機械工程師中級職稱培訓(xùn)課件-鑄造

1、鑄鑄 造造鑄造基本知識鑄造基本知識n鑄造鑄造將液體金屬澆注到具有與零件形狀相應(yīng)的鑄型型腔中，將液體金屬澆注到具有與零件形狀相應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后獲得鑄件的方法。待其冷卻凝固后獲得鑄件的方法。n鑄造的特點：鑄造的特點：金屬一次成形，工藝靈活性大。金屬一次成形，工藝靈活性大。成本低廉。成本低廉。適宜于形狀復(fù)雜的毛坯生產(chǎn)。適宜于形狀復(fù)雜的毛坯生產(chǎn)?？缮a(chǎn)多種金屬或合金的產(chǎn)品可生產(chǎn)多種金屬或合金的產(chǎn)品 。鑄造生產(chǎn)的缺點，如鑄件內(nèi)部常存在氣孔、縮孔、縮松、夾鑄造生產(chǎn)的缺點，如鑄件內(nèi)部常存在氣孔、縮孔、縮松、夾雜、砂眼和裂紋等缺陷。雜、砂眼和裂紋等缺陷。鑄造生產(chǎn)的勞動條件較差。鑄造生產(chǎn)的勞動條件

2、較差。鑄造基本知識鑄造基本知識鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ)n鑄造合金的鑄造性能鑄造合金的鑄造性能合金的流動性：合金的流動性：液態(tài)合金充填鑄型的能力，稱為合金的流動性。合金的液態(tài)合金充填鑄型的能力，稱為合金的流動性。合金的流動性好，就易獲得形狀完整、輪廓清晰、壁薄或形狀復(fù)雜的鑄件。流動性好，就易獲得形狀完整、輪廓清晰、壁薄或形狀復(fù)雜的鑄件。合金的收縮：合金的收縮：液態(tài)合金從澆注溫度逐漸冷卻液態(tài)合金從澆注溫度逐漸冷卻 、凝固、再到室溫的過程中、凝固、再到室溫的過程中伴隨有體積和尺寸的縮小伴隨有體積和尺寸的縮小 ，這種現(xiàn)象稱為合金的收縮。，這種現(xiàn)象稱為合金的收縮。 合金收縮的種類合金收縮的種類： 液態(tài)收

3、縮液態(tài)收縮合金從澆鑄溫度至液相線的收縮。合金從澆鑄溫度至液相線的收縮。 凝固收縮凝固收縮合金從液相線到固相線間的收縮。它對鑄件的形狀和尺寸合金從液相線到固相線間的收縮。它對鑄件的形狀和尺寸 精度影響較大。精度影響較大。 固態(tài)收縮固態(tài)收縮合金從固相線溫度至室溫時的收縮。合金從固相線溫度至室溫時的收縮。 鑄造收縮是造成鑄件裂紋、變形、縮孔或縮松的基本原因。鑄造收縮是造成鑄件裂紋、變形、縮孔或縮松的基本原因。 影響鑄造合金鑄造性能的主要因素：影響鑄造合金鑄造性能的主要因素： 1 1、合金的化學(xué)成分；、合金的化學(xué)成分； 2 2、澆注溫度；、澆注溫度； 3 3、鑄型工藝及鑄件結(jié)構(gòu)。、鑄型工藝及鑄件結(jié)構(gòu)。

4、 鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計鑄造結(jié)構(gòu)的工藝性審查鑄造結(jié)構(gòu)的工藝性審查n鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性審查鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性審查合理設(shè)計鑄件壁厚。鑄件的壁厚應(yīng)大于鑄件允許的最小壁厚。合理設(shè)計鑄件壁厚。鑄件的壁厚應(yīng)大于鑄件允許的最小壁厚。內(nèi)壁厚度是否小于外壁厚度內(nèi)壁厚度是否小于外壁厚度10%20%。厚壁斷面與薄壁斷面相連接時，應(yīng)有合理的過度形狀和尺寸。厚壁斷面與薄壁斷面相連接時，應(yīng)有合理的過度形狀和尺寸。檢查鑄件細長比檢查鑄件細長比、結(jié)構(gòu)斜度、壁間的間隔和最小間隙是否合、結(jié)構(gòu)斜度、壁間的間隔和最小間隙是否合理。理。鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝方案鑄造工藝方案n確定工藝方案確定工藝方案造型方法選擇：造型方法選擇：

5、 手工造型手工造型有箱造型、濕型脫箱造型、刮板造型、地坑造型。有箱造型、濕型脫箱造型、刮板造型、地坑造型。 機器造型機器造型高壓造型線、射壓線、震壓造型線高壓造型線、射壓線、震壓造型線 。 鑄型種類：干型鑄型種類：干型、濕型和樹脂砂造型、濕型和樹脂砂造型 。 選擇模型種類：金屬模、塑料模和木模。選擇模型種類：金屬模、塑料模和木模。澆注位置選擇澆注位置選擇: :將質(zhì)量要求高的表面或重要的加工面朝下，鑄將質(zhì)量要求高的表面或重要的加工面朝下，鑄型的放置應(yīng)保證砂芯的定位，補縮冒口放在鑄件上部等。型的放置應(yīng)保證砂芯的定位，補縮冒口放在鑄件上部等。選擇分型面：分型面盡量采用平面。選擇分型面：分型面盡量采用

6、平面。鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)n確定鑄造工藝參數(shù)確定鑄造工藝參數(shù)對鑄件質(zhì)量要求主要有對鑄件質(zhì)量要求主要有 ： 鑄件表面粗糙度；鑄件表面粗糙度； 鑄件機械加工余量；鑄件機械加工余量； 鑄件質(zhì)量公差；鑄件質(zhì)量公差； 鑄件尺寸公差等。鑄件尺寸公差等。最小鑄出孔及槽，最小鑄出孔及槽，鑄造收縮率鑄造收縮率工藝補正量與分型負數(shù)工藝補正量與分型負數(shù)鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計砂砂 芯芯 設(shè)設(shè) 計計n砂芯砂芯為了解決鑄件的內(nèi)腔及外形難于出砂的部位而設(shè)置。為了解決鑄件的內(nèi)腔及外形難于出砂的部位而設(shè)置。 n 砂芯的設(shè)計主要包括確定砂芯的形狀和個數(shù)，芯頭結(jié)構(gòu)，芯砂芯的設(shè)計主要包括確定砂芯的形狀和

7、個數(shù)，芯頭結(jié)構(gòu)，芯頭的通氣和加固等問題。頭的通氣和加固等問題。n砂芯設(shè)計的主要步驟：砂芯設(shè)計的主要步驟：確定砂芯數(shù)量和每個砂芯的形狀和尺寸。確定砂芯數(shù)量和每個砂芯的形狀和尺寸。砂芯的編號。砂芯的編號。造芯和使用芯砂的種類。造芯和使用芯砂的種類。芯頭數(shù)量芯頭數(shù)量、形狀、尺寸和定位。、形狀、尺寸和定位。對懸臂、大、重砂芯使用芯撐時應(yīng)確定芯撐的位置、數(shù)量、對懸臂、大、重砂芯使用芯撐時應(yīng)確定芯撐的位置、數(shù)量、形狀和尺寸。形狀和尺寸。芯骨設(shè)計和通氣道設(shè)計。芯骨設(shè)計和通氣道設(shè)計。鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計和冒口設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計和冒口設(shè)計n澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)（俗稱澆口）：將注入型中的

8、液體金屬導(dǎo)入型腔的通道。澆注系統(tǒng)（俗稱澆口）：將注入型中的液體金屬導(dǎo)入型腔的通道。澆口的組成：由澆口杯澆口的組成：由澆口杯、直澆口、內(nèi)澆口和橫澆口四部分組成。、直澆口、內(nèi)澆口和橫澆口四部分組成。n冒口設(shè)計冒口設(shè)計冒口的作用：補縮冒口的作用：補縮、排氣、集渣和作為注滿的標志。、排氣、集渣和作為注滿的標志。冒口的種類：冒口的種類： 1. 1.按合箱后能否看到冒口按合箱后能否看到冒口明冒口和暗冒口明冒口和暗冒口 2.按冒口的設(shè)置位置按冒口的設(shè)置位置頂冒口和邊冒口頂冒口和邊冒口冷鐵的應(yīng)用：用來控制鑄件凝固。主要有：冷鐵的應(yīng)用：用來控制鑄件凝固。主要有： 1. 減小冒口尺寸、減少冒口數(shù)量；減小冒口尺寸、

9、減少冒口數(shù)量； 2.消除鑄件局部熱節(jié)；消除鑄件局部熱節(jié)； 3.防止鑄件產(chǎn)生裂紋；防止鑄件產(chǎn)生裂紋； 4.提高鑄件的硬度和耐磨性。提高鑄件的硬度和耐磨性。 冷鐵的種類：外冷鐵、內(nèi)冷鐵。冷鐵的種類：外冷鐵、內(nèi)冷鐵。鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計合合 箱箱n合箱合箱把砂箱、型芯裝配起來，成為一個完整的鑄型。把砂箱、型芯裝配起來，成為一個完整的鑄型。合箱前合箱前檢查砂芯位置和壁原尺寸，合箱定位。檢查砂芯位置和壁原尺寸，合箱定位。合箱后合箱后檢查壓箱鐵是否合適。檢查壓箱鐵是否合適。n壓箱鐵壓箱鐵重量應(yīng)是鑄件重量的重量應(yīng)是鑄件重量的35倍。倍。鑄造工藝文件鑄造工藝文件鑄造工藝文件鑄造工藝文件n鑄造工藝文件鑄造工

10、藝文件是為具體鑄件制定的工藝規(guī)程。是為具體鑄件制定的工藝規(guī)程。 隨鑄件的結(jié)構(gòu)隨鑄件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求不同，鑄造工藝也不同。和技術(shù)要求不同，鑄造工藝也不同。n鑄造工藝文件的種類：鑄造工藝文件的種類：鑄造工藝圖鑄造工藝圖鑄件圖鑄件圖澆注系統(tǒng)圖澆注系統(tǒng)圖合箱圖合箱圖鑄造工藝文件鑄造工藝文件鑄造工藝圖和鑄件圖鑄造工藝圖和鑄件圖n鑄造工藝圖鑄造工藝圖表達的內(nèi)容：鑄件的澆注位置；表達的內(nèi)容：鑄件的澆注位置； 分型面；分型面； 砂芯輪廓形狀和芯頭尺寸。砂芯輪廓形狀和芯頭尺寸。作用：是制造模型作用：是制造模型、生產(chǎn)工作準備、技術(shù)檢驗等都以它為依據(jù)。、生產(chǎn)工作準備、技術(shù)檢驗等都以它為依據(jù)。n鑄件圖：是根據(jù)工藝圖繪

11、制的，表明鑄件的形狀和主要尺寸。圖鑄件圖：是根據(jù)工藝圖繪制的，表明鑄件的形狀和主要尺寸。圖上標有鑄件的技術(shù)條件。上標有鑄件的技術(shù)條件。 砂型鑄造砂型鑄造砂型鑄造的概念砂型鑄造的概念砂型鑄造砂型鑄造是以砂為主要造型材料制備鑄型的一是以砂為主要造型材料制備鑄型的一種鑄造方法。種鑄造方法。主要工序為：主要工序為：制作模樣及型芯盒，配制型砂、芯砂，制作模樣及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化與澆注，鑄件的清理與造型、造芯及合箱，熔化與澆注，鑄件的清理與檢查等。檢查等。砂型鑄造砂型鑄造造造 型型 材材 料料n造型材料：造型材料：是用來制造鑄型和型芯的材料。是用來制造鑄型和型芯的材料。n鑄造對

12、造型材料的性能要求鑄造對造型材料的性能要求具有足夠的濕強度、干強度、良好的可塑性和透氣性，以保具有足夠的濕強度、干強度、良好的可塑性和透氣性，以保證鑄型在運輸和澆鑄時足以承受沖擊力和靜壓力，以及鑄型證鑄型在運輸和澆鑄時足以承受沖擊力和靜壓力，以及鑄型和砂芯的成型和尺寸精度。和砂芯的成型和尺寸精度。具有必需的耐火性能，以減少鑄型和砂芯的燒結(jié)和粘砂。具有必需的耐火性能，以減少鑄型和砂芯的燒結(jié)和粘砂。n幾種常用材料幾種常用材料硅砂硅砂是砂型鑄造用造型混合料的主要組成部分。是砂型鑄造用造型混合料的主要組成部分。鑄造粘土鑄造粘土膨潤土（陶土）、粘土（白泥）。膨潤土（陶土）、粘土（白泥）。鑄造用煤粉鑄造用

13、煤粉鑄造用合成脂鑄造用合成脂樹脂砂用樹脂樹脂砂用樹脂砂型鑄造砂型鑄造鑄鐵件鑄造鑄鐵件鑄造n意義：為獲得高質(zhì)量的鑄件必須獲得一定成分的鐵水，因此，鑄意義：為獲得高質(zhì)量的鑄件必須獲得一定成分的鐵水，因此，鑄鐵的熔煉是鑄造生產(chǎn)的重要工序。鐵的熔煉是鑄造生產(chǎn)的重要工序。n熔化鑄鐵所用設(shè)備熔化鑄鐵所用設(shè)備沖天爐沖天爐工頻（工頻（5050HzHz）感應(yīng)電爐感應(yīng)電爐鑄鐵件鑄造鑄鐵件鑄造沖天爐和工頻爐熔化鑄鐵工藝特點和用途沖天爐和工頻爐熔化鑄鐵工藝特點和用途n沖天爐熔化鑄鐵工藝特點沖天爐熔化鑄鐵工藝特點可連續(xù)熔化金屬爐料；熔化時間長可連續(xù)熔化金屬爐料；熔化時間長熔化的鑄鐵具有良好鑄造性能熔化的鑄鐵具有良好鑄造

14、性能熔化用的鐵料、燃料、熔劑單獨分層連續(xù)加入，鐵料在熔化熔化用的鐵料、燃料、熔劑單獨分層連續(xù)加入，鐵料在熔化帶被熔化成液滴與灼熱的焦炭接觸而升溫，經(jīng)精煉后，將高帶被熔化成液滴與灼熱的焦炭接觸而升溫，經(jīng)精煉后，將高溫鐵水儲存到爐缸或前爐，以備澆鑄。溫鐵水儲存到爐缸或前爐，以備澆鑄。n工頻爐熔化鑄鐵工藝特點和用途工頻爐熔化鑄鐵工藝特點和用途特點：工頻爐利用電流感應(yīng)產(chǎn)生的熱能做能源加熱熔化金屬特點：工頻爐利用電流感應(yīng)產(chǎn)生的熱能做能源加熱熔化金屬爐料。爐料。用途：多用來生產(chǎn)球墨鑄鐵。用途：多用來生產(chǎn)球墨鑄鐵。金屬型鑄造金屬型鑄造概念概念、特點和應(yīng)用、特點和應(yīng)用n金屬型鑄造金屬型鑄造將液態(tài)金屬澆入金屬材

15、料制成的鑄型中以獲得鑄將液態(tài)金屬澆入金屬材料制成的鑄型中以獲得鑄件的方法。它實現(xiàn)了一型多鑄。件的方法。它實現(xiàn)了一型多鑄。n特點特點有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量有較高的尺寸精度和表面質(zhì)量; ;晶粒細小，鑄件力學(xué)性能好晶粒細小，鑄件力學(xué)性能好; ;生產(chǎn)效率高，易于機械化或自動化生產(chǎn)效率高，易于機械化或自動化; ;由于金屬型導(dǎo)熱快易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋等缺陷由于金屬型導(dǎo)熱快易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋等缺陷; ;金屬型加工困難，周期長，一次性投資高金屬型加工困難，周期長，一次性投資高. .n應(yīng)用應(yīng)用 主要用于大批量生產(chǎn)的有色金屬鑄件。如：鋁活塞、軸瓦、主要用于大批量生產(chǎn)的有色金屬鑄件。如：鋁活塞、軸瓦、

16、軸套等。軸套等。壓力鑄造壓力鑄造概念概念、特點和應(yīng)用、特點和應(yīng)用n壓力鑄造壓力鑄造將液態(tài)或半液態(tài)的金屬利用高壓將液態(tài)或半液態(tài)的金屬利用高壓( (從幾十到幾百大氣從幾十到幾百大氣壓）作用，使其以高速（沖型的初始速度可達壓）作用，使其以高速（沖型的初始速度可達0.570m s0.570m s）注）注入壓鑄模的型腔，并在壓力下入壓鑄模的型腔，并在壓力下 快速冷卻凝固而得到鑄件?？焖倮鋮s凝固而得到鑄件。 n特點特點生產(chǎn)效率高、尺寸精度高，表面粗糙度低；生產(chǎn)效率高、尺寸精度高，表面粗糙度低；產(chǎn)品的品質(zhì)和力學(xué)性能好；產(chǎn)品的品質(zhì)和力學(xué)性能好；可澆出組織細密并很薄的鑄件；可澆出組織細密并很薄的鑄件；易產(chǎn)生皮下

17、小氣孔和縮孔。易產(chǎn)生皮下小氣孔和縮孔。n應(yīng)用應(yīng)用 主要用于鋁、銅、鎂、鋅等合金鑄件。由于產(chǎn)品的品質(zhì)和力主要用于鋁、銅、鎂、鋅等合金鑄件。由于產(chǎn)品的品質(zhì)和力學(xué)性能好，廣泛用于學(xué)性能好，廣泛用于機械、航機械、航 空、儀表及小五金行業(yè)?？铡x表及小五金行業(yè)。 壓力鑄造壓力鑄造壓鑄合金壓鑄合金n特點特點應(yīng)有足夠的高溫強度和可塑性，為保證充模后能快速凝固，合金的結(jié)晶溫度應(yīng)有足夠的高溫強度和可塑性，為保證充模后能快速凝固，合金的結(jié)晶溫度范圍應(yīng)小。范圍應(yīng)小。合金收縮率低，流動性好。合金收縮率低，流動性好。要有良好的加工性能和物理化學(xué)性能。由于模具壽命緣故，目前只應(yīng)用于非要有良好的加工性能和物理化學(xué)性能。由于

18、模具壽命緣故，目前只應(yīng)用于非鐵合金。鐵合金。n種類種類鉛鉛- -錫合金錫合金鉛鉛- -銻合金銻合金錫錫- -銻軸承合金銻軸承合金壓鑄鋅合金壓鑄鋅合金壓鑄鋁合金壓鑄鋁合金壓鑄鎂合金壓鑄鎂合金壓鑄銅合金等壓鑄銅合金等熔熔 模模 鑄鑄 造造熔模鑄造的概念熔模鑄造的概念、特點和應(yīng)用、特點和應(yīng)用n熔模鑄造熔模鑄造用易熔材料（如石蠟）制成模樣，在模樣上分層粘敷由細用易熔材料（如石蠟）制成模樣，在模樣上分層粘敷由細到粗不同粒度的耐火材料后，進行烘干硬化、脫蠟、燒結(jié)，再進行澆注、到粗不同粒度的耐火材料后，進行烘干硬化、脫蠟、燒結(jié)，再進行澆注、清理，即可獲得尺寸精度高、表面粗糙度低的鑄件的鑄造方法。也稱失清理，

19、即可獲得尺寸精度高、表面粗糙度低的鑄件的鑄造方法。也稱失蠟法鑄造。蠟法鑄造。n特點特點鑄件尺寸精度高；鑄件尺寸精度高；可實現(xiàn)少切削，無切削加工；可實現(xiàn)少切削，無切削加工；適用生產(chǎn)形狀復(fù)雜，薄壁鑄件；適用生產(chǎn)形狀復(fù)雜，薄壁鑄件；工序繁多，生產(chǎn)周期長；工序繁多，生產(chǎn)周期長；鑄件重量不能太大，常采用一型多鑄。鑄件重量不能太大，常采用一型多鑄。n應(yīng)用：應(yīng)用：各種金屬都可用，主要用于鑄鋼及難切削合金的鑄件。如：各種金屬都可用，主要用于鑄鋼及難切削合金的鑄件。如： 刀具、葉片、儀表零件等。刀具、葉片、儀表零件等。熔模鑄造常見型殼的分類、特點及應(yīng)用熔模鑄造常見型殼的分類、特點及應(yīng)用型殼分類型殼分類特點特點應(yīng)

20、用范圍應(yīng)用范圍水玻璃型殼水玻璃型殼尺寸精度和粗慥度好，周期長，尺寸精度和粗慥度好，周期長，成本低。成本低。碳素鋼、低合金鋼和銅、碳素鋼、低合金鋼和銅、鋁合金鋁合金硅酸乙脂型殼硅酸乙脂型殼尺寸精度高和表面粗糙度低，周尺寸精度高和表面粗糙度低，周期長，成本高。期長，成本高。高溫耐熱合金、耐熱鋼、高溫耐熱合金、耐熱鋼、不銹鋼、碳鋼、低合金不銹鋼、碳鋼、低合金鋼和銅、鋁合金鋼和銅、鋁合金硅溶膠型殼硅溶膠型殼尺寸精度高和表面粗糙度低，周尺寸精度高和表面粗糙度低，周期長，成本高。期長，成本高。高溫耐熱合金、耐熱鋼、高溫耐熱合金、耐熱鋼、不銹鋼、碳鋼、低合金不銹鋼、碳鋼、低合金鋼和銅、鋁合金鋼和銅、鋁合金鑄

21、造工藝裝備鑄造工藝裝備鑄造工藝裝備的概念及種類鑄造工藝裝備的概念及種類n鑄造工藝裝備鑄造工藝裝備把完成鑄型工藝過程所需的用具稱為鑄造把完成鑄型工藝過程所需的用具稱為鑄造工藝裝備。工藝裝備。n種類種類包括模樣、模板、芯盒、砂箱等。包括模樣、模板、芯盒、砂箱等。鑄造工藝裝備鑄造工藝裝備模樣的用途、要求和分類模樣的用途、要求和分類n用途：模樣是用來形成砂型型腔的工藝裝備。用途：模樣是用來形成砂型型腔的工藝裝備。n要求：必須具有足夠的強度、剛度以及與鑄件技術(shù)條件相適應(yīng)的表面光要求：必須具有足夠的強度、剛度以及與鑄件技術(shù)條件相適應(yīng)的表面光潔度和尺寸精度。潔度和尺寸精度。n分類分類 按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分：整

22、體模樣整體模樣分體模樣分體模樣刮（車）板刮（車）板按制造材料分：按制造材料分：木模模樣木模模樣金屬模樣金屬模樣塑料模樣塑料模樣鑄造工藝裝備鑄造工藝裝備模板的概念模板的概念、特點及材料、特點及材料n模板模板由鑄件的模樣由鑄件的模樣、芯頭芯頭、澆冒口系統(tǒng)、定位銷（或孔）用、澆冒口系統(tǒng)、定位銷（或孔）用緊固件裝配在模底板上聯(lián)成一個整體的模具。緊固件裝配在模底板上聯(lián)成一個整體的模具。n特點特點用模板造型可簡化造型操作，提高生產(chǎn)率用模板造型可簡化造型操作，提高生產(chǎn)率鑄件尺寸精度高鑄件尺寸精度高n材料材料金屬材質(zhì)金屬材質(zhì)塑料材質(zhì)塑料材質(zhì)木質(zhì)木質(zhì)鑄造工藝裝備鑄造工藝裝備芯芯 盒盒n芯盒的設(shè)計參數(shù)芯盒的設(shè)計參數(shù)分盒面分盒面分盒面與分型面一致；型與芯的起模斜度一致。分盒面與分型面一致；型與芯的起模斜度一致。填砂面填砂面保證利于充填和緊實。保證利于充填和緊實。支撐面支撐