《金屬工藝學》(52學時)總11～12(第二篇)

1、1 第二篇 鑄 造 第三章第三章砂砂 型型 鑄鑄 造造金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：21.1.砂型鑄造的工藝過程砂型鑄造的工藝過程工工 藝藝 準準 備備造造 型型落落 砂砂合合 箱箱澆澆 注注造造 芯芯清清 理理檢檢 驗驗熔煉金屬熔煉金屬制模樣、芯盒制模樣、芯盒配制型砂、芯砂配制型砂、芯砂 概述概述金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：3 2.砂型鑄造特點砂型鑄造特點：n可適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的可適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)；生產(chǎn)；n砂型鑄造成本低廉；砂型鑄造成本低廉；n勞動強度較大（手工造型）勞動強度較大（手工造型） ；n鑄件表面質(zhì)量較低

2、，生產(chǎn)周期較長；鑄件表面質(zhì)量較低，生產(chǎn)周期較長；3.設計人員應解決的問題：設計人員應解決的問題：（1）繪制鑄造工藝圖；）繪制鑄造工藝圖；（2）選擇有關工藝參數(shù)：澆注位置，分型面，型芯）選擇有關工藝參數(shù)：澆注位置，分型面，型芯數(shù)量、形狀、固定，加工余量，收縮率，起模斜度，數(shù)量、形狀、固定，加工余量，收縮率，起模斜度，冒口和冷鐵設置等；冒口和冷鐵設置等；金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：4 有關概念有關概念: 零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖概念零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖概念 零件、模樣、鑄件之間的關系零件、模樣、鑄件之間的關系金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：5一、 造型方法的選擇（一

3、）手工造型（一）手工造型1.特點：特點：n操作靈活操作靈活,適應不同尺寸的大小鑄件、復雜的外廓及適應不同尺寸的大小鑄件、復雜的外廓及復雜內(nèi)型的鑄件；復雜內(nèi)型的鑄件；n尺寸較大的回轉體或等截面鑄件可采用地坑來取代尺寸較大的回轉體或等截面鑄件可采用地坑來取代下箱下箱,采用刮板減少模型的費用采用刮板減少模型的費用,縮短生產(chǎn)準備時間；縮短生產(chǎn)準備時間；n生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低,對工人技術水平要求較高；對工人技術水平要求較高；n鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差。鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差。應用應用：單件小批量鑄件的生產(chǎn)；：單件小批量鑄件的生產(chǎn)； 大尺寸的零件毛坯的重要造型方法。大尺寸的零件毛坯的重要造型方法。金

4、屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：6 2.手工造型分類手工造型分類: 以砂箱分類：兩箱造型、三箱造型、以砂箱分類：兩箱造型、三箱造型、地坑造型地坑造型.） 以以模樣砂箱共同分類模樣砂箱共同分類(較常用）較常用）：n整模兩箱造型；整模兩箱造型；n分模兩箱造型、分模三箱造型；分模兩箱造型、分模三箱造型；n挖砂造型；挖砂造型；n活塊模造型；活塊模造型；n刮板造型；刮板造型；n. 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：7金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：8金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：9金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：10金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱

5、：11金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：12金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：13金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：14 6）三箱造型）三箱造型n用三個砂箱制造鑄型的過程稱為三箱造型；用三個砂箱制造鑄型的過程稱為三箱造型；n用于鑄件兩端截面尺寸大于中間截面時，需要用三用于鑄件兩端截面尺寸大于中間截面時，需要用三個砂箱，從兩個方向分別起模；個砂箱，從兩個方向分別起模；n模樣必須是分開的，以便于從中型內(nèi)起出模樣；模樣必須是分開的，以便于從中型內(nèi)起出模樣；n中型上、下兩面都是分型面，且中箱高度應與中型中型上、下兩面都是分型面，且中箱高度應與中型的模樣高度相近；的模樣高度相近；

6、n造型過程操作較復雜，生產(chǎn)率較低，易產(chǎn)生錯箱缺造型過程操作較復雜，生產(chǎn)率較低，易產(chǎn)生錯箱缺陷；陷；n只適于單件小批量生產(chǎn)。只適于單件小批量生產(chǎn)。 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：15金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：16 （二）機器造型（二）機器造型 1.實質(zhì)：是用機器代替手工緊砂和起模，以減小手工實質(zhì)：是用機器代替手工緊砂和起模，以減小手工造型勞動強度大，生產(chǎn)率低，不易保證鑄件質(zhì)量等造型勞動強度大，生產(chǎn)率低，不易保證鑄件質(zhì)量等問題。問題。2.應用：在成批大量生產(chǎn)時，常采用機器造型。應用：在成批大量生產(chǎn)時，常采用機器造型。3.造型機的種類及方法：造型機的種類及方法：（1）頂桿

7、起模式振壓造型機：）頂桿起模式振壓造型機：（2）微震壓實造型機：）微震壓實造型機：在壓實的同時進行微震在壓實的同時進行微震(震動頻率震動頻率600800次次/min、振幅振幅26mm),因而型砂緊實度的均勻性和型腔表因而型砂緊實度的均勻性和型腔表面質(zhì)量均優(yōu)于震壓造型機面質(zhì)量均優(yōu)于震壓造型機,且噪聲較小。且噪聲較小。（3）射壓造型機：）射壓造型機： 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：17金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：18 4.機器造型的工藝特點機器造型的工藝特點n通常是采用模板進行兩箱造型。通常是采用模板進行兩箱造型。不能三箱造型不能三箱造型。（模板是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面

8、與模底板聯(lián)（模板是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與模底板聯(lián)接成一整體的專用模具。）接成一整體的專用模具。）n機器造型也應機器造型也應盡力避免活塊盡力避免活塊,因為取出活塊費時因為取出活塊費時,使使造型機生產(chǎn)率大為降低。造型機生產(chǎn)率大為降低。n鑄件避免不了活塊鑄件避免不了活塊 及鑄件上的側凹時及鑄件上的側凹時 可用外型芯可用外型芯（三）機器造芯（射芯機造芯）（三）機器造芯（射芯機造芯）普通造芯、熱芯盒造芯、冷芯盒造芯、殼型造芯普通造芯、熱芯盒造芯、冷芯盒造芯、殼型造芯金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：19二、澆注位置和分型面的選擇澆注位置澆注位置：鑄型澆注時鑄型分型面所處的空間：鑄型澆注時鑄型

9、分型面所處的空間位置。位置。分型面分型面：是指鑄型組元間的結合面。：是指鑄型組元間的結合面。（一）（一）澆注位置選擇原則（表澆注位置選擇原則（表2-9/P67）1.鑄件的重要加工面應朝下。鑄件的重要加工面應朝下。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：202.鑄件的大平面應朝下。鑄件的大平面應朝下。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：213.鑄件的面積較大的薄壁部分置于下部，垂鑄件的面積較大的薄壁部分置于下部，垂直或傾斜位置。直或傾斜位置。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：224.鑄件的易縮孔部分放在鑄型的上部或側面。鑄件的易縮孔部分放在鑄型的上部或側面。金屬工藝學金屬工藝學

10、答疑信箱：答疑信箱：23 1.應使造型工藝簡化應使造型工藝簡化 （1）盡量使分型面平直）盡量使分型面平直單件、小批生產(chǎn)中單件、小批生產(chǎn)中, 也可采用彎曲分型面。也可采用彎曲分型面。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：24 （1）盡量使分型面數(shù)量少）盡量使分型面數(shù)量少,金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：25 2.避免不必要的活塊和型芯等避免不必要的活塊和型芯等 分型方案分型方案 需要用活塊需要用活塊 分型方案分型方案 避免了活塊避免了活塊 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：26 方案方案分模造型上下內(nèi)腔均需采用型芯。分模造型上下內(nèi)腔均需采用型芯。 方案方案,采用整模造型采用

11、整模造型, 省掉了型芯。省掉了型芯。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：27 3.應盡量使型腔及主要型芯位于下箱應盡量使型腔及主要型芯位于下箱（便于造型、下芯、合箱和檢驗壁厚）（便于造型、下芯、合箱和檢驗壁厚） 圖圖2-32/P69床身鑄件床身鑄件,頂部平面為加工基準面。頂部平面為加工基準面。 方案方案a：在同一砂箱內(nèi)：在同一砂箱內(nèi),鑄件精度高鑄件精度高,是大批量生產(chǎn)時的合理方案。是大批量生產(chǎn)時的合理方案。 方案方案b：單件、小批生產(chǎn)條件下：單件、小批生產(chǎn)條件下,鑄件尺寸偏差在鑄件尺寸偏差在 一定范圍內(nèi)可用劃線來矯正。一定范圍內(nèi)可用劃線來矯正。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：2

12、8 （一）、機械加工余量和最小鑄孔（一）、機械加工余量和最小鑄孔 1.機械加工余量：鑄件上為切削加工而加大的機械加工余量：鑄件上為切削加工而加大的尺寸。尺寸。n機器造型余量比手工造型余量小機器造型余量比手工造型余量小; n合金鑄件價格較貴合金鑄件價格較貴,余量應比鑄鐵件余量??；余量應比鑄鐵件余量小；n鑄件朝上表面加工余量應比底面和側面大；鑄件朝上表面加工余量應比底面和側面大；根據(jù)根據(jù)GB/T6414-1999機械加工余量等級分為機械加工余量等級分為A、B、C、D.H、J、K共共10級，數(shù)值依次加大。級，數(shù)值依次加大。表表2-10/P70列出了灰鑄鐵件的機械加工余量。列出了灰鑄鐵件的機械加工余量

13、。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：29 2.最小鑄孔、槽最小鑄孔、槽n大的孔、槽應當鑄出大的孔、槽應當鑄出,以減少切削加工工時、以減少切削加工工時、節(jié)省金屬材料節(jié)省金屬材料,減小的熱節(jié)；減小的熱節(jié)；n灰鑄鐵件的最小鑄孔灰鑄鐵件的最小鑄孔:單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)3050mm成批生產(chǎn)成批生產(chǎn)1520mm大量生產(chǎn)大量生產(chǎn)1215mmn零件圖上不要求加工的孔、槽零件圖上不要求加工的孔、槽,無論大小均應無論大小均應鑄出。鑄出。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：30 （二）起模斜度（二）起模斜度起模斜度：起模斜度：凡垂直于分型面的立壁在制模時凡垂直于分型面的立壁在制模時,必須留出必須留出一定的

14、傾斜度。通常為一定的傾斜度。通常為153）n機器造型應比手工造型小；機器造型應比手工造型小；n木模應比金屬模斜度大；木模應比金屬模斜度大；n內(nèi)壁起模斜度應比外壁大內(nèi)壁起模斜度應比外壁大, 通常為通常為310。（三）收縮率（三）收縮率n通常通常,灰鑄鐵為灰鑄鐵為0.7%1.0%；n鑄造碳鋼為鑄造碳鋼為1.3%2.0%；n硅合金為硅合金為0.8%1.2%。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：31 （四）型芯頭的形狀和尺寸（四）型芯頭的形狀和尺寸金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：32 （四）綜合舉例（四）綜合舉例 零件分型方案分析零件分型方案分析金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱

15、：33 零件鑄造工藝圖零件鑄造工藝圖金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：34本講小結及要點：n了解砂型鑄造的工藝過程；了解砂型鑄造的工藝過程；n了解砂型鑄造特點：了解砂型鑄造特點：n掌握手工造型分類及應用；掌握手工造型分類及應用； （重點）（重點）n了解機器造型的工藝特點；了解機器造型的工藝特點；n掌握澆注位置和分型面的選擇；掌握澆注位置和分型面的選擇；（重點）（重點） n熟悉鑄造工藝參數(shù)的概念與選擇。熟悉鑄造工藝參數(shù)的概念與選擇。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：35作業(yè) 7：第二篇第二篇 第三章第三章P73 （3）、（）、（4） 、（、（5）36第二篇 鑄 造 第四章第四章鑄

16、件結構設計鑄件結構設計金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：37 實質(zhì)實質(zhì)：就是從工藝角度考慮鑄件的結構。：就是從工藝角度考慮鑄件的結構?？紤]點：考慮點：n結構能否用現(xiàn)有鑄造方法生產(chǎn)出來；結構能否用現(xiàn)有鑄造方法生產(chǎn)出來；n是否與相應生產(chǎn)批量、生產(chǎn)方法相適應；是否與相應生產(chǎn)批量、生產(chǎn)方法相適應；n結構工藝性是否良好結構工藝性是否良好,有無改進的可能有無改進的可能;n結構是否滿足鑄造方法對鑄件結構的要求；結構是否滿足鑄造方法對鑄件結構的要求；n鑄件的結構是一個相對的概念。鑄件的結構是一個相對的概念。原則原則：在保證使用的前提下，結構應盡可能使制：在保證使用的前提下，結構應盡可能使制模、造型、造

17、芯、合箱等過程簡化。模、造型、造芯、合箱等過程簡化。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：38一、結構與鑄造工藝的關系一、結構與鑄造工藝的關系1.盡量避盡量避免鑄件起免鑄件起模方向存模方向存有外部側有外部側凹凹,以便于以便于起模起模;金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：392.盡量使分型面為平面 ;金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：40 3.凸臺和肋條要便于起模凸臺和肋條要便于起模 （1）活塊結構的簡化；）活塊結構的簡化； （2）肋條結構方向的簡化可便于起模；）肋條結構方向的簡化可便于起模；金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：41 4.不加工表面最好有結構斜度不加工表面

18、最好有結構斜度n結構斜度：結構斜度：不加工表面的斜度。不加工表面的斜度。n起模斜度：起模斜度：與起模方向平行的加工表面的斜與起模方向平行的加工表面的斜度（垂直分型面的加工表面的斜度）。度（垂直分型面的加工表面的斜度）。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：42 5.盡量不用和少用型芯盡量不用和少用型芯 （1）中空結構改為開式結構；）中空結構改為開式結構； （2）自帶型芯的例子。）自帶型芯的例子。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：43二、結構與合金鑄造性能的關系二、結構與合金鑄造性能的關系 1.合理的鑄件壁厚 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：44 2.鑄件的壁厚應盡可能均勻鑄件的壁厚應盡可能均勻 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：45 3.鑄件壁的聯(lián)接鑄件壁的聯(lián)接（1）鑄件的結構圓角；）鑄件的結構圓角；（2）避免銳角聯(lián)接）避免銳角聯(lián)接 ；（3）厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡。）厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過渡。金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：46 4.減緩筋、輻的應力作用減緩筋、輻的應力作用 金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：47 5.交叉接頭交叉接頭金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答疑信箱：48 6.防裂筋的應用防裂筋的應用金屬工藝學金屬工藝學 答疑信箱：答