1、铸造,引言：,1、铸造的概念,将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。(铸造),2、铸造的方法,3、铸造的特点,砂型铸造、特种铸造,(2)生产成本低，较为经济,(1)成型方便，适应性强,(3)铸件组织性能差,利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料的铸件.,节省金属,材料来源广泛，设备简单。,铸件晶粒粗大，力学性能差.,铸造,第1节 砂型铸造,砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。,一、砂型铸造的工艺过程,工 艺 准 备,造 型,落 砂,合 箱,浇 注,造 芯,清 理,检
2、验,熔炼金属,配砂、制模,铸造,二、造型材料,制造铸型用的材料称为造型材料，砂型铸造使用主要是型砂和芯砂，它们是由砂、粘结剂和附加物组成。,造型材料应具备以下性能：,4、透气性,1、可塑性,3、耐火性,2、足够的强度,5、退让性,型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。,型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。,型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。,型砂和芯砂紧实后要易于通气。,型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。,第1节 砂型铸造,三、模样与芯盒,1、模样与芯盒是制造铸型和型芯的工具。,2、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部形状；型芯形成铸件的内腔形状。芯盒是制造型芯的工具。,3、砂型铸造
3、多用木材制造模样和芯盒。,4、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。,第1节 砂型铸造,模样和芯盒,四、造型方法,按造型操作方法的不同，可分为：,1、手工造型,2、机器造型,填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。,填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用于批量生产。,主要方法有：,主要方法有：,整模造型,挖砂造型,三箱造型,活块造型,刮板造型,假箱造型,振压紧实、抛砂紧实,分模造型,第1节 砂型铸造,刮板,分模,整模,挖砂,假箱,三箱,活块,五、铸造工艺设计,铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、
4、保温衬板）等的图样。图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置。,1. 铸造方案的确定,（1）浇注位置的选择 浇注位置的选择应考虑以下原则： a）体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则，将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部，以便设置冒口进行补缩。,b) 铸件的重要加工面应朝下或位于侧面,c）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。,箱盖浇注时的位置,d）具有大平面的铸件，应将铸件的大平面朝下。,平板浇注时的位置,e）尽量减少型芯的数目，最好
5、使型芯位于下型以便下芯和检查，同时应保证型芯在铸型中安放牢靠、排气通畅。,（2）分型面的选择 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则： a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工艺。,a) b),分型面应选在最大截面处,b）尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。,a) 不合理 b) 合理,分型面的位置应能减少错型、飞翅,c）应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中，可避免错型。,a) 不合理 b) 合理,螺栓塞头的分型面,d）若铸件的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时，
6、则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧。 e）尽量减少分型面的数目，最好只有一个分型面。见图。,a) 不合理 b) 合理,分型面数目的确定,f）铸件的非加工表面上，尽量避免有披缝。,a) 不正确 b) 正确,分型面的位置应能避免披缝,六、造芯及合箱,1、造型芯,2、合箱,型芯的作用一是形成铸件的内腔，二是简化模型的外形，以制出铸件上的台和槽等。,型芯采用比型砂更好的造型材料。,造芯方法也有手工造芯和机器造芯两种。,铸型的装配工序简称合箱。合箱前，在铸型中放好型芯、扣上上箱、放置浇口杯。合箱后，两箱要卡紧，防止错箱和抬箱。,第1节 砂型铸造,七、铸铁的熔炼及浇注,1、铸铁的熔炼设备有冲
7、天炉和感应炉等。其原料有金属料、燃料和熔剂。,2、浇注系统：引导金属液进入铸型型的通道。它包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四个部分组成。,第1节 砂型铸造,八、落砂、清理和检验,1、落砂：,出箱的温度一般不高于500度，以免铸件产生内应力或开裂。,清砂是清除型砂和芯砂的过程，有水力清砂和水爆清砂两种方法。,2、清理：,去除表面粘砂的方法有滚筒清理、喷射清理和抛丸清理等方法。,3、检验：,主要包括外观检验、内部检验、化学性能和金相检验等。,将浇注成形后的铸件从型砂和砂箱中分离出来的工序，它分为 出箱和清砂两个过程。有手工落砂和机械落砂两种方法。,去除浇口、冒口、飞边、毛刺以及表面粘砂的工序。,
8、其任务是确定合格的铸件，去除有缺陷的铸件。,第1节 砂型铸造,第2节 特种铸造,1、概念：,3、常用的特种铸造方法：,2、特种铸造的特点：,引言：,铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好等。,特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。,金属型铸造,压力铸造,熔模铸造,离心铸造,第2节 特种铸造,一、金属型铸造,将液态金属注入用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。,1、工艺特点：,一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。,2、工艺过程：,金属型铸造,第2节 特种铸造,二、熔模铸造,将蜡料制成模样，在上面涂以若干层耐火涂料制成型壳，然后加热
9、型壳，使模样熔化、流出，并焙烧成有一定强度的型壳，再经浇注，去壳而得到铸件的一种铸造方法。,1、工艺特点：,以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是少无切削加工的方法之一。其设备简单，生产批量不受限制，主要用于大批、大量生产。其缺点是工艺过程复杂，生产周期长。,2、工艺过程：,熔模铸造,第2节 特种铸造,三、压力铸造,将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压力下凝固，以得到铸件的一种铸造方法。,1、工艺特点：,高速高压。,2、工艺过程：,压力铸造,多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。,第2节 特种铸造,四、离心铸造,将熔融的金属浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力的
10、作用下凝固成形，以得到铸件的一种铸造方法。,1、工艺特点：,组织紧密，铸件质量好。,2、工艺过程：,离心铸造,用于生产空心铸件。,第2节 特种铸造,几种铸造方法的比较,作业题,1、机床手轮在单件和批量生产时应分别使用何种铸造方法？,2、指出以下零件在批量生产时应使用何种铸造方法？ 大污水铸铁管、汽轮机叶片、机床床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮,整模造型,刮板造型,假箱造型,挖砂造型,三箱造型,活块造型,砂型铸造,金属型铸造,熔模铸造,压力铸造,离心铸造,分模造型,作业题,1、机床手轮在单件和批量生产时应分别使用何种铸造方法？ 2、指出以下零件在批量生产时应使用何种铸造方法？ 大污水铸铁管、汽轮机
11、叶片、机床床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮,整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的铸件。,分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。,刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、中型铸件的单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等。,挖砂造型的模样是整体的，但铸件分型面为曲面。为便于起模，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、其造型费工、生产率低，工人技术水平要
12、求高。用于分型面不是平面的单件、小批生产铸件。,假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单，且分型面整齐。适用于成批生产中需要挖砂的铸件。,三箱造型,三箱造型的铸型由上、中、下三型构成。铸件形状为两端大、中间截面小（如带轮、车床四方刀架等）。三箱造型操作费工。主要适用于具有两个分型面的单件、小批生产的铸件。,活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸台，肋条等这些部分作成活动的（即活块）。起模时，先起出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费时，工人技术水平要求高。主要用于单件、小批生产带有突出部分、难以起模的铸件。,思 考,1、机床手轮在单件和批量生产时应分别使用何种铸造方法？,2、指出以下零件在批量生产时应使用何种铸造方法？ 大污水铸铁管、汽轮机叶片、机床床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮,
