1、6/20/2018 12:04 AM,1,6/20/2018 12:04 AM,2,上次课内容的回顾,铸铁件生产 碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨 白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁铸铁的优点石墨形态对铸铁性能的影响铸铁的石墨化：影响石墨化因素灰口铸铁件的生产：灰铸铁的孕育处理；球墨铸铁件的生产；可锻铸铁件的生产；铸钢件的生产,6/20/2018 12:04 AM,3,第7章 砂型铸造,主要内容： 7.1 造型方法的选择（自学） 7.2 砂型铸造的工艺设计 7.3 铸件的结构设计,重点内容：1 砂型铸造的工艺设计2 铸件的结构设计,作业：P117 7.8(a)、(b)、(c),铸造工艺图的绘
2、制分型面的选择工艺参数的确定浇注位置的确定,如何将设计的零件变成铸件？怎样生产出合格铸件,铸造,6/20/2018 12:04 AM,4,7.1 造型方法的选择,砂型铸造,造型方法,整模造型 分模造型 活块造型 三箱造型 挖砂造型 刮板造型,机器造型,震压造型微震压实造型 射压造型 抛砂造型,手工造型,6/20/2018 12:04 AM,5,7.1 造型方法的选择,手工造型,金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造陶瓷型铸造离心铸造消失模铸造,液态成型工艺,砂型铸造,特种铸造,整模造型 分模造型 活块造型 三箱造型 挖砂造型 刮板造型,机器造型,整模造型,砂型铸造的工艺设计,铸造工艺图的绘制分型面
3、的选择工艺参数的确定浇注位置的确定,砂型铸造,6/20/2018 12:04 AM,6,整模造型,7.1.1 手工造型,6/20/2018 12:04 AM,7,分模造型,6/20/2018 12:04 AM,8,挖砂造型,6/20/2018 12:04 AM,9,假箱造型,6/20/2018 12:04 AM,10,三箱造型,6/20/2018 12:04 AM,11,活块造形,分模造型,刮板造型(芯),6/20/2018 12:04 AM,12,7.1.2 机器造型,机器造型的实质,机器造型的特点,将填砂、紧实、和起模等 主要工序实现机械化,生产效率高，产品质量稳定,震压式造型、抛砂造型、
4、无箱挤压,6/20/2018 12:04 AM,13,震压造型,6/20/2018 12:04 AM,14,6/20/2018 12:04 AM,15,设,点,要,计,铸造工艺图的绘制,工艺参数的确定,分型面的选择,浇注位置的确定,7.2 砂型铸造的工艺设计,6/20/2018 12:04 AM,16,7.2.1 铸造工艺图的绘制,首先要考虑这个零件有 几种可能的分型方案,对浇注位置的选择,铸型分型面选择,绘制方法,绘图要领,分型面的选择,浇注位置画法(上和下),工艺参数定性给出即可,铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形,6/20/2018 12:04 AM,17
5、,铸造工艺图实例,分型面的选取至关重要,6/20/2018 12:04 AM,18,7.2.2 分型面的选择,选择原则,分型面指铸型中相互结合的表面,6/20/2018 12:04 AM,19,A. 应保证模样能顺利从铸型中取出（1）,6/20/2018 12:04 AM,20,A. 应保证模样能顺利从铸型中取出（2）,6/20/2018 12:04 AM,21,应保证模样能顺利从铸型中取出（3）,6/20/2018 12:04 AM,22,B. 应尽量减少分型面的数量,6/20/2018 12:04 AM,23,若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型,D.应尽量使型芯和活块的数量减少,C.应尽量
6、使分型面是一个平直的面,机器造型,6/20/2018 12:04 AM,24,E.应使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱,使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保证铸件的尺寸精度,6/20/2018 12:04 AM,25,7.2.3 浇注位置的选择原则,铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。,1铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置。,C620床身浇注位置 圆锥齿轮浇注位置 气缸套的浇注位置,6/20/2018 12:04 AM,26,2铸件的大平面应朝下,以免形成夹渣和夹砂等缺陷。,平板铸件,铝电机端盖浇注位置,4应将铸件的厚大部分放在上部或侧面,以获得组织致密，外形完整
7、的铸件,3应将铸件薄而大的平面放在下部、侧面或倾斜位置,以利于合金液填充铸型,链轮的浇注位置(铸钢),6/20/2018 12:04 AM,27,7.2.4 工艺参数的确定,加工余量,收缩率,拔模斜度,铸造圆角,型芯及型芯头,工艺参数,6/20/2018 12:04 AM,28,加工余量,孔的铸出：要考虑铸出的可能性、必要性、和经济性。一般大孔用下芯的方式铸出，而小孔则用机加工完成。,铸造收缩率,铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和尺寸缩小。为使铸件的实际尺寸符合图样要求，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个该合金的收缩率。合金收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸等
8、因素。通常灰铸铁的铸造收缩率是0.7%1.0%，铸钢的铸造收缩率为1.3%2.0%,6/20/2018 12:04 AM,29,拔模斜度,为了在造型和制芯时便于起模，以免损坏砂型和型芯，在模样、芯和的起模方向留有一定的斜度,铸造圆角,凝固特性热节、充型,不同转角处的热节,6/20/2018 12:04 AM,30,型芯及型芯头,型芯是铸件的一个重要的组成部分，型芯的功用是形成铸件的内腔,孔洞和形状复杂阻碍起模部分的外形,型芯种类,6/20/2018 12:04 AM,31,型芯头,型芯头:是型芯的定位、支撑和排气的部分设计时需考虑：保证定位准确、能承受砂芯自身重量和液态合金的冲击、浮力等外力的
9、作用，浇注时砂芯内部产生的气体能顺畅引出铸型等,6/20/2018 12:04 AM,32,确定下列铸件的铸造工艺方案。要求： 1、在单件、小批生产和大量生产两种条件分析最佳方案； 2、按所选择的最佳方案绘制铸造工艺图：（包括浇注位置、分型面、拔模斜度、铸造圆角、型芯及型芯头等）。,思考题,6/20/2018 12:04 AM,33,主要内容:7.3.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求7.3.2 合金铸造性能对铸件结构的要求7.3.3 不同成形工艺对铸件结构的要求,7.3 铸件的结构设计,重点内容：铸件结构设计如何考虑铸造工艺特点,6/20/2018 12:04 AM,34,7.3.1 砂型铸造
10、工艺对铸件结构的要求,铸件的外形设计 铸件的内腔设计,1 铸件的外形设计,原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺,6/20/2018 12:04 AM,35,2 铸件的内腔设计,原则：减少形芯数量，避免不必要的型芯； 便于型芯的固定、排气和清理。,作用：防止偏芯、气孔等缺陷的产生； 简化造型工艺，降低成本。,铸件的内腔设计视频,6/20/2018 12:04 AM,36,减少型芯的数量，避免不必要的型芯,实例分析：,便于型芯的稳定、排气和铸件的清理,6/20/2018 12:04 AM,缺陷分析：,结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间,概念：,7.3.2 合金铸造性能对铸件结构的要求,1
11、铸件壁厚的设计,原则1：合理设计铸件壁厚,最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。,如果所设计铸件的壁厚小于允许的 “最小壁厚”，铸件就易产生浇不足、冷隔等缺陷。 在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、 缩松、结晶组织粗大等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。,6/20/2018 12:04 AM,38,原则2:铸件壁后应均匀， 避免厚大截面缺陷分析：铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔,6/20/2018 12:04 AM,39,2 铸件
12、壁的连接,原则1： 铸件的结构圆角；避免铸件壁的锐角连接；厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；,缺陷分析： 锐角连接处易出现热结合应力，并会导致应力集中，从而产生裂纹、缩孔等缺陷。,6/20/2018 12:04 AM,40,原则2：减缓肋、辐收缩的阻碍缺陷分析：铸件各部分冷却速度不同而收缩不一致，形成较大的内应力。当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹。实例分析1：,6/20/2018 12:04 AM,41,实例分析2：改进后的交错接头或环状接头，其热节均较改进的小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。,6/20/2018 12:04 AM,42,原则3：避免出现过大的水平面,缺
13、陷分析：薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄壁件金属液散热冷却快，渣、气易滞留在顶面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣缺陷。,实例：,6/20/2018 12:04 AM,43,1 压铸件的结构设计,原则：应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便于抽芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。实例：,7.3.3 不同成型工艺对铸件结构的要求,6/20/2018 12:04 AM,44,原则： 孔、槽不易过小或过深，便于浸渍涂料和撒砂；尽量避免出现大平面。实例：,2 熔模铸件的结构设计,6/20/2018 12:04 AM,45,组合设计： 可将大铸件或形状复杂的铸件，设计成几个较小的铸件，经机加工后，再用焊接或螺纹连接方式将其组合成整体。实例1：,3 铸件的组合设计,实例2：,实例3：,6/20/2018 12:04 AM,46,思考题：为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结构。（孔的尺寸、形状不能变）,
