機械制造工藝教案第一章24節(jié)090415

1、1機械制造工藝基礎機械制造工藝基礎主講教師：周世權主講教師：周世權2 1.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝sand mold casting process of machine molding - -型砂和芯砂型砂和芯砂- -造型和制芯造型和制芯；下芯并合型下芯并合型；金屬液；金屬液澆澆入鑄型入鑄型中，中，冷卻凝固冷卻凝固，經，經落砂清理落砂清理和檢驗和檢驗- -鑄件鑄件的工藝過程。的工藝過程。一、型砂和芯砂一、型砂和芯砂原砂、粘結劑、水及其他附加物原砂、粘結劑、水及其他附加物( (如煤粉、重油、木如煤粉、重油、木屑等屑等) )按一定比例按一定比例混制而成混制而成。根據粘結劑的種類

2、不同，可分。根據粘結劑的種類不同，可分為為粘土砂粘土砂、水玻璃砂水玻璃砂、樹脂砂樹脂砂等。等。1 1粘土砂粘土砂以以粘土作粘結劑粘土作粘結劑的型的型( (芯芯) )砂砂稱為粘土砂。常用的粘土為稱為粘土砂。常用的粘土為膨潤膨潤土和高嶺土土和高嶺土。粘土砂應保持一定。粘土砂應保持一定的的水份水份。型砂中應添加一定數(shù)量。型砂中應添加一定數(shù)量的的煤粉或其他附加物煤粉或其他附加物。32 2水玻璃砂水玻璃砂用用水玻璃作粘結劑水玻璃作粘結劑的型的型( (芯芯) )砂稱為水玻璃砂。也稱為化砂稱為水玻璃砂。也稱為化學硬化砂。學硬化砂?；瘜W硬化砂與粘土砂相比具有型砂的化學硬化砂與粘土砂相比具有型砂的強度高強度高、

3、透氣性好透氣性好、流動性好流動性好，易于緊實易于緊實，鑄件缺陷少，內在質量高鑄件缺陷少，內在質量高。造型造型( (芯芯) )周期短周期短, ,耐火度高，適合于生產大型鑄鐵件及所有鑄鋼件耐火度高，適合于生產大型鑄鐵件及所有鑄鋼件。3 3樹脂砂樹脂砂以以合成樹脂作粘結劑合成樹脂作粘結劑的型的型( (芯芯) )砂稱為樹脂砂。砂稱為樹脂砂。酚醛樹脂、酚醛樹脂、尿醛樹脂和糠醇樹脂尿醛樹脂和糠醇樹脂三類。三類。對原砂的質量要求較高，價格較貴，樹脂硬化時會放出對原砂的質量要求較高，價格較貴，樹脂硬化時會放出有害氣體，對環(huán)境有污染，所以樹脂砂常用于制作有害氣體，對環(huán)境有污染，所以樹脂砂常用于制作形狀復雜形狀復

4、雜的、質量要求高的中、小鑄件的型芯及殼型的、質量要求高的中、小鑄件的型芯及殼型( (芯芯) )。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝4二、造型方法二、造型方法手工造型和機器造型兩大類。手工造型主要用于單件小手工造型和機器造型兩大類。手工造型主要用于單件小批生產，機器造型主要用于成批大量生產。批生產，機器造型主要用于成批大量生產。1.手工造型手工造型手工造型是工人通過手工造型是工人通過模樣、芯盒和砂箱模樣、芯盒和砂箱等工裝生產砂型等工裝生產砂型和砂芯的工藝過程。和砂芯的工藝過程。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝52.2.機器造型機器造型機器造型是用機器造型是用

5、造型機和模板造型機和模板等設備等設備生產砂型和砂芯的工藝過程。生產砂型和砂芯的工藝過程。震壓造型：震壓造型： 這種方法所用機器這種方法所用機器結構簡單，價格結構簡單，價格低廉低廉，但造型時，但造型時噪聲大，壓實比壓較低噪聲大，壓實比壓較低，為為0.150.15 0.4mpa,0.4mpa,型砂緊實度不夠高型砂緊實度不夠高, ,鑄鑄件質量和生產率不能滿足日益增長的要件質量和生產率不能滿足日益增長的要求。求。 微震壓實造型機：微震壓實造型機：即在對型砂即在對型砂壓實壓實的同時進行的同時進行微震微震，提高了鑄型的，提高了鑄型的緊實度緊實度。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝61.2

6、1.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝圖3-18造型生產線示意圖 機械化鑄造機械化鑄造車間車間，以，以造型機造型機為核心，配以其他機械，如為核心，配以其他機械，如翻翻箱機、合箱機、壓鐵機、落砂機箱機、合箱機、壓鐵機、落砂機等輔助設備和等輔助設備和砂處理及運砂處理及運輸系統(tǒng)輸系統(tǒng)組成的機械化、自動化程度較高的組成的機械化、自動化程度較高的鑄造生產流水線鑄造生產流水線。圖圖3-183-18所示為一條造型生產線示意圖，所示為一條造型生產線示意圖，上、下箱上、下箱造型機為造型機為兩臺微震壓實造型機，該生產線效率為兩臺微震壓實造型機，該生產線效率為130130150150型型/ /小時小時。71

7、.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝3 3機器造芯機器造芯熱芯盒射芯機制熱芯盒射芯機制芯采用芯采用射砂方式射砂方式填砂和緊砂填砂和緊砂。射。射砂緊實原理是將砂緊實原理是將芯砂懸浮在壓縮芯砂懸浮在壓縮空氣的氣流中，空氣的氣流中，以高速射人芯盒以高速射人芯盒中而緊實。如圖中而緊實。如圖3-193-19所示：所示：圖3-1981.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝3 3殼芯機制芯殼芯機制芯采用采用吹砂方式填砂和緊實吹砂方式填砂和緊實。殼芯機的工作過程如圖。殼芯機的工作過程如圖3-203-20所所示。其主要缺點是酚醛樹脂的價格昂貴，固化時間長，生示。其主要缺點是酚醛樹脂的價

8、格昂貴，固化時間長，生產效率較熱芯盒法低，制芯時有臭味產生。產效率較熱芯盒法低，制芯時有臭味產生。圖圖3-2091.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝三、鑄件澆注位置和分型面的選擇三、鑄件澆注位置和分型面的選擇鑄件的鑄件的澆注位置澆注位置是指是指澆注時鑄件在澆注時鑄件在鑄型內鑄型內所處的位置所處的位置，分型面分型面是指兩半鑄型是指兩半鑄型相互接相互接觸觸的表面。的表面。一般情況一般情況下，應先保證鑄件質下，應先保證鑄件質量選擇澆注位置，后量選擇澆注位置，后簡化造型工藝決定分簡化造型工藝決定分型面。型面。101 1澆注位置的選擇原則澆注位置的選擇原則 (1)(1)鑄件的鑄件的重要加

9、工面應處于型腔底面或側面重要加工面應處于型腔底面或側面。因為澆注時。因為澆注時氣體、夾雜物易漂浮在金屬液上面，下面金屬質量純凈，結氣體、夾雜物易漂浮在金屬液上面，下面金屬質量純凈，結構致密。圖構致密。圖3-213-21所示為床身導軌面朝下，圖所示為床身導軌面朝下，圖3-223-22所示為卷筒所示為卷筒內、外圓表面?zhèn)攘?。內、外圓表面?zhèn)攘?。圖圖3-21圖圖3-22圖圖3-231.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝11圖圖3-231.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝(2)(2)鑄件的鑄件的大平面應盡量朝下大平面應盡量朝下。由于在澆注過程中。由于在澆注過程中金屬液對型腔上

10、表面有強烈的金屬液對型腔上表面有強烈的熱輻射熱輻射，鑄型因急，鑄型因急劇熱膨脹和強度下降劇熱膨脹和強度下降易拱起開裂易拱起開裂，從而形成，從而形成夾砂夾砂缺陷缺陷。所以大平面應朝下，如圖。所以大平面應朝下，如圖3-233-23所示。所示。121.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝(3)(3)鑄件的鑄件的薄壁部分薄壁部分應放在鑄型的應放在鑄型的下部或側面下部或側面，以，以免產生免產生澆不到或冷隔缺陷澆不到或冷隔缺陷。 (4)(4)對于合金收縮大、對于合金收縮大、壁厚不均勻壁厚不均勻的鑄件，應使的鑄件，應使厚厚度大的部分朝上或置于分型面附近度大的部分朝上或置于分型面附近，以利于，以利

11、于安放冒安放冒口口對該處補縮，如圖對該處補縮，如圖3-223-22所示。所示。131.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝2 2分型面的選擇原則：分型面的選擇原則：（1 1）應便于起模，簡化造型工藝應便于起模，簡化造型工藝。 圖圖3-243-24所示起重臂采用平面分型，可以避免挖砂造型，所示起重臂采用平面分型，可以避免挖砂造型，提高生產率。提高生產率。圖圖3-253-25所示繩輪鑄件在大批量生產時加一個環(huán)狀型芯，所示繩輪鑄件在大批量生產時加一個環(huán)狀型芯，使三箱造型改為兩箱造型，簡化了操作，提高了生產率和使三箱造型改為兩箱造型，簡化了操作，提高了生產率和鑄件精度，利于采用機器造型。鑄

12、件精度，利于采用機器造型。圖圖3-24圖圖3-2514圖圖3-26(2)盡量使鑄件盡量使鑄件全部或大部分放在同一個砂箱內全部或大部分放在同一個砂箱內。圖圖3-26為一床身鑄件，其為一床身鑄件，其頂部平面為加工基準面頂部平面為加工基準面。圖中方案圖中方案a)因易因易錯型錯型而影響鑄件尺寸精度。而影響鑄件尺寸精度。采用方案采用方案b)使使加工面和基準面加工面和基準面在同一個砂箱內，即不會錯型在同一個砂箱內，即不會錯型也能夠保證鑄件精度，適用于批量生產。也能夠保證鑄件精度，適用于批量生產。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝151.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝(3

13、)(3)盡量減少型芯和活塊的數(shù)量。盡量減少型芯和活塊的數(shù)量。圖圖3-273-27所示支座有兩種工藝方案。所示支座有兩種工藝方案。方案方案a)a)采用分模造型采用分模造型，軸孔下芯方便，但底板上，軸孔下芯方便，但底板上四個凸臺四個凸臺必必須須采用活塊采用活塊，操作麻煩且容易，操作麻煩且容易產生錯型缺陷產生錯型缺陷。方案方案b)b)采用整模造型采用整模造型，鑄件的重要鑄件的重要工作面朝工作面朝下下，利于保證鑄件的，利于保證鑄件的尺寸精度和質量尺寸精度和質量。中。中間下一個間下一個型芯型芯，即可，即可成形成形軸孔軸孔，又，又避免了避免了取活塊取活塊。操作簡單，。操作簡單，適合于各種批量的生適合于各種

14、批量的生產。產。16四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定主要工藝參數(shù)分述如下主要工藝參數(shù)分述如下: :1 1鑄造收縮率鑄造收縮率由于合金的線收縮，由于合金的線收縮，鑄件鑄件冷卻后的冷卻后的尺寸尺寸將比將比型腔的尺型腔的尺寸小寸小，為了保證鑄件的應有尺寸，模樣和芯盒的制造尺寸，為了保證鑄件的應有尺寸，模樣和芯盒的制造尺寸應比應比鑄件鑄件放大一個該合金的放大一個該合金的線收縮率線收縮率。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝式中：式中：l l模模模樣尺寸；模樣尺寸；l l件件鑄件尺寸。鑄件尺寸。收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結構、尺寸收縮率的大小取決于鑄造合金的種類

15、及鑄件的結構、尺寸等因素。通常等因素。通?；诣T鐵為灰鑄鐵為0.7%0.7%1.0%1.0%，鑄造，鑄造碳鋼為碳鋼為1.3%1.3%2.2.0%0%，鋁硅合金為鋁硅合金為0.8%0.8%1.2%1.2%，錫青銅為錫青銅為1.2%1.2%1.4%1.4%。171.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定2 2加工余量加工余量加工余量是指在鑄件的加工面上留出的加工余量是指在鑄件的加工面上留出的準備切削除的金屬準備切削除的金屬層厚度層厚度。18圖圖3-283 3起模斜度起模斜度為了方便取模，在為了方便取模，在垂直于分型面的立壁上所增加的斜度垂直于分型

16、面的立壁上所增加的斜度稱稱起模斜度起模斜度( (見圖見圖3-28)3-28)，一般用，一般用角度角度 或寬度或寬度a a表示。表示。模樣越高，斜度取值越小，內壁斜度比外壁斜度大，手工模樣越高，斜度取值越小，內壁斜度比外壁斜度大，手工造型比機器造型的斜度大。造型比機器造型的斜度大。1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定191.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定4 4鑄造圓角鑄造圓角鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應設計成圓角，防止在尖角處產生沖砂鑄件上相鄰兩壁之間的交角，應設計成圓角，防

17、止在尖角處產生沖砂及裂紋等缺陷。圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的及裂紋等缺陷。圓角半徑一般約為相交兩壁平均厚度的1/31/31/21/2203-291.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝四、鑄造工藝參數(shù)的確定四、鑄造工藝參數(shù)的確定5 5型芯頭型芯頭( (tz158tz158, ,tz163tz163) ) 為了保證型芯在鑄型中的為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣，模樣和定位、固定和排氣，模樣和型芯都要設計出型芯頭。型芯都要設計出型芯頭。它們之間的尺寸和形狀要留有裝它們之間的尺寸和形狀要留有裝配用的芯頭間隙，如圖配用的芯頭間隙，如圖3-293-29所示。所示。21五、鑄造工藝

18、圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制1.21.2砂型機器造型鑄造工藝砂型機器造型鑄造工藝鑄造工藝圖是在零件圖上用規(guī)定的符號表示鑄造工藝內容的鑄造工藝圖是在零件圖上用規(guī)定的符號表示鑄造工藝內容的圖形圖形，是制造模樣和鑄型、進行生產準備和鑄件檢驗的依據，是制造模樣和鑄型、進行生產準備和鑄件檢驗的依據，是鑄造生產的基本工藝文件。是鑄造生產的基本工藝文件?，F(xiàn)以前輪轂（見圖現(xiàn)以前輪轂（見圖3-303-30）為例，說明繪制鑄造工藝圖的步驟：）為例，說明繪制鑄造工藝圖的步驟：22圖圖3-30五、鑄造工藝圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制23五、鑄造工藝圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制1.1.分析鑄件質量要求和結構工藝性分析鑄

19、件質量要求和結構工藝性前輪轂裝于拖拉機前輪中央，和前輪一起做旋轉運動并前輪轂裝于拖拉機前輪中央，和前輪一起做旋轉運動并支撐拖拉機。支撐拖拉機。兩內孔兩內孔( ( 9090和和 100)100)裝有軸承，是裝有軸承，是加工要求最加工要求最高高的表面，不允許有任何鑄造缺陷。的表面，不允許有任何鑄造缺陷。前輪轂結構為前輪轂結構為帶法蘭盤的圓套類零件帶法蘭盤的圓套類零件。鑄件主要壁厚為。鑄件主要壁厚為14mm14mm，法蘭盤厚度，法蘭盤厚度19mm19mm。法蘭盤和輪轂本體相交處形成。法蘭盤和輪轂本體相交處形成厚實厚實的熱節(jié)區(qū)的熱節(jié)區(qū)。法蘭盤上五個。法蘭盤上五個 35mm35mm、厚度為、厚度為34m

20、m34mm的凸臺，也是的凸臺，也是最厚實的部分。最厚實的部分。2.2.選擇造型方法選擇造型方法鑄件重鑄件重136n136n，材料為球墨鑄鐵，材料為球墨鑄鐵qt400-15qt400-15，大批量生產，大批量生產，故選擇故選擇機器造型機器造型( (芯芯) )。若生產量很少可用手工造型。若生產量很少可用手工造型( (芯芯) )243選擇澆注位置和分型面選擇澆注位置和分型面澆注位置有澆注位置有兩種方案兩種方案：一是：一是輪轂輪轂(軸線軸線)呈垂直位置呈垂直位置，兩軸承孔表面處于直立狀態(tài)，利于兩軸承孔表面處于直立狀態(tài)，利于金屬液體充型和補縮金屬液體充型和補縮，使鑄件質量穩(wěn)定使鑄件質量穩(wěn)定。二是。二是輪

21、轂呈水平位置輪轂呈水平位置，雖，雖方便造型和下方便造型和下芯芯，但兩軸承孔的，但兩軸承孔的上表面上表面易產生易產生氣孔、渣孔、縮孔等缺陷氣孔、渣孔、縮孔等缺陷。故此方案不合理，故此方案不合理，應選擇方案一應選擇方案一，并使法蘭盤朝上。，并使法蘭盤朝上。分型面選在法蘭盤的上平面處分型面選在法蘭盤的上平面處，使鑄件，使鑄件大部分位于下大部分位于下箱箱，便于，便于保證鑄件的尺寸精度保證鑄件的尺寸精度，合型前便于檢查壁厚是否，合型前便于檢查壁厚是否均勻、型芯是否穩(wěn)固，同時使?jié)沧⑽恢门c造型位置一致。均勻、型芯是否穩(wěn)固，同時使?jié)沧⑽恢门c造型位置一致。五、鑄造工藝圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制25五、鑄造工藝

22、圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制4.4.確定工藝參數(shù)確定工藝參數(shù)根據鑄件的質量要求和生產條件，參照有關手冊確定根據鑄件的質量要求和生產條件，參照有關手冊確定 (1)(1)加工余量加工余量鑄件底面為鑄件底面為3m3m，頂面和側面為，頂面和側面為4m4m。 (2)(2)起模斜度起模斜度鑄件外壁斜度鑄件外壁斜度 3030 ，內壁斜度，內壁斜度 3030 。 (3)(3)不鑄出孔不鑄出孔法蘭盤上法蘭盤上5 5個個 1818小孔與其余小孔與其余小螺紋孔小螺紋孔不鑄。不鑄。 (4)(4)鑄造收縮率鑄造收縮率取取1 1。5.5.設計型芯設計型芯鑄件內腔只需一個鑄件內腔只需一個直立型芯直立型芯，為保證型芯穩(wěn)固、定

23、位準，為保證型芯穩(wěn)固、定位準確，型芯上下均做出確，型芯上下均做出芯頭芯頭。6.6.設計澆、冒口系統(tǒng)設計澆、冒口系統(tǒng)對于球鐵件，可以采用對于球鐵件，可以采用壓邊冒口壓邊冒口，以避免出現(xiàn)縮孔及縮，以避免出現(xiàn)縮孔及縮松缺陷。壓邊冒口放置于松缺陷。壓邊冒口放置于輪轂上部厚實處輪轂上部厚實處，壓邊寬度，壓邊寬度4m4m。鐵。鐵水由橫澆道經過冒口進入型腔水由橫澆道經過冒口進入型腔267 7繪制鑄造工藝圖繪制鑄造工藝圖五、鑄造工藝圖的繪制五、鑄造工藝圖的繪制277 7鑄造工藝實例鑄造工藝實例281.1. 型砂和芯砂型砂和芯砂：原砂，粘結劑和水分；粘土砂，水玻璃砂：原砂，粘結劑和水分；粘土砂，水玻璃砂和樹脂砂

24、。和樹脂砂。2.2. 造型方法造型方法：手工造型：整模，分模，活塊，假箱，三箱：手工造型：整模，分模，活塊，假箱，三箱等；單件小批量生產。機器造型：兩箱整模和分模，型等；單件小批量生產。機器造型：兩箱整模和分模，型板（有模型，澆注系統(tǒng)），大批大量生產。板（有模型，澆注系統(tǒng)），大批大量生產。3.3. 鑄件澆注位置鑄件澆注位置：重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚重要加工面？大平面？薄壁部分？壁厚不均勻？不均勻？分型面的選擇：分型面的選擇：應便于起模，簡化造型工藝。應便于起模，簡化造型工藝。全部或大部分放在同一個砂箱內。盡量減少型芯和活塊全部或大部分放在同一個砂箱內。盡量減少型芯和活塊的數(shù)量。的數(shù)量

25、。4.4. 鑄造工藝參數(shù)鑄造工藝參數(shù)：收縮率，加工余量，起模斜度，圓角，收縮率，加工余量，起模斜度，圓角，芯頭芯頭。5.5. 鑄造工藝圖的繪：鑄造工藝圖的繪：質量要求和結構工藝性，選擇造型方質量要求和結構工藝性，選擇造型方法，澆注位置和分型面，確定工藝參數(shù)，設計型芯，設法，澆注位置和分型面，確定工藝參數(shù)，設計型芯，設計澆、冒口系統(tǒng)，計澆、冒口系統(tǒng)，繪制鑄造工藝圖繪制鑄造工藝圖。本節(jié)課程小結本節(jié)課程小結29復習思考題復習思考題1.1.機器造型與手工造型相比具有哪些優(yōu)點機器造型與手工造型相比具有哪些優(yōu)點? ?具體有哪些方法具體有哪些方法? ?簡述震壓造型機的工作過程。簡述震壓造型機的工作過程。2.

26、2.確定下圖所示鑄件的鑄造工藝方案，要求如下確定下圖所示鑄件的鑄造工藝方案，要求如下: :按大批量生產條件分析最佳方案；按大批量生產條件分析最佳方案；按所選方案確定澆注位置、分型面、分模面按所選方案確定澆注位置、分型面、分模面(軸承座零件圖軸承座零件圖)30(雙聯(lián)齒輪零件圖雙聯(lián)齒輪零件圖)313 3試確定下圖所示鑄件的分型面試確定下圖所示鑄件的分型面321.3特種鑄造特種鑄造 special casting一、熔模鑄造一、熔模鑄造熔模鑄造熔模鑄造是用是用易熔材料易熔材料( (如石蠟如石蠟) )制成精確的制成精確的模樣模樣, ,在在其其表面涂敷耐火涂料制成殼型表面涂敷耐火涂料制成殼型，熔去模樣熔

27、去模樣, ,經過經過焙燒焙燒后即可后即可澆注液態(tài)金屬澆注液態(tài)金屬獲得鑄件的鑄造方法獲得鑄件的鑄造方法, ,又叫又叫消失消失模鑄造或精密鑄造模鑄造或精密鑄造。1.1.熔模鑄造的工藝過程熔模鑄造的工藝過程壓型壓型用來壓制蠟模的用來壓制蠟模的金屬金屬模型模型制作蠟模制作蠟模將將5050石蠟和石蠟和5050硬脂酸熔制的硬脂酸熔制的蠟料壓入壓型蠟料壓入壓型中，冷卻中，冷卻凝固后凝固后，開型取出，開型取出蠟蠟件件，修光分型面毛刺修光分型面毛刺，得到，得到蠟蠟模模。33一、熔模鑄造一、熔模鑄造 制作蠟模組制作蠟模組將單個蠟模粘結在蠟制的澆注系統(tǒng)上，成將單個蠟模粘結在蠟制的澆注系統(tǒng)上，成為蠟模組。為蠟模組。涂

28、掛涂料涂掛涂料用石英粉與水玻璃或鋼玉粉硅酸乙酯水解液用石英粉與水玻璃或鋼玉粉硅酸乙酯水解液制成涂料，將蠟模組浸泡在耐火涂料中，使其涂掛均勻。制成涂料，將蠟模組浸泡在耐火涂料中，使其涂掛均勻。撒砂撒砂將涂掛好涂料的蠟模組表面撒一層石英砂。將涂掛好涂料的蠟模組表面撒一層石英砂。硬化硬化用氯化銨溶液制成硬化液，將撒好砂的蠟模組放用氯化銨溶液制成硬化液，將撒好砂的蠟模組放入硬化液中硬化入硬化液中硬化10-10-幾幾1010秒鐘。秒鐘。重復涂掛涂料重復涂掛涂料撒砂撒砂硬化數(shù)次，便在蠟模表面結成硬化數(shù)次，便在蠟模表面結成所需厚度的硬殼；所需厚度的硬殼；脫蠟脫蠟將結好殼的蠟模組放人將結好殼的蠟模組放人85-

29、9585-95的熱水或蒸氣中，的熱水或蒸氣中，熔去蠟模組，便得到無分型面的型殼。熔去蠟模組，便得到無分型面的型殼。型殼烘干焙燒型殼烘干焙燒將脫蠟后的型殼先經過將脫蠟后的型殼先經過200200左右的烘左右的烘干，再加熱到干，再加熱到850850左右焙燒，以便除去水分，殘余蠟料，提左右焙燒，以便除去水分，殘余蠟料，提高型殼強度。高型殼強度。34圖圖1-33填砂澆注填砂澆注將焙燒后的型殼置人砂箱中，四周填砂，將焙燒后的型殼置人砂箱中，四周填砂，即可進行澆注，待金屬冷凝后，敲掉型殼，便獲得帶澆鑄即可進行澆注，待金屬冷凝后，敲掉型殼，便獲得帶澆鑄系統(tǒng)的一組鑄件。如圖系統(tǒng)的一組鑄件。如圖1-33所示所示一

30、、熔模鑄造一、熔模鑄造35一、熔模鑄造一、熔模鑄造2 2熔模鑄造的特點和適用范圍熔模鑄造的特點和適用范圍熔模鑄造的優(yōu)點熔模鑄造的優(yōu)點: :(1)(1)鑄件尺寸精度高鑄件尺寸精度高( (可達可達ct4ct4 ct7)ct7)，表面粗糙度低表面粗糙度低(ra1.6(ra1.6 6.3um)6.3um)，可實現(xiàn)少、無切削加工。，可實現(xiàn)少、無切削加工。(2)(2)適合于各種合金的鑄造，特別是適合于各種合金的鑄造，特別是高熔點和難以切削加工高熔點和難以切削加工的合金的合金。如高合金鋼、耐熱合金等。如高合金鋼、耐熱合金等。(3)(3)可鑄出可鑄出形狀復雜的薄壁鑄件形狀復雜的薄壁鑄件，如鑄件上的凹槽（，如鑄

31、件上的凹槽（3mm3mm寬）、小孔（寬）、小孔（2.5mm2.5mm）均可直接鑄出。）均可直接鑄出。熔模鑄造的缺點：熔模鑄造的缺點：工序繁多，生產周期長，鑄件成本高工序繁多，生產周期長，鑄件成本高，適用于大量生產的適用于大量生產的25kg25kg以下的高熔點、難以切削加工的合以下的高熔點、難以切削加工的合金鑄件。金鑄件。應用：應用：在航空、船舶、汽車、拖拉機、汽輪機、儀表、工在航空、船舶、汽車、拖拉機、汽輪機、儀表、工模具和機床模具和機床等制造行業(yè)中得到了廣泛的應用。等制造行業(yè)中得到了廣泛的應用。36二、金屬型鑄造二、金屬型鑄造金屬型金屬型鑄造鑄造- -金屬鑄型的鑄造方法金屬鑄型的鑄造方法。由

32、于金屬型可。由于金屬型可以反復使用，所以又稱為以反復使用，所以又稱為永久型鑄造永久型鑄造。1 1金屬型的構造及鑄造工藝金屬型的構造及鑄造工藝金屬型的材料一般采用金屬型的材料一般采用鑄鐵鑄鐵。型芯可用。型芯可用金屬金屬型芯或砂芯型芯或砂芯，有色金屬鑄件常用金屬型芯。，有色金屬鑄件常用金屬型芯。金屬型的結構可分為金屬型的結構可分為整體式整體式、垂直分型式垂直分型式、水平分型式水平分型式和和復合分型式復合分型式等。圖等。圖1-341-34為為鋁活塞鋁活塞的的金屬型。金屬型。圖圖1-34372 2金屬型鑄造的金屬型鑄造的特點及應用特點及應用范圍范圍金屬型鑄造的優(yōu)點：金屬型鑄造的優(yōu)點：(1)(1)鑄型可

33、連續(xù)重復使用，鑄型可連續(xù)重復使用，提高了生產率提高了生產率，節(jié)約了，節(jié)約了工時、成本和造型材料的消耗。工時、成本和造型材料的消耗。(2)(2)金屬型尺寸穩(wěn)定，表面光潔，提高了鑄件的金屬型尺寸穩(wěn)定，表面光潔，提高了鑄件的尺尺寸精度寸精度(ct6(ct6ct9)ct9)和和表面質量表面質量(ra6.3(ra6.312.5um)12.5um)，切削加工余量減少。切削加工余量減少。(3)(3)鑄件冷卻速度快，結晶鑄件冷卻速度快，結晶組織致密組織致密，提高了鑄件，提高了鑄件的的力學性能力學性能。(4)(4)金屬型鑄造過程沒有混砂、造型工序，金屬型鑄造過程沒有混砂、造型工序，勞動條勞動條件好件好。二、金屬

34、型鑄造二、金屬型鑄造38金屬型鑄造的缺點金屬型鑄造的缺點金屬型的金屬型的成本高、制作周期長成本高、制作周期長，不適宜單件小批生產，也，不適宜單件小批生產，也不能生產大型鑄件。不能生產大型鑄件。金屬型金屬型導熱快導熱快，不適宜鑄造形狀復雜的薄壁鑄件，鑄鐵件，不適宜鑄造形狀復雜的薄壁鑄件，鑄鐵件容易產生白口組織。容易產生白口組織。應用：主要適用于像應用：主要適用于像活塞、氣缸蓋、油泵活塞、氣缸蓋、油泵殼體等形狀不太復雜殼體等形狀不太復雜的鋁合金中、小鑄件的鋁合金中、小鑄件的大批量生產。的大批量生產。39三、壓力鑄造三、壓力鑄造壓力鑄造壓力鑄造- -高壓充型高壓充型，并在，并在壓力下結晶壓力下結晶而

35、獲得鑄件而獲得鑄件的方法。壓力鑄造工藝過程的方法。壓力鑄造工藝過程: :臥式壓鑄機壓鑄臥式壓鑄機壓鑄圖圖1-3540壓型是用壓型是用合金工具鋼合金工具鋼來制造，并要進行嚴格的來制造，并要進行嚴格的熱處熱處理理。壓型工作時應保持。壓型工作時應保持120120280280度度的工作溫度，并的工作溫度，并定期定期噴刷涂料噴刷涂料。三、壓力鑄造三、壓力鑄造41壓力鑄造的優(yōu)點：壓力鑄造的優(yōu)點：(1)(1)生產率高生產率高，生產過程易于機械化和自動化。，生產過程易于機械化和自動化。(2)(2)鑄件質量高鑄件質量高，鑄件精度達，鑄件精度達ct4ct4ct8ct8，表面粗糙，表面粗糙度度ra0.8ra0.83

36、.2um3.2um，一般壓鑄件可不經過機械加工而，一般壓鑄件可不經過機械加工而直接使用。直接使用。(3)(3)鑄件力學性能好鑄件力學性能好。表。表面面晶粒細小而致密晶粒細小而致密，其，其抗拉強度比砂型鑄造提抗拉強度比砂型鑄造提高高2525 3030。便于采用便于采用鑲嵌法鑄造鑲嵌法鑄造，實現(xiàn)一件多材質，改實現(xiàn)一件多材質，改善鑄件某些部位的性能。善鑄件某些部位的性能。壓力鑄造的特點及應用范圍壓力鑄造的特點及應用范圍42壓力鑄造的特點及應用范圍壓力鑄造的特點及應用范圍壓力鑄造的壓力鑄造的缺點缺點：表皮下方出現(xiàn)皮下表皮下方出現(xiàn)皮下氣孔氣孔。鑄件含氣量大，。鑄件含氣量大，所以不能加工，熱處理所以不能加

37、工，熱處理或在高溫下使用。或在高溫下使用。壓力鑄造應用：主壓力鑄造應用：主要用于要用于汽車、拖拉機、汽車、拖拉機、儀器儀表、醫(yī)療器械等儀器儀表、醫(yī)療器械等行業(yè)中行業(yè)中。常用于生產。常用于生產1010kgkg以下的低熔點合金鑄以下的低熔點合金鑄件件. .43四、低壓鑄造四、低壓鑄造低壓鑄造是在低壓鑄造是在2020 70kpa70kpa的壓力下的壓力下，將金屬液注，將金屬液注入型腔，并在入型腔，并在壓力下凝壓力下凝固固的鑄造方法。的鑄造方法。1 1低壓鑄造工藝過程低壓鑄造工藝過程圖圖1-3644四、低壓鑄造四、低壓鑄造2 2低壓鑄造的特點及應用范圍低壓鑄造的特點及應用范圍低壓鑄造的主要優(yōu)點是：低壓

38、鑄造的主要優(yōu)點是：1)1)澆注時澆注時壓力和速度便于調節(jié)壓力和速度便于調節(jié)，充型平穩(wěn)氣體較，充型平穩(wěn)氣體較易排除。易排除。2)2)便于便于實現(xiàn)順序凝固實現(xiàn)順序凝固，以防止縮孔和縮松，以防止縮孔和縮松. .3)3)鑄件的鑄件的表面質量高于金屬型表面質量高于金屬型，可生產出壁厚為，可生產出壁厚為1 15 5 2mm2mm薄壁鑄件薄壁鑄件。4)4)由于不用冒口，金屬的由于不用冒口，金屬的利用率可提高到利用率可提高到9090 9898。低壓鑄造應用：用于生產低壓鑄造應用：用于生產氣缸體氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣缸蓋、活塞、曲軸箱、殼體曲軸箱、殼體等高質量鋁合金、鎂合金鑄件；船用等高質量鋁合金、鎂合金鑄件

39、；船用螺旋槳、內燃機球鐵曲軸等。螺旋槳、內燃機球鐵曲軸等。此外，還有此外，還有離心鑄造離心鑄造、消失模鑄造消失模鑄造、擠壓鑄造擠壓鑄造等等45復習思考題復習思考題1 1金屬型鑄造為什么要嚴格控制金屬型鑄造為什么要嚴格控制開型時間開型時間? ?在鑄在鑄件結構設計方面有何要求件結構設計方面有何要求? ? 2.2.試比較壓力鑄造、低壓鑄造方法的試比較壓力鑄造、低壓鑄造方法的異同點及應異同點及應用范圍用范圍。本講小結：本講小結：主要內容：主要內容：鑄造工藝基礎，砂型鑄造，砂型鑄造工藝基礎，砂型鑄造，砂型鑄造工藝，特種鑄造。鑄造工藝，特種鑄造。重點內容：重點內容：流動性、縮孔與縮松的形成與防流動性、縮孔

40、與縮松的形成與防止、熱應力與變形的形成與防止、順序凝固與同止、熱應力與變形的形成與防止、順序凝固與同時凝固，澆注位置與分型面選擇，金屬型鑄造、時凝固，澆注位置與分型面選擇，金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造方法的特點與應用壓力鑄造、低壓鑄造方法的特點與應用461.4 鑄件結構設計鑄件結構設計 design of casting structure鑄件結構設計。鑄件結構設計。一、鑄造工藝對鑄件結一、鑄造工藝對鑄件結構的要求構的要求1.1.鑄件的外形應便于取鑄件的外形應便于取出模型出模型（1 1）避免外部側凹）避免外部側凹鑄鑄件有側凹，必將增加分件有側凹，必將增加分型面的數(shù)量，使鑄件型面的數(shù)量，使鑄件

41、容易產生錯型，影響鑄容易產生錯型，影響鑄件的外形和尺寸精度。件的外形和尺寸精度。圖圖1-4147圖圖1-42（2）分型面盡量平直分型面盡量平直-可避免操作費時的挖砂造型，在機器可避免操作費時的挖砂造型，在機器造型時，分型面平直可方便模板的制造。造型時，分型面平直可方便模板的制造。1.1.鑄件的外形應便于取出模型鑄件的外形應便于取出模型48（3）凸臺、肋板凸臺、肋板的設計的設計-設計鑄件側壁上的凸臺、肋板時，設計鑄件側壁上的凸臺、肋板時，要考慮到要考慮到起模方便，盡量避免使用活塊和型芯起模方便，盡量避免使用活塊和型芯。圖圖1-43圖圖1-441.1.鑄件的外形應便于取出模型鑄件的外形應便于取出模

42、型492 2合理設計鑄件的內腔合理設計鑄件的內腔（1 1）盡量避免或減少型芯，不用或少用型芯。盡量避免或減少型芯，不用或少用型芯?？珊喛珊喕a工藝過程，提高鑄件的尺寸精度和品質?；a工藝過程，提高鑄件的尺寸精度和品質。圖圖1-45圖圖1-4650圖圖1-47軸承支架結構的改進軸承支架結構的改進2 2合理設計鑄件的內腔合理設計鑄件的內腔（2 2） 型芯要便于固定、排氣和清理型芯要便于固定、排氣和清理51圖圖1-48 1-48 高爐風口鑄件內腔結構的改進高爐風口鑄件內腔結構的改進（2 2） 型芯要便于固定、排氣和清理型芯要便于固定、排氣和清理523 3鑄件要有結構斜度鑄件要有結構斜度鑄件上鑄件

43、上垂直于分型面的不加工表面垂直于分型面的不加工表面，應設計出結構，應設計出結構斜度。斜度。鑄件的鑄件的結構斜度與起模斜度不容混淆結構斜度與起模斜度不容混淆。結構斜。結構斜度是在零件的非加工面上設置的，直接標注在零件度是在零件的非加工面上設置的，直接標注在零件圖上，且斜度值較大。起模斜度是在零件的加工面圖上，且斜度值較大。起模斜度是在零件的加工面上放出的，在繪制鑄造工藝圖或模樣圖時使用。上放出的，在繪制鑄造工藝圖或模樣圖時使用。53鑄鑄造造方方法法鑄件尺寸鑄件尺寸/mm合合 金金 種種 類類鑄鋼鑄鋼灰鑄灰鑄鐵鐵球墨鑄球墨鑄鐵鐵可鍛鑄可鍛鑄鐵鐵鋁合金鋁合金銅合金銅合金砂砂型型鑄鑄造造2002008

44、56653352002005005001012610128468500500152015201520101261012二、合金鑄造性能對鑄件結構的要求二、合金鑄造性能對鑄件結構的要求1 1合理設計鑄件壁厚合理設計鑄件壁厚不同的合金、不同的鑄造條件，對合金的流動性影響很不同的合金、不同的鑄造條件，對合金的流動性影響很大。為了獲得完整、光滑的合格鑄件，大。為了獲得完整、光滑的合格鑄件，鑄件壁厚設計應大于鑄件壁厚設計應大于該合金在一定鑄造條件下所能得到的該合金在一定鑄造條件下所能得到的“最小壁厚最小壁厚”。表。表1-21-2列舉了在砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚。列舉了在砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚。

45、表表1-2 1-2 砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚54圖圖1-50圖圖1-491-49為了保證鑄件的承載能力，對強度和剛度要求較高的鑄件，為了保證鑄件的承載能力，對強度和剛度要求較高的鑄件，應根據載荷的性質和大小，選擇應根據載荷的性質和大小，選擇合理的截面形狀合理的截面形狀，如圖，如圖1-49所示。必要時可在薄弱部位設置所示。必要時可在薄弱部位設置加強肋板加強肋板，從而避免厚，從而避免厚大截面，如圖大截面，如圖1-50所示。所示。1 1合理設計鑄件壁厚合理設計鑄件壁厚552.2.鑄件壁厚應盡可能均勻鑄件壁厚應盡可能均勻鑄件各部分壁厚若相差過大，鑄件各部分壁厚若相差過大

46、，厚壁處易產生縮孔、厚壁處易產生縮孔、縮松等缺陷縮松等缺陷。同時各部分冷卻速度不同，易形成熱。同時各部分冷卻速度不同，易形成熱應力，使鑄件薄弱部位產生變形和裂紋。此外，為應力，使鑄件薄弱部位產生變形和裂紋。此外，為了有利于鑄件各部分冷卻速度一致，內壁厚度要比了有利于鑄件各部分冷卻速度一致，內壁厚度要比外壁厚度小一些，肋板厚度比鑄件壁厚要小一些外壁厚度小一些，肋板厚度比鑄件壁厚要小一些. .圖圖1-5056圖圖1-5157圖圖1-523 3鑄件壁的連接方式要合理鑄件壁的連接方式要合理（1 1）鑄件壁之間的連接應有）鑄件壁之間的連接應有結構圓角結構圓角。如無圓角，。如無圓角，直角處熱節(jié)大，易產生縮

47、孔縮松，如圖直角處熱節(jié)大，易產生縮孔縮松，如圖1-521-52所示；所示；在內角處易產生應力集中，裂紋傾向增大；直角內在內角處易產生應力集中，裂紋傾向增大；直角內角部分的砂型為尖角，澆注時容易沖垮而形成砂眼。角部分的砂型為尖角，澆注時容易沖垮而形成砂眼。58(2)(2)鑄件壁要避免交叉和銳角連接鑄件壁要避免交叉和銳角連接鑄件壁連接時應采用圖鑄件壁連接時應采用圖1 1-53-53的形式。當鑄件兩壁的形式。當鑄件兩壁交叉時，中、小鑄件采交叉時，中、小鑄件采用用交錯接頭交錯接頭，大型鑄件，大型鑄件采用采用環(huán)形接頭環(huán)形接頭，如圖，如圖1-51-53a3a所示。當兩壁必須銳所示。當兩壁必須銳角連接時，要

48、采用圖角連接時，要采用圖1-51-53b3b、c c所示正確的所示正確的過渡方過渡方式式。其主要目的都是盡。其主要目的都是盡可能可能減少鑄件的熱節(jié)減少鑄件的熱節(jié)。圖圖1-53591-54鑄件壁厚不同的部分進行連接時，應力求鑄件壁厚不同的部分進行連接時，應力求平緩過渡平緩過渡，避免截，避免截面突變，面突變，減少應力集中，防止產生裂紋減少應力集中，防止產生裂紋。當壁厚差別較小時，。當壁厚差別較小時，可用上述的圓角過渡。當壁厚之比差別在兩倍以上時，應采可用上述的圓角過渡。當壁厚之比差別在兩倍以上時，應采用楔形過渡，如圖用楔形過渡，如圖1-54所示。所示。(3)(3)厚壁與薄壁連接厚壁與薄壁連接604 4避免鑄件收縮阻礙避免鑄件收縮阻礙在設計鑄件時，應盡量使其能在設計鑄件時，應盡量使其能自由收縮自由收縮。特別是在。特別是在產生內應力疊加時，應采取措施避免局部收縮阻力產生內應力疊加時，應采取措施避免局部收縮阻力過大。圖過大。圖1-551-55為輪