順序凝固，擴(kuò)大冒口的有效補(bǔ)縮距離，提高金屬夜的利用率，防止鑄件產(chǎn)生縮孔或縮松缺陷。（2）加快鑄件局部的冷卻速度，實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固，防止鑄件變形和裂紋。（3）加快鑄件特殊部位的冷卻，細(xì)化基體組織，提高鑄件表面硬度和耐磨性。3、鑄筋對(duì)不能安放冷鐵的造型方式，有時(shí)在需要冷卻的部位設(shè)計(jì)鑄筋，達(dá)到散熱、冷卻的目的。DISA線經(jīng)常應(yīng)用。十、鑄造模具設(shè)計(jì)在鑄造生產(chǎn)中，模具是很重要的。我們先前講的各種工藝知識(shí)，最終都要包含到模具中去。而模具本身又有一些特定的要求。1、模具的設(shè)計(jì)原則原先傳統(tǒng)的制作模式是：拿到零件圖紙后，先做好鑄造工藝圖，然后設(shè)計(jì)出詳細(xì)的二維結(jié)構(gòu)圖紙，按照二維圖紙去制作模具毛坯木模，然后鑄造模具毛坯。對(duì)于復(fù)雜的鑄件，還要制作各種各樣的樣板，去檢驗(yàn)普通機(jī)械加工各部位的準(zhǔn)確性。隨著數(shù)控加工中心的普遍應(yīng)用，模具的設(shè)計(jì)也越來(lái)越快捷，制造周期大大縮短。拿到產(chǎn)品零件圖紙后，先做好鑄造工藝圖，然后二維、三維同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。二維圖紙只是具體設(shè)計(jì)好裝配圖、各裝配