第二章 鑄造鍛壓和焊接工藝基礎(chǔ)1

1、第二章第二章 鑄造、鍛壓和焊接工藝基礎(chǔ)鑄造、鍛壓和焊接工藝基礎(chǔ)2.1 鑄造工藝基礎(chǔ)鑄造工藝基礎(chǔ)2.1.1 概述概述視頻：鑄造概述視頻：鑄造概述 鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化，使鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化，使其具有流動性，然后澆入到具有一定其具有流動性，然后澆入到具有一定形狀的鑄型型腔中，在重力或外力形狀的鑄型型腔中，在重力或外力（壓力、離心力、電磁力等）的作用（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件（或下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件（或零件）的一種金屬成形方法。零件）的一種金屬成形方法。鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件。鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件。但也有許多鑄件無需切削加

2、工就能滿足但也有許多鑄件無需切削加工就能滿足零件的設(shè)計精度和表面粗糙度要求，直零件的設(shè)計精度和表面粗糙度要求，直接作為零件使用。接作為零件使用。2.2.工藝特點工藝特點 鑄造是生產(chǎn)零件毛坯的主要方法之一，尤其對于有鑄造是生產(chǎn)零件毛坯的主要方法之一，尤其對于有些脆性金屬或合金材料（如各種鑄鐵件、有色合金鑄件些脆性金屬或合金材料（如各種鑄鐵件、有色合金鑄件等）的零件毛坯，鑄造幾乎是唯一的加工方法。等）的零件毛坯，鑄造幾乎是唯一的加工方法。與其它加工方法相比，鑄造工藝具有以下特點：與其它加工方法相比，鑄造工藝具有以下特點：1 1）鑄件可以不受金屬材料、尺寸大小和重量的限制。鑄）鑄件可以不受金屬材料、

3、尺寸大小和重量的限制。鑄件材料可以是各種鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合件材料可以是各種鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金、鋅合金和各種特殊合金材料；鑄件可以小金、鈦合金、鋅合金和各種特殊合金材料；鑄件可以小至幾克，大到數(shù)百噸；鑄件壁厚可以從至幾克，大到數(shù)百噸；鑄件壁厚可以從0.50.5毫米到毫米到1 1米左米左右；鑄件長度可以從幾毫米到十幾米。右；鑄件長度可以從幾毫米到十幾米。2 2）鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)）鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、缸體、葉片、具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、缸體、葉片、葉輪等葉輪等

4、3 3）鑄件的形狀和大小可以與零件很接近，既節(jié)約金屬材）鑄件的形狀和大小可以與零件很接近，既節(jié)約金屬材料，又省切削加工工時料，又省切削加工工時4 4）鑄件一般使用的原材料來源廣、鑄件成本低）鑄件一般使用的原材料來源廣、鑄件成本低5 5）鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以）鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以機械化生產(chǎn)機械化生產(chǎn)6 6） 鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，中鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，中國約在公元前國約在公元前17001700前前10001000年之間已進入青銅鑄件的全年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。盛期，工藝上

5、已達到相當高的水平。 永樂大鐘被稱為國之重器，至今有永樂大鐘被稱為國之重器，至今有50O50O多年歷史，多年歷史，是現(xiàn)存最大的青銅鐘。它高是現(xiàn)存最大的青銅鐘。它高6.756.75米，重米，重46.546.5噸，最大直噸，最大直徑徑3.33.3米，鐘壁厚度不等，最厚處米，鐘壁厚度不等，最厚處185185毫米，最薄處毫米，最薄處9494毫毫米。鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)文，共米。鐘體內(nèi)外遍鑄經(jīng)文，共22.722.7萬字。銅鐘合金成分為：萬字。銅鐘合金成分為：銅銅80.5480.54、錫、錫16.4016.40、鋁、鋁1.121.12，為泥范鑄造。，為泥范鑄造。 視頻：永樂大鐘（中國博物館之鎮(zhèn)館之寶）視頻：永樂

6、大鐘（中國博物館之鎮(zhèn)館之寶）青銅鐘鑄造工藝青銅鐘鑄造工藝視頻：機殼鑄造工藝視頻：機殼鑄造工藝砂型鑄造砂型鑄造是以型砂為主要造型材料制備鑄型的鑄造工藝是以型砂為主要造型材料制備鑄型的鑄造工藝方法，它具有適應(yīng)性廣、生產(chǎn)準備簡單、成本低廉等優(yōu)方法，它具有適應(yīng)性廣、生產(chǎn)準備簡單、成本低廉等優(yōu)點，是應(yīng)用最廣的鑄造方法。點，是應(yīng)用最廣的鑄造方法。特種鑄造特種鑄造是除砂型鑄造以外其它鑄造方法的總稱，是除砂型鑄造以外其它鑄造方法的總稱， 常用的特種鑄造方法有金屬型鑄造、壓力鑄造、熔常用的特種鑄造方法有金屬型鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造、離心鑄造、實型鑄造等。模鑄造、離心鑄造、實型鑄造等。 特種鑄造一般具有鑄件質(zhì)量

7、好或生產(chǎn)率高等優(yōu)點，特種鑄造一般具有鑄件質(zhì)量好或生產(chǎn)率高等優(yōu)點，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.1.2 零件、砂芯、木模、上砂型和下砂型零件、砂芯、木模、上砂型和下砂型1 1、砂型鑄造基本工序、砂型鑄造基本工序o模樣及芯盒制作模樣及芯盒制作o配制型砂、芯砂配制型砂、芯砂o造型、造芯造型、造芯o合型合型鑄型鑄型o熔煉合金熔煉合金o澆注、落砂、清理澆注、落砂、清理o檢驗檢驗 視頻：手工砂型鑄造工藝流程視頻：手工砂型鑄造工藝流程砂型鑄造流程圖砂型鑄造流程圖2 2、砂型的組成、砂型的組成o型砂、芯砂和原材料統(tǒng)稱為造型材料。型砂、芯砂和原材料統(tǒng)稱為造型材料。o型砂和芯砂由原砂、粘結(jié)劑、水和附

8、加物按一定型砂和芯砂由原砂、粘結(jié)劑、水和附加物按一定的比例混制成的比例混制成o據(jù)統(tǒng)計，鑄件廢品率約據(jù)統(tǒng)計，鑄件廢品率約50%50%以上與造型材料有關(guān)，以上與造型材料有關(guān)，必須嚴格控制型砂和芯砂的品質(zhì)必須嚴格控制型砂和芯砂的品質(zhì)二、造型材料二、造型材料1 1、對造型材料基本性能的要求、對造型材料基本性能的要求o強度：型砂在承受外力作用下不易破壞的性能強度：型砂在承受外力作用下不易破壞的性能o透氣性：砂粒之間有間隙能被氣體通過的能力透氣性：砂粒之間有間隙能被氣體通過的能力o耐火度（性）：在高溫液體金屬作用下，砂型不軟耐火度（性）：在高溫液體金屬作用下，砂型不軟化、不熔融以及不粘附在鑄件表面上的性能

9、化、不熔融以及不粘附在鑄件表面上的性能o退（容）讓性：隨著鑄件冷卻時收縮，砂型和型芯退（容）讓性：隨著鑄件冷卻時收縮，砂型和型芯的體積可以被壓縮的性能。以減少鑄件內(nèi)應(yīng)力的體積可以被壓縮的性能。以減少鑄件內(nèi)應(yīng)力o可塑性：型砂在外力作用下變形，去除外力后完整可塑性：型砂在外力作用下變形，去除外力后完整地保持已有形狀的能力地保持已有形狀的能力2 2、各種造型材料、各種造型材料o原砂原砂 石英砂石英砂(SiO(SiO2 2）：雜質(zhì)少、粒圓、粒大，耐火性好。）：雜質(zhì)少、粒圓、粒大，耐火性好。o粘結(jié)劑粘結(jié)劑 粘土粘土膨潤土：粘結(jié)力大、濕壓強度高，透氣性、膨潤土：粘結(jié)力大、濕壓強度高，透氣性、容讓性較低。容

10、讓性較低。o附加物附加物 煤粉：提高鑄件表面質(zhì)量、防止粘砂。煤粉：提高鑄件表面質(zhì)量、防止粘砂。 o水水石英砂石英砂(SiO(SiO2 2）：）：膨潤土膨潤土3 3、正確地選擇造型材料、正確地選擇造型材料o根據(jù)鑄件的材料要求、尺寸大小、復(fù)雜程度、鑄件的根據(jù)鑄件的材料要求、尺寸大小、復(fù)雜程度、鑄件的質(zhì)量、性能要求質(zhì)量、性能要求o正確地選擇砂子、粘土、煤粉的品位和配比，進行充正確地選擇砂子、粘土、煤粉的品位和配比，進行充分混制，以達到各項要求分混制，以達到各項要求 視頻：型砂和芯砂的經(jīng)驗檢驗視頻：型砂和芯砂的經(jīng)驗檢驗手工造型手工造型機器造型機器造型三、造型方法三、造型方法砂型鑄造分為手工造型（制芯）

11、和機器造型（制芯）砂型鑄造分為手工造型（制芯）和機器造型（制芯）手工造型手工造型是指造型和制芯的是指造型和制芯的主要工作均由手工完成主要工作均由手工完成機器造型機器造型是指主要的造型工是指主要的造型工作，包括填砂、緊實、起模、作，包括填砂、緊實、起模、合箱等由造型機完成。合箱等由造型機完成。1.1.手工造型手工造型手工造型因其操作靈活、適應(yīng)性強，工藝裝備簡單，無手工造型因其操作靈活、適應(yīng)性強，工藝裝備簡單，無需造型設(shè)備等特點，被廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)。需造型設(shè)備等特點，被廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)。但手工造型生產(chǎn)率低，勞動強度較大。但手工造型生產(chǎn)率低，勞動強度較大。常用的手工造型工具常用的手工

12、造型工具整模造型整模造型 當零件的最大截面在端部，并選它作分型面，將當零件的最大截面在端部，并選它作分型面，將模樣做成整體。適用于形狀簡單、最大截面在端部的模樣做成整體。適用于形狀簡單、最大截面在端部的鑄件，如齒輪坯、軸承座等鑄件，如齒輪坯、軸承座等分模造型分模造型 當鑄件的最大截面不在鑄件的端部時，為了便于造當鑄件的最大截面不在鑄件的端部時，為了便于造型和起模，模樣要分成兩半或幾部分，這種造型稱為分型和起模，模樣要分成兩半或幾部分，這種造型稱為分模造型。模造型。 當鑄件的最大截面在鑄件的中間時，應(yīng)采用兩箱分當鑄件的最大截面在鑄件的中間時，應(yīng)采用兩箱分模造型，模樣從最大截面處分為兩半部分（用銷

13、釘定模造型，模樣從最大截面處分為兩半部分（用銷釘定位）。造型時模樣分別置于上、下砂箱中，分模面（模位）。造型時模樣分別置于上、下砂箱中，分模面（模樣與模樣間的接合面）與分型面（砂型與砂型間的接合樣與模樣間的接合面）與分型面（砂型與砂型間的接合面）位置相重合。面）位置相重合。 兩箱分模造型廣泛用于形狀比較復(fù)雜的鑄件生產(chǎn)，兩箱分模造型廣泛用于形狀比較復(fù)雜的鑄件生產(chǎn)，如水管、軸套、閥體等有孔鑄件。如水管、軸套、閥體等有孔鑄件。 鑄件形狀為兩端截面大、中間截面小，如帶輪、鑄件形狀為兩端截面大、中間截面小，如帶輪、槽輪等，為保證順利起模，應(yīng)采用三箱分模造型。槽輪等，為保證順利起模，應(yīng)采用三箱分模造型。

14、此時分模面應(yīng)選在模樣的最小截面處，而分型面此時分模面應(yīng)選在模樣的最小截面處，而分型面仍選在鑄件兩端的最大截面處，由于三箱造型有兩個仍選在鑄件兩端的最大截面處，由于三箱造型有兩個分型面，降低了鑄件高度方向的尺寸精度，增加了分分型面，降低了鑄件高度方向的尺寸精度，增加了分型面處飛邊毛刺的清整工作量，操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率型面處飛邊毛刺的清整工作量，操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，不適用于機器造型。較低，不適用于機器造型。 因此，三箱造型僅用于形狀復(fù)雜、不能用兩箱造因此，三箱造型僅用于形狀復(fù)雜、不能用兩箱造型的鑄件生產(chǎn)。型的鑄件生產(chǎn)?；顗K造型活塊造型鑄件上妨礙起模的部分（如凸臺、筋條等）做成活塊，鑄件上妨礙起模

15、的部分（如凸臺、筋條等）做成活塊，用銷子或燕尾結(jié)構(gòu)使活塊與模樣主體形成可拆連接。用銷子或燕尾結(jié)構(gòu)使活塊與模樣主體形成可拆連接。起模時先取出模樣主體，活塊模仍留在鑄型中，起模起模時先取出模樣主體，活塊模仍留在鑄型中，起模后再從側(cè)面取出活塊的造型方法稱為活塊模造型。后再從側(cè)面取出活塊的造型方法稱為活塊模造型。 活塊模造型主要用于帶有突出部分而妨礙起模的鑄件、活塊模造型主要用于帶有突出部分而妨礙起模的鑄件、單件小批量、手工造型的場合。單件小批量、手工造型的場合。 如果這類鑄件批量大，需要機器造型時，可以用砂芯如果這類鑄件批量大，需要機器造型時，可以用砂芯形成妨礙起模的那部分輪廓。形成妨礙起模的那部分

16、輪廓。 當鑄件的外部輪廓為曲面（如手輪等）其最大截面當鑄件的外部輪廓為曲面（如手輪等）其最大截面不在端部，且模樣又不宜分成兩半時，應(yīng)將模樣做成整不在端部，且模樣又不宜分成兩半時，應(yīng)將模樣做成整體，造型時挖掉妨礙取出模樣的那部分型砂，這種造型體，造型時挖掉妨礙取出模樣的那部分型砂，這種造型方法稱為挖砂造型。方法稱為挖砂造型。 挖砂造型的分型面為曲面，造型時為了保證順利起挖砂造型的分型面為曲面，造型時為了保證順利起模，必須把砂挖到模樣最大截面處。模，必須把砂挖到模樣最大截面處。 由于是手工挖砂，操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，由于是手工挖砂，操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，只適用于單件、小批量生產(chǎn)。只適用

17、于單件、小批量生產(chǎn)。挖砂造型挖砂造型模樣做成整體，分型面為曲面模樣做成整體，分型面為曲面l用與鑄件斷面形狀相適應(yīng)的刮板用與鑄件斷面形狀相適應(yīng)的刮板 代替模樣造型代替模樣造型l可省去制模的工序可省去制模的工序l操作要求高操作要求高l用于單件小批量生產(chǎn)用于單件小批量生產(chǎn)l適用于大、中型輪類、管類鑄件適用于大、中型輪類、管類鑄件刮板造型刮板造型視頻：皮帶輪鑄造過程視頻：皮帶輪鑄造過程視頻：砂型結(jié)構(gòu)與手工造型視頻：砂型結(jié)構(gòu)與手工造型三箱造型三箱造型 有些鑄件如兩端截面尺寸大于中間截斷時，需要有些鑄件如兩端截面尺寸大于中間截斷時，需要用三個砂箱，從兩個方向分別起模。用三個砂箱，從兩個方向分別起模。三箱造

18、型的特點是：三箱造型的特點是：p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p中型上、下兩面都是分型面，中箱高度應(yīng)與中型的中型上、下兩面都是分型面，中箱高度應(yīng)與中型的模樣高度相近模樣高度相近p造型過程操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，易產(chǎn)生錯箱缺造型過程操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，易產(chǎn)生錯箱缺陷，只適于單件小批量生產(chǎn)陷，只適于單件小批量生產(chǎn)2 2、機器造型、機器造型o機器造型是指主要的造型工作，包括填砂、緊實、機器造型是指主要的造型工作，包括填砂、緊實、起模、合箱等由造型機完成。起模、合箱等由造型機完成。o在大量生產(chǎn)鑄件時都是采用機器造型在大量生產(chǎn)鑄件時都是采用機器造型o

19、機械化造型車間是以各種造型機為核心機械化造型車間是以各種造型機為核心, ,配以翻箱配以翻箱機、合箱機、壓鐵機、落砂機等輔助設(shè)備和砂處機、合箱機、壓鐵機、落砂機等輔助設(shè)備和砂處理設(shè)備及運輸系統(tǒng)組成的機械化和自動化程度較理設(shè)備及運輸系統(tǒng)組成的機械化和自動化程度較高的生產(chǎn)流水線高的生產(chǎn)流水線各種機器造型各種機器造型按照緊砂方式分類按照緊砂方式分類震壓造型震壓造型 射壓造型射壓造型 高壓造型高壓造型 拋砂造型拋砂造型機器造型機器造型o生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、勞動強生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、勞動強度低、對工人技術(shù)水平要求不度低、對工人技術(shù)水平要求不高，適應(yīng)大量生產(chǎn)高，適應(yīng)大量生產(chǎn)o設(shè)備費用高、金屬模板生產(chǎn)周設(shè)備費

20、用高、金屬模板生產(chǎn)周期長，只能兩箱造型期長，只能兩箱造型震壓式造型機震壓式造型機(1)(1)震壓造型震壓造型a.a.震壓式造型機以壓縮空氣為動力，多次使充滿型砂的震壓式造型機以壓縮空氣為動力，多次使充滿型砂的砂箱、震擊活塞等抬起幾厘米后自由下落，撞擊壓實氣砂箱、震擊活塞等抬起幾厘米后自由下落，撞擊壓實氣缸，多次震擊后砂箱下部型砂由于慣性力的作用而緊實。缸，多次震擊后砂箱下部型砂由于慣性力的作用而緊實。b.b.待砂箱底部型砂緊實后，將壓縮空氣引入壓實氣缸，待砂箱底部型砂緊實后，將壓縮空氣引入壓實氣缸，使壓實活塞帶動工作臺上升，利用壓板壓實上部較松使壓實活塞帶動工作臺上升，利用壓板壓實上部較松散的

21、型砂。散的型砂。c.c.緊砂過程全部完成后，壓縮緊砂過程全部完成后，壓縮空氣通入頂桿氣缸，頂桿將砂空氣通入頂桿氣缸，頂桿將砂箱頂起，完成起模過程箱頂起，完成起模過程震壓造型特點震壓造型特點o造型壓實力小，型砂緊實度造型壓實力小，型砂緊實度不高，鑄件表面粗糙，造型不高，鑄件表面粗糙，造型時振動噪聲大，生產(chǎn)率較低時振動噪聲大，生產(chǎn)率較低o每小時每小時50506060箱箱o常用于中、小型鑄件的生產(chǎn)常用于中、小型鑄件的生產(chǎn)視頻：震壓造型視頻：震壓造型震壓式脫箱造型機震壓式脫箱造型機(2)(2)射壓造型射壓造型 o利用壓縮空氣將型砂射入型腔進行初步緊實，然后利用壓縮空氣將型砂射入型腔進行初步緊實，然后壓

22、實活塞將型砂再緊實壓實活塞將型砂再緊實o砂型推出后，前后兩砂型之間砂型推出后，前后兩砂型之間 的接觸面為分型面的接觸面為分型面全自動無箱射壓造型機全自動無箱射壓造型機全自動無箱射壓造型機全自動無箱射壓造型機型砂入口型砂入口砂型推出口砂型推出口射壓造型特點射壓造型特點o造型壓實力較高，鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，造型壓實力較高，鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，生產(chǎn)率較高生產(chǎn)率較高o每小時每小時240240300300箱箱o常用于中、小型鑄件的大批量生產(chǎn)常用于中、小型鑄件的大批量生產(chǎn)(3)(3)高壓造型高壓造型 o利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很高的壓力利用液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很高的壓力（大于（大于0.7MPa0.7MPa

23、）來壓實砂型來壓實砂型o鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，生產(chǎn)率較高。鑄件尺寸精確、表面粗糙度小，生產(chǎn)率較高。o每小時每小時120240箱。箱。o適用于形狀較復(fù)雜的中、小型鑄件，多品種、適用于形狀較復(fù)雜的中、小型鑄件，多品種、中等批量以上的生產(chǎn)。中等批量以上的生產(chǎn)。 當壓實活塞當壓實活塞1 1向上推動時，高壓觸頭將型砂從余砂向上推動時，高壓觸頭將型砂從余砂框壓人砂箱，而自身在多觸頭箱體的相互連通的油腔框壓人砂箱，而自身在多觸頭箱體的相互連通的油腔內(nèi)浮動，以適應(yīng)內(nèi)浮動，以適應(yīng)多觸頭高壓造型工作原理多觸頭高壓造型工作原理不同形狀的模樣，不同形狀的模樣，使整個型砂得到使整個型砂得到均勻的緊實度。均勻的緊實

24、度。(4)(4)拋砂造型拋砂造型 拋砂機的電動機拋砂機的電動機驅(qū)動高速葉片，連續(xù)驅(qū)動高速葉片，連續(xù)地將傳送帶運來的型地將傳送帶運來的型砂在機頭內(nèi)初步緊實，砂在機頭內(nèi)初步緊實，并在離心力的作用下，并在離心力的作用下，型砂呈團狀被高速型砂呈團狀被高速（303060m60ms s）拋到）拋到砂箱中，使型砂逐層砂箱中，使型砂逐層地緊實。地緊實。拋砂造型特點拋砂造型特點o生產(chǎn)效率高，每小時生產(chǎn)效率高，每小時1030m3o型砂緊實密度均勻型砂緊實密度均勻o可用于任何批量的大、可用于任何批量的大、中型鑄型或大型芯的中型鑄型或大型芯的生產(chǎn)生產(chǎn)視頻：拋砂造型視頻：拋砂造型3 3、造型生產(chǎn)線、造型生產(chǎn)線 通過砂箱

25、運輸器、造型機、造芯機、翻箱合箱機、通過砂箱運輸器、造型機、造芯機、翻箱合箱機、壓鐵機、澆注、落砂等機械有機地組合在一起，機械壓鐵機、澆注、落砂等機械有機地組合在一起，機械化地（或自動化地）完成鑄件生產(chǎn)系統(tǒng)化地（或自動化地）完成鑄件生產(chǎn)系統(tǒng)造型生產(chǎn)造型生產(chǎn)線（自動生產(chǎn)線）。線（自動生產(chǎn)線）。造型生產(chǎn)線造型生產(chǎn)線四、鑄件澆注位置和分型面的選擇四、鑄件澆注位置和分型面的選擇o鑄件澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置鑄件澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置o分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面分型面是指兩半鑄型相互接觸的表面o選擇要保證鑄件質(zhì)量和簡化造型工藝選擇要保證鑄件質(zhì)量和簡化造型工藝o一般

26、先選擇澆注位置后再定分型面一般先選擇澆注位置后再定分型面1 1、澆注位置的選擇、澆注位置的選擇o主要以保證鑄件質(zhì)量為出發(fā)點主要以保證鑄件質(zhì)量為出發(fā)點o將質(zhì)量要求高的部分（受力面、重要加工面）和將質(zhì)量要求高的部分（受力面、重要加工面）和容易產(chǎn)生缺陷的部分（壁厚、壁薄處，大平面等）容易產(chǎn)生缺陷的部分（壁厚、壁薄處，大平面等）放在有利部位放在有利部位下部的金屬液下部的金屬液較純凈，組織較純凈，組織較致密。較致密。（不合理）（不合理）（合理）（合理）澆注位置的選擇原則之澆注位置的選擇原則之1 1、2 2：o鑄件的重要加工面、受力面朝下。鑄件的重要加工面、受力面朝下。 若有困難放側(cè)面。若有困難放側(cè)面。o

27、鑄件的大平面朝下，避免拱起、開裂。鑄件的大平面朝下，避免拱起、開裂。鑄件薄壁部分放在下面，提高金屬的充型能力，以鑄件薄壁部分放在下面，提高金屬的充型能力，以避免澆不足和冷隔。避免澆不足和冷隔。澆注位置的選擇原則之澆注位置的選擇原則之3 3：應(yīng)保證鑄件實現(xiàn)定向凝固。壁厚變化大的鑄件，厚度應(yīng)保證鑄件實現(xiàn)定向凝固。壁厚變化大的鑄件，厚度大的部分放在上方或分型面處。大的部分放在上方或分型面處。澆注位置的選擇原則澆注位置的選擇原則之之4 4 ：口口冒口是鑄型內(nèi)用以儲存金冒口是鑄型內(nèi)用以儲存金屬液的空腔，在鑄件形成屬液的空腔，在鑄件形成時補給金屬，有防止縮松、時補給金屬，有防止縮松、縮孔、排氣和集渣的作用

28、?？s孔、排氣和集渣的作用。澆注位置的選擇原則之澆注位置的選擇原則之5 5 ：2 2、分型面的選擇、分型面的選擇 在保證質(zhì)量的前提下，盡量減化工藝過程，節(jié)省人力物力分型面的選擇原則分型面的選擇原則o分型面盡量采用平面。分型面盡量采用平面。（不合理）（不合理）（合理）（合理）分型面的選擇原則分型面的選擇原則o分型面結(jié)構(gòu)最簡單、數(shù)目盡量少。分型面結(jié)構(gòu)最簡單、數(shù)目盡量少。 分型面的選擇原則分型面的選擇原則o盡量使鑄件的全部或大部分放在同一砂型內(nèi)。避免盡量使鑄件的全部或大部分放在同一砂型內(nèi)。避免錯型、多飛邊毛刺。使鑄件精度高、易清理，適于錯型、多飛邊毛刺。使鑄件精度高、易清理，適于批量生產(chǎn)。批量生產(chǎn)。分

29、型面的選擇原則分型面的選擇原則o盡量減少砂芯和活塊的數(shù)量。盡量減少砂芯和活塊的數(shù)量。o簡化造型、造芯工藝，提高生產(chǎn)率。簡化造型、造芯工藝，提高生產(chǎn)率。 五、工藝參數(shù)的選擇五、工藝參數(shù)的選擇加工余量加工余量起（拔）模斜度起（拔）模斜度鑄造圓角鑄造圓角 型芯頭型芯頭 收縮余量收縮余量加工余量加工余量o取決于合金種類取決于合金種類o造型方法、鑄件精度造型方法、鑄件精度 o鑄件復(fù)雜程度鑄件復(fù)雜程度o鑄件大小鑄件大小o生產(chǎn)批量生產(chǎn)批量o加工面在鑄型中的位置加工面在鑄型中的位置鋼件表面粗糙，變形大：加工余量大；鋼件表面粗糙，變形大：加工余量大；非鐵合金件表光潔：加工余量小。非鐵合金件表光潔：加工余量小。鋼

30、件小于鋼件小于3535、鐵件上小于、鐵件上小于2525的孔一的孔一般不鑄出。般不鑄出。 一般中小工件的加工余量為一般中小工件的加工余量為2.52.57mm7mm起（拔）模斜度起（拔）模斜度o為了使模型便于取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度為起模斜度。一般取0.54o模樣越高，斜度值越小。o內(nèi)壁斜度比外壁大o手工造型斜度比機器造型大鑄造圓角鑄造圓角o在壁的連接和拐角部分設(shè)計成圓角o以防止鑄件在壁的連接和拐角處產(chǎn)生應(yīng)力集中和裂紋，防止尖角損壞和產(chǎn)生砂眼及縮松縮孔型芯頭型芯頭為了保證型芯在鑄型中的定位，模為了保證型芯在鑄型中的定位，模型和型芯都要設(shè)計出型芯頭，其尺型和型芯都要設(shè)計出型芯頭，其尺寸和

31、形狀要留有芯頭裝配間隙寸和形狀要留有芯頭裝配間隙收縮余量收縮余量o鑄件冷卻時的收縮量要加在模樣尺寸上鑄件冷卻時的收縮量要加在模樣尺寸上o不同的金屬在冷卻時有不同的收縮率：不同的金屬在冷卻時有不同的收縮率： 灰鐵灰鐵0.8-1.0%,0.8-1.0%, 鑄鋼鑄鋼1.8-2.2%1.8-2.2%， 鋁合金鋁合金1.0-1.5%1.0-1.5%。o收縮量還與鑄造工藝和鑄件結(jié)構(gòu)有關(guān)收縮量還與鑄造工藝和鑄件結(jié)構(gòu)有關(guān)鑄件圖鑄件圖零件圖零件圖鑄造工藝圖鑄造工藝圖鑄件圖鑄件圖o不同的鑄造成合金有不同的鑄造性能，對鑄造質(zhì)量不同的鑄造成合金有不同的鑄造性能，對鑄造質(zhì)量產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響o常用的鑄造合金有常用的鑄造合

32、金有: : 鑄鐵（鑄鐵（C2.06%C2.06%） 鑄鋼（鑄鋼（C2.06%C2.06%） 鑄造鋁合金鑄造鋁合金 鑄造銅合金鑄造銅合金2.1.3 常用鑄造合金常用鑄造合金一、合金的鑄造性能一、合金的鑄造性能o流動性流動性o收縮性收縮性o氧化性氧化性o吸氣性吸氣性o偏析偏析1 1、流動性、流動性o流動性好，充填鑄型的能力強，易于獲得尺寸準確、流動性好，充填鑄型的能力強，易于獲得尺寸準確、外形完整、輪廓清晰的鑄件外形完整、輪廓清晰的鑄件o避免了冷隔、澆不足避免了冷隔、澆不足o有利于雜質(zhì)和氣體的排出，避免夾渣、氣孔等缺陷有利于雜質(zhì)和氣體的排出，避免夾渣、氣孔等缺陷o有利于補充凝固時的收縮，避免產(chǎn)生縮

33、孔和縮松有利于補充凝固時的收縮，避免產(chǎn)生縮孔和縮松冷隔冷隔澆不足澆不足氣孔氣孔縮孔縮孔影響流動性的因素：影響流動性的因素：化學成份化學成份鑄造工藝鑄造工藝o灰鑄鐵灰鑄鐵 流動性好流動性好o硅黃銅硅黃銅o鋁硅合金鋁硅合金o鑄鋼鑄鋼 流動性差流動性差o減少金屬液流動阻力減少金屬液流動阻力o降低冷卻速度降低冷卻速度o延長凝固時間延長凝固時間2 2、收縮性、收縮性o鑄件在凝固和冷卻過程中體積和尺寸減小的現(xiàn)象鑄件在凝固和冷卻過程中體積和尺寸減小的現(xiàn)象為收縮為收縮o由于熔化的液態(tài)金屬是由原子團和空穴組成，原由于熔化的液態(tài)金屬是由原子團和空穴組成，原子間的距離遠比固態(tài)時大許多子間的距離遠比固態(tài)時大許多o冷卻

34、時金屬原子間的距離縮小，空穴數(shù)量減少甚冷卻時金屬原子間的距離縮小，空穴數(shù)量減少甚至完全消失，使體積縮小至完全消失，使體積縮小o收縮是鑄件中許多缺陷收縮是鑄件中許多缺陷( (如縮孔、縮松、裂紋、變?nèi)缈s孔、縮松、裂紋、變形和殘余應(yīng)力等形和殘余應(yīng)力等) )產(chǎn)生的基本原因。為了獲得形狀產(chǎn)生的基本原因。為了獲得形狀和尺寸符合技術(shù)要求，組織致密的健全鑄件，必和尺寸符合技術(shù)要求，組織致密的健全鑄件，必須對收縮加以控制須對收縮加以控制合金收縮的三個階段合金收縮的三個階段o液態(tài)收縮：液態(tài)收縮：金屬在液體狀態(tài)時的收縮金屬在液體狀態(tài)時的收縮。金屬金屬體積體積縮?。w收縮）?？s?。w收縮）。o凝固收縮：凝固收縮：金屬

35、在凝固過程時的收縮金屬在凝固過程時的收縮。金屬金屬體積體積縮?。w收縮）?？s?。w收縮）。o固態(tài)收縮：固態(tài)收縮：金屬在固態(tài)狀態(tài)時的金屬在固態(tài)狀態(tài)時的收縮。主要是尺收縮。主要是尺寸縮?。ň€收縮）。寸縮?。ň€收縮）。o 線收縮對鑄件形狀和尺寸精度影響很大，是線收縮對鑄件形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。對收縮量的主要影響因素對收縮量的主要影響因素o合金的化學成分合金的化學成分o澆注溫度澆注溫度o鑄造工藝鑄造工藝縮孔的形成縮孔的形成收縮缺陷收縮缺陷 純金屬和共晶成分液體凝固表面較光滑，由外向純金屬和共晶成分液體凝固表面較光滑

36、，由外向內(nèi)逐層凝固，內(nèi)部金屬不斷補充各部的金屬的收縮，內(nèi)逐層凝固，內(nèi)部金屬不斷補充各部的金屬的收縮，液面下降鑄件內(nèi)部出現(xiàn)空隙，形成縮孔。液面下降鑄件內(nèi)部出現(xiàn)空隙，形成縮孔。視頻：縮孔和縮松、渣孔視頻：縮孔和縮松、渣孔解決縮松縮孔的辦法解決縮松縮孔的辦法 應(yīng)盡量選取純金屬或共晶合金。并按順序凝固的應(yīng)盡量選取純金屬或共晶合金。并按順序凝固的方式，讓冒口最后凝固。利用冒口進行補縮，最后切方式，讓冒口最后凝固。利用冒口進行補縮，最后切除冒口，獲得完整的鑄件。除冒口，獲得完整的鑄件。a a）冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁）冒口應(yīng)就近設(shè)在鑄件熱節(jié)的上方或側(cè)旁b b）冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位。

37、對低處的熱）冒口應(yīng)盡量設(shè)在鑄件最高、最厚的部位。對低處的熱節(jié)增設(shè)補貼或使用冷鐵，造成補縮的有利條件節(jié)增設(shè)補貼或使用冷鐵，造成補縮的有利條件c c）冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位，以防止組）冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件重要的、受力大的部位，以防止組織粗大降低強度織粗大降低強度d d）冒口位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對鑄）冒口位置不要選在鑄造應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對鑄件的收縮阻礙，以免引起裂紋件的收縮阻礙，以免引起裂紋e e）盡量用一個冒口同時補縮幾個熱節(jié)或鑄件）盡量用一個冒口同時補縮幾個熱節(jié)或鑄件f f）冒口布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時，外觀好）冒口布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時，

38、外觀好g g）不同高度上的冒口，用冷鐵隔開各個冒口的補縮范圍）不同高度上的冒口，用冷鐵隔開各個冒口的補縮范圍選擇冒口位置的原則選擇冒口位置的原則o鑄件在固態(tài)收縮時受到阻力，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力鑄件在固態(tài)收縮時受到阻力，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 鑄件熱應(yīng)力鑄件熱應(yīng)力 鑄件收縮應(yīng)力鑄件收縮應(yīng)力o這些應(yīng)力會造成變形、裂紋和變形。這些應(yīng)力會造成變形、裂紋和變形。鑄造內(nèi)應(yīng)力鑄造內(nèi)應(yīng)力裂紋裂紋鑄造應(yīng)力超過金屬材料的強度極限時則產(chǎn)生裂紋鑄造應(yīng)力超過金屬材料的強度極限時則產(chǎn)生裂紋 熱裂熱裂 冷裂冷裂減少內(nèi)應(yīng)力和變形的措施減少內(nèi)應(yīng)力和變形的措施o壁厚均勻、形狀對稱壁厚均勻、形狀對稱o采用反變形法采用反變形法o提高型芯、鑄型的容讓性提高

39、型芯、鑄型的容讓性o采用同時凝固的原則采用同時凝固的原則o消除鑄件殘余應(yīng)力的措施：消除鑄件殘余應(yīng)力的措施：自然時效（自然時效（將鑄件放置于露天，半年以上將鑄件放置于露天，半年以上 ）人工時效（去應(yīng)力退火）人工時效（去應(yīng)力退火） 二、二、鑄鐵及其工藝性能鑄鐵及其工藝性能o鑄鐵約占鑄造合金總數(shù)量的鑄鐵約占鑄造合金總數(shù)量的70%80%。o根據(jù)碳的存在形式可分為根據(jù)碳的存在形式可分為 白口鑄鐵白口鑄鐵 灰鑄鐵灰鑄鐵 麻口鑄鐵麻口鑄鐵應(yīng)用極少應(yīng)用極少灰鑄鐵按石墨的形態(tài)分類：灰鑄鐵按石墨的形態(tài)分類：普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵孕育灰鑄鐵孕育灰鑄鐵可鍛灰鑄鐵可鍛灰鑄鐵球墨灰鑄鐵球墨灰鑄鐵 抗拉強度較低，屬脆性材料，

40、有良好抗拉強度較低，屬脆性材料，有良好的減振性、耐磨性和鑄造性，應(yīng)用廣的減振性、耐磨性和鑄造性，應(yīng)用廣合金鑄鐵合金鑄鐵o加入磷加入磷P P、硼、硼B(yǎng) B、釩、釩V V、鈦、鈦TiTi等可提高鑄鐵的耐磨性等可提高鑄鐵的耐磨性o加入鉻加入鉻CrCr、鉬、鉬MoMo、銅、銅CuCu等可提高耐磨性、高溫強度等可提高耐磨性、高溫強度o加入鋁加入鋁AlAl、硅、硅SiSi、鉻、鉻CrCr等可提高鑄鐵的耐熱性等可提高鑄鐵的耐熱性o加入鋁加入鋁AlAl、硅、硅SiSi、鉻、鉻Cr Cr 、鎳、鎳NiNi、鈣、鈣CaCa等可提高耐蝕性等可提高耐蝕性 三、鑄鋼、鑄造非鐵合金三、鑄鋼、鑄造非鐵合金o鑄鋼綜合機械性能

41、好，澆注溫度高，易吸氣和氧化，鑄鋼綜合機械性能好，澆注溫度高，易吸氣和氧化，收縮大、流動性差，極易產(chǎn)生缺陷?？珊感员辱T鐵好。收縮大、流動性差，極易產(chǎn)生缺陷?？珊感员辱T鐵好。組織晶粒粗大、組織不均，鑄件存在殘存應(yīng)力?？芍平M織晶粒粗大、組織不均，鑄件存在殘存應(yīng)力?？芍圃熘匦蜋C械零件和復(fù)雜的零件造重型機械零件和復(fù)雜的零件o鑄銅合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐腐蝕性好，鑄銅合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐腐蝕性好，主要制作耐磨和耐腐蝕零件主要制作耐磨和耐腐蝕零件o鑄鋁合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性好，密度小，熔鑄鋁合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性好，密度小，熔點低。應(yīng)用廣泛點低。應(yīng)用廣泛 2.1.4 鑄件結(jié)

42、構(gòu)工藝性一、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、外形設(shè)計、外形設(shè)計（1 1）分型面盡量少，）分型面盡量少， 并盡可能是平面并盡可能是平面不合理不合理合理合理（2 2）鑄件外觀應(yīng)盡量）鑄件外觀應(yīng)盡量方便造型，考慮起方便造型，考慮起模方便，盡量避免模方便，盡量避免使用活塊和型芯。使用活塊和型芯。起模方便起模方便起模方便起模方便起模不方便起模不方便起模不方便起模不方便起模不方便起模不方便起模方便起模方便2 2、內(nèi)腔設(shè)計、內(nèi)腔設(shè)計（1 1）盡量避免不必要的型芯）盡量避免不必要的型芯不合理不合理合理合理（2 2）型芯便于固定、排氣和清理）型芯便于固定、排氣和清理二、合金鑄造性能對

43、鑄件結(jié)構(gòu)的要求二、合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求1、合理設(shè)計鑄件壁厚、合理設(shè)計鑄件壁厚2、鑄件壁厚盡可能均勻、鑄件壁厚盡可能均勻 壁厚均勻壁厚均勻壁厚不均勻壁厚不均勻2.1.5 特種鑄造o特種鑄造是指砂型鑄造成以外的其它鑄造方法。特種鑄造是指砂型鑄造成以外的其它鑄造方法。o由于砂型鑄造生產(chǎn)率低、鑄件精度低、表面粗糙、由于砂型鑄造生產(chǎn)率低、鑄件精度低、表面粗糙、內(nèi)部缺陷多、力學性能不高以及生產(chǎn)過程復(fù)雜等內(nèi)部缺陷多、力學性能不高以及生產(chǎn)過程復(fù)雜等缺點，人們不斷尋求新的鑄造方法，以適應(yīng)各種缺點，人們不斷尋求新的鑄造方法，以適應(yīng)各種鑄件的生產(chǎn)需要。鑄件的生產(chǎn)需要。o特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在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、材料種類往往鑄件的結(jié)構(gòu)、形