第二章鑄造成形

1、第二章第二章 鑄造成形鑄造成形 2.1 鑄造工藝基礎(chǔ) 2.1.1 液態(tài)合金的充型 2.1.2 鑄件的凝固收縮 2.1.3 鑄造內(nèi)應(yīng)力，變形和裂紋 2.1.4 鑄件中的氣孔 2.1.5 鑄件的質(zhì)量控制鑄造的特點(diǎn) 可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜的零件，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件。 適應(yīng)性廣。 成本低。 鑄件的尺寸和形狀與零件非常接近?？梢詼p少切削加工量。 缺點(diǎn)：工序多，質(zhì)量不易控制，內(nèi)部組織缺陷多，力學(xué)性能低。2.1.1 液態(tài)合金的充型液態(tài)合金的充型 液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。 充型能力充型能力 液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整，輪廓清

2、晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型整，輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。能力。 影響充型能力的因素影響充型能力的因素1、合金的流動性、合金的流動性2、澆注條件、澆注條件3、鑄型填充能力、鑄型填充能力充型能力不強(qiáng)，則易產(chǎn)生充型能力不強(qiáng)，則易產(chǎn)生澆不足澆不足（short run） 、冷隔冷隔（short run）等等。合金的充型能力之一合金的流動性 合金的流動性是指熔融合金的流動能力。 流動性好，充型能力強(qiáng)，便于澆注出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件。 合金的流動性與合金的化學(xué)成份有關(guān)。流動動性的測定 流動性實(shí)驗(yàn)幾種不同合金流動性的比較幾種不同合金流動性的比較*鑄鐵的流動性鑄鐵的流動性*鑄鋼的流動

3、性鑄鋼的流動性實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動性好，鑄鋼的流動性差。實(shí)驗(yàn)證明鑄鐵的流動性好，鑄鋼的流動性差。比較下面幾種合金流動性能比較下面幾種合金流動性能合金的充型能力之二澆注條件 澆注溫度 澆注溫度越高，充型能力越好。但溫度過高。會出現(xiàn)其他鑄造缺陷。 充型壓力 壓力越大，充型能力越好。合金的充型能力之三鑄型填充條件 鑄型的蓄熱能力 散熱越快的鑄型，充型能力越差。 鑄型溫度 金屬型鑄造和熔模鑄造時，鑄型溫度越高，充型能力越好。 鑄型中氣體 鑄型中的氣體壓力增大，液態(tài)合金的流動困難，充型能力差。2.1.2 鑄件的凝固與收縮鑄件的凝固與收縮 1、鑄件的凝固方式、鑄件的凝固方式 逐層凝固逐層凝固 糊狀凝固糊狀凝

4、固 中間凝固中間凝固 2、鑄造合金的收縮、鑄造合金的收縮 3、縮孔與縮松、縮孔與縮松鑄件的凝固方式之一 逐層凝固 純金屬和共晶成份的合金，結(jié)晶溫度是一固定值。凝固過程由表面向中心逐步進(jìn)行溫度表層中心固液鑄件的凝固方式之二 糊狀凝固 結(jié)晶溫度范圍很寬的合金，從鑄件的表面至心部都是固液兩相混存。鑄件的凝固方式之三 中間凝固 大多數(shù)合金屬于這種方式。凝固方式與鑄件質(zhì)量的關(guān)系：逐層凝固有利于充型，可防止縮孔和縮松。影響鑄件凝固方式的因素 合金的結(jié)晶溫度 結(jié)晶溫度范圍越小，糊狀凝固區(qū)越小。 鑄件的溫度梯度溫度梯度越大，糊狀凝固區(qū)越小。 合金的性質(zhì) 鑄型的蓄熱能力 澆注溫度合金的收縮性合金的收縮性1. 收

5、縮及其影響因素收縮及其影響因素合金的收縮合金的收縮：鑄件在凝固：鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積或和冷卻過程中，其體積或尺寸減少的現(xiàn)象稱為收縮。尺寸減少的現(xiàn)象稱為收縮。包括：包括： 液態(tài)收縮液態(tài)收縮（體收縮率）（體收縮率）澆注溫度澆注溫度液相線液相線凝固收縮凝固收縮（體收縮率）（體收縮率）液相線液相線固相線固相線固態(tài)收縮固態(tài)收縮（線收縮率）（線收縮率）固相線固相線室溫室溫縮孔，縮松縮孔，縮松應(yīng)力，變形，裂紋應(yīng)力，變形，裂紋成分成分(%) T 鑄造合金的收縮合金種類含碳量（%）澆注溫度液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮總收縮（%）鑄造碳鋼0.3516101.637.812.46白口鑄鐵3.0014002.4

6、4.25.46.31212.9灰口鑄鐵3.5014003.50.13.34.26.97.8鑄件中的縮孔與縮松 縮孔和縮松的形成 液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所縮減的容積的得不到補(bǔ)足，則在鑄件最后凝固的部位形成一些孔洞 縮孔 它是集中在鑄件上部或最后凝固的部位容積較大的孔洞 縮松 分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小孔洞，稱為縮松順序凝固原則（定向凝固） 所謂順序凝固，就是在鑄件上可能出現(xiàn)縮孔的厚大部位通過安放冒口等工藝措施，使鑄件上遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固，爾后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。 實(shí)現(xiàn)順序凝固的措施。合理設(shè)計冒口和安放冷鐵。鑄件上可能產(chǎn)生縮孔或縮松的部位凝固等溫線法內(nèi)

7、切圓法等 溫 線 未 畫到的部位內(nèi)切圓大的部位可能產(chǎn)生縮孔或縮松2.1.3 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形及裂紋及裂紋 1、鑄造內(nèi)應(yīng)力鑄造內(nèi)應(yīng)力 2、鑄件的變形、鑄件的變形 3、鑄件的裂紋、鑄件的裂紋1、鑄造內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力的形成 熱應(yīng)力 它是由于鑄件的壁厚不均勻，各部分冷卻速度不同，以致在同一時期內(nèi)鑄件各部分收縮不一致而引起的。薄壁處受壓應(yīng)力，厚壁處受拉應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力 它是合金的線收縮受到鑄型或型芯機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。同時凝固原則 盡量減少鑄件各處的溫度差，使鑄件不同壁厚各處在同一時間內(nèi)凝固。 澆口開在薄壁處，在厚壁處安放冷鐵，力求使鑄件各處同時冷卻。同時凝固原則與順序凝固原則對比2、鑄件

8、的變形 鑄件冷卻到室溫后，熱應(yīng)力保留在鑄件中 殘余應(yīng)力薄壁處受壓力，厚壁處受拉力變形防止變形的措施 設(shè)計鑄件時盡可能壁厚均勻，形狀對稱。 采取同時凝固。 設(shè)計“反變形”量。時效處理：有內(nèi)應(yīng)力的鑄件在加工前置于露天半年以上，或550650C去應(yīng)力退火。3、鑄件的裂紋與防止 熱裂 熱裂是鑄件在高溫下產(chǎn)生的裂紋。其形狀特征是：裂紋短，縫隙寬，形狀曲折，縫內(nèi)呈氧化色。 合金性質(zhì) 鑄造合金的結(jié)晶特點(diǎn)和化學(xué)成分對熱裂的產(chǎn)生均有明顯的影響 鑄型阻力 鑄型(包括型芯)的退讓性對熱力的形成有重要影響。 冷裂 冷裂是在低溫下行成的裂紋。其形狀特征是:裂紋細(xì)小，呈連續(xù)直線狀，有時縫內(nèi)呈輕微氧化色。2.1.4 鑄件中

9、的氣孔鑄件中的氣孔氣孔的來源氣孔的來源1、侵入氣孔、侵入氣孔侵入氣孔是由于砂型表面層聚集的氣體侵入侵入氣孔是由于砂型表面層聚集的氣體侵入金屬液中而形成的。金屬液中而形成的。2、析出氣孔、析出氣孔溶解于金屬液中的氣體在冷凝過程中，因氣溶解于金屬液中的氣體在冷凝過程中，因氣體溶解度下降而析出，在鑄件中形成的氣孔。體溶解度下降而析出，在鑄件中形成的氣孔。3、反應(yīng)氣孔、反應(yīng)氣孔澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、型芯撐、澆入鑄型中的金屬液與鑄型材料、型芯撐、冷鐵或熔渣之間，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形冷鐵或熔渣之間，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體而形成的氣孔。成的氣孔。鑄件中的偏析 鑄件內(nèi)部化學(xué)成份不均勻的現(xiàn)象，稱為偏析。偏

10、析類型1、晶內(nèi)偏析 結(jié)晶溫度寬的合金易產(chǎn)生晶內(nèi)偏析2、區(qū)域偏析 合金中各成份因熔點(diǎn)的不同，引起不同時凝固。2.1.5 常見的鑄造缺陷（JB302-62簡化）類別名稱類別名稱類別名稱孔眼氣孔形狀、尺寸和重量不合格多肉表面缺陷粘砂縮孔澆不足夾砂縮松落砂冷隔渣眼抬箱成份組織和性能不合格化學(xué)成份不合格砂眼錯箱金相不合格鐵豆偏芯偏析裂紋熱裂變形過硬（白口）冷裂物理、機(jī)械性能不合格常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因（P11）名稱名稱特征特征主要原因主要原因氣孔氣孔主要為梨形、圓形、橢主要為梨形、圓形、橢圓形的孔洞，表面較光圓形的孔洞，表面較光滑，一般不在鑄件表面滑，一般不在鑄件表

11、面露出，大孔獨(dú)立存在，露出，大孔獨(dú)立存在，小孔則成群出現(xiàn)小孔則成群出現(xiàn)1、型砂太緊，透氣性太差。、型砂太緊，透氣性太差。2、型砂太濕，水份過多。、型砂太濕，水份過多。3、砂芯通氣堵塞或未烘干。、砂芯通氣堵塞或未烘干?？s孔縮孔形狀為不規(guī)則的封形狀為不規(guī)則的封閉或敞露的空洞，閉或敞露的空洞，孔壁粗糙并帶有枝孔壁粗糙并帶有枝狀晶，常出現(xiàn)在鑄狀晶，常出現(xiàn)在鑄件最后凝固部位。件最后凝固部位。1、冒口設(shè)置不正確、冒口設(shè)置不正確2、合金成分不合格，收縮過大、合金成分不合格，收縮過大3、澆注溫度過高、澆注溫度過高4、鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理、鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理渣眼渣眼孔內(nèi)充滿熔渣，孔孔內(nèi)充滿熔渣，孔形不規(guī)則

12、形不規(guī)則1、澆注溫度太低熔渣不易上浮、澆注溫度太低熔渣不易上浮2、澆注時沒有擋住熔渣、澆注時沒有擋住熔渣3、澆注系統(tǒng)不合理，擋渣作用、澆注系統(tǒng)不合理，擋渣作用差差常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因名稱名稱特征特征主要原因主要原因砂眼砂眼鑄件內(nèi)部或表面有充滿鑄件內(nèi)部或表面有充滿砂粒的孔眼砂粒的孔眼1、型砂強(qiáng)度不夠或局部沒舂緊、型砂強(qiáng)度不夠或局部沒舂緊2、型腔、澆口內(nèi)散砂未吹干凈、型腔、澆口內(nèi)散砂未吹干凈3、合箱時砂型局部擠壞，掉砂、合箱時砂型局部擠壞，掉砂4、澆注系統(tǒng)不合理，沖壞砂型、澆注系統(tǒng)不合理，沖壞砂型冷隔冷隔鑄件上有未完全融鑄件上有未完全融合的縫隙，接頭處合的縫

13、隙，接頭處邊緣圓滑。邊緣圓滑。1、澆注溫度過低、澆注溫度過低2、澆注速度太慢、澆注速度太慢3、澆口位置不當(dāng)或澆口太小、澆口位置不當(dāng)或澆口太小粘粘 砂砂鑄件的部分或整個鑄件的部分或整個表面粘附著一層金表面粘附著一層金屬和砂粒的機(jī)械混屬和砂粒的機(jī)械混和物，多發(fā)生在鑄和物，多發(fā)生在鑄件厚壁和熱節(jié)處。件厚壁和熱節(jié)處。 1、未刷涂料或涂料太薄、未刷涂料或涂料太薄2、澆注溫度過高、澆注溫度過高3、型砂耐火隆不夠。、型砂耐火隆不夠。常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因常見鑄造缺陷的特征及產(chǎn)生的原因名稱名稱特征特征主要原因主要原因夾夾 砂砂 鑄件表面上有凸起鑄件表面上有凸起的金屬片狀物，表的金屬片狀物，表面粗糙，邊

14、角銳利，面粗糙，邊角銳利，有小部分與鑄件本有小部分與鑄件本體相連。體相連。 1、型砂強(qiáng)度太低、型砂強(qiáng)度太低2、 澆注溫度過高澆注溫度過高3、內(nèi)澆口過于集中，使局部型、內(nèi)澆口過于集中，使局部型砂烘烤厲害。砂烘烤厲害。裂紋裂紋 1 1熱裂：斷面嚴(yán)熱裂：斷面嚴(yán)重氧化，無金屬光重氧化，無金屬光澤，斷口沿晶界產(chǎn)澤，斷口沿晶界產(chǎn)生和發(fā)展，外形曲生和發(fā)展，外形曲折而不規(guī)則的裂紋。折而不規(guī)則的裂紋。 2 2冷裂：穿過晶冷裂：穿過晶體而不沿晶界斷裂，體而不沿晶界斷裂，斷口有金屬光澤或斷口有金屬光澤或有輕微氧化色。有輕微氧化色。 1、鑄件設(shè)計不合理，壁厚差別、鑄件設(shè)計不合理，壁厚差別太大太大2、砂型（芯）退讓性差

15、阻礙鑄、砂型（芯）退讓性差阻礙鑄件收縮件收縮3、澆注系統(tǒng)不當(dāng)，使鑄件各部、澆注系統(tǒng)不當(dāng)，使鑄件各部分冷卻收縮不均勻，造成過大分冷卻收縮不均勻，造成過大的內(nèi)應(yīng)力的內(nèi)應(yīng)力小結(jié)小結(jié)合金工藝性能合金工藝性能充充 型型 能能 力力凝凝 固固 方方 式式流動性流動性澆注條件澆注條件鑄型條件鑄型條件逐層凝固逐層凝固糊狀凝固糊狀凝固中間凝固中間凝固收收 縮縮 性性 能能液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮澆注溫度澆注溫度充型壓力充型壓力蓄熱能力蓄熱能力鑄型溫度鑄型溫度鑄型中氣體鑄型中氣體縮孔與縮松縮孔與縮松應(yīng)力與變形應(yīng)力與變形凝凝 固固 原則原則順序凝固原則順序凝固原則同時凝固原則同時凝固原則鑄造

16、合金的分類 鑄鋼 鑄鐵 灰口鑄鐵 白口鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄造鋁合金 鑄造銅合金 灰口鑄鐵的特性 力學(xué)性能較低。 良好的鑄造性能。 良好的切削加工性。 減振性。 耐磨性 缺口敏感低。本節(jié)復(fù)習(xí)1、鑄件的常見缺陷有哪些？產(chǎn)生的原因是什么？怎樣防止？2、什么是同時凝固原則？什么是順序凝固原則？下例兩圖哪個是同時凝固？哪個是順序凝固？為了防止鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)采取哪種凝固方式？同時凝固順序凝固 3、區(qū)分下列名詞：、區(qū)分下列名詞： 逐層凝固與定向凝固逐層凝固與定向凝固 出氣口與冒口出氣口與冒口 澆不足與冷隔澆不足與冷隔 4、下列哪種情況易產(chǎn)生氣孔，為什么？、下列哪種情況易產(chǎn)生氣孔，為什么？ 舂砂過

17、緊舂砂過緊 型芯撐生銹型芯撐生銹 起模時刷水過多起模時刷水過多 5、為什么灰口鑄鐵的收縮比碳鋼小？、為什么灰口鑄鐵的收縮比碳鋼??？ 6、試分析如圖所示鑄件： 哪些自由收縮？哪些是受阻收縮？ 受阻收縮的鑄件形成哪一類鑄造應(yīng)力？ 各部分應(yīng)力屬于拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力？2.2 鑄造工藝及方法 2.2.1砂型鑄造 造型材料與造型方法 鑄造工藝設(shè)計 鑄造工藝圖 2.2.2其他鑄造方法 金屬型鑄造 壓力鑄造 熔模鑄造 離心鑄造2.2.1 砂型鑄造（砂型鑄造（Sand Casting）2.2.1.1 造型材料與造型方法造型材料與造型方法2.2.1.2 鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計2.2.1.3 鑄造工藝圖鑄造工藝圖2

18、.2.1.1造型材料與方法型（芯）砂的組成?型（芯）砂應(yīng)具備哪些主要性能？型砂是砂、粘結(jié)劑、附加物和水組成附加物是什么？起什么作用？煤粉、木屑等。提高性能?？伤苄浴?qiáng)度、透氣性、耐火性、退讓性涂料的組成？作用？撲料？石墨（石英粉）+粘土+水手工造型方法 按砂箱特征兩箱造型三箱造型地坑造型手工造型方法 按模型特征整模造型分模造型挖砂造型活塊造型刮板造型假箱造型2.2.1.2 鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計、澆注位置（、澆注位置（pouring position）澆注位置是澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。澆注位置是澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。、分型面（、分型面（mold parting）上 、鑄造工藝參

19、數(shù)的確定、鑄造工藝參數(shù)的確定1、加工余量（、加工余量（machining allowance）2、收縮余量（、收縮余量（shrinkage allowance）3、拔模斜度（起模斜度、拔模斜度（起模斜度pattern draft）4、型芯頭（、型芯頭（core print）5、最小鑄出孔、最小鑄出孔上下、澆注位置的選擇原則1、鑄件的重要加工表面和主要工作面應(yīng)朝下或呈側(cè)立。2、鑄件的大平面應(yīng)朝下。3、為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分朝下。4、容易形成縮孔的鑄件，應(yīng)將截止面較厚的部分放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口。、澆注位置的選擇原則1、鑄件的重要加工表面

20、和主要工作面應(yīng)朝下或呈側(cè)立。、澆注位置的選擇原則2、鑄件的大平面應(yīng)朝下。不合理合理、澆注位置的選擇原則3、為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔等缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分朝下。、澆注位置的選擇原則4、容易形成縮孔的鑄件，應(yīng)將截止面較厚的部分放在分型面附近的上部或側(cè)面，以便安放冒口。、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則1、盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂箱中，盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂箱中，以保證鑄件的精度。以保證鑄件的精度。2、使加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱中、使加工面和加工基準(zhǔn)面在同一砂箱中3、應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，盡可能選平直的應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，盡可能選平直的分型面，最好

21、只有一個分型面。分型面，最好只有一個分型面。4、應(yīng)盡力減少型芯和活塊的數(shù)量，以便簡化制、應(yīng)盡力減少型芯和活塊的數(shù)量，以便簡化制模、造型、合箱等操作。模、造型、合箱等操作。5、為了便于造型、安放型芯、合箱及檢查型腔、為了便于造型、安放型芯、合箱及檢查型腔尺寸，應(yīng)盡量使型腔和主要型芯置于下箱中。尺寸，應(yīng)盡量使型腔和主要型芯置于下箱中。、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則1、盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂箱中，以保證鑄件的精度。箱中，以保證鑄件的精度。大批量小批量 1 1、應(yīng)盡量使鑄件的全部或大部置于同一砂、應(yīng)盡量使鑄件的全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄件的尺寸

22、精度箱，以保證鑄件的尺寸精度。 上下中、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則1、盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂、盡量使鑄件的大部分或全部置于同一砂箱中箱中A A合理合理B B不合理不合理、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則 、應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同砂箱中于同砂箱中.(a)(a)可能產(chǎn)生可能產(chǎn)生錯箱錯箱, ,導(dǎo)致導(dǎo)致不同軸不同軸、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則、應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，盡可能選應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，盡可能選平直的分型面，最好只有一個分型面。平直的分型面，最好只有一個分型面。這樣可以簡化操作，提高

23、鑄件精度。這樣可以簡化操作，提高鑄件精度。不好不好不好不好好好、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則、分型面的選擇分型面的選擇應(yīng)盡力減少型芯應(yīng)盡力減少型芯和活塊的數(shù)量，和活塊的數(shù)量，以便簡化制模、以便簡化制模、造型、合箱等操造型、合箱等操作。作。方案方案凸臺妨礙起模凸臺妨礙起模、分型面的選擇原則、分型面的選擇原則5、為、為了便于造型、安放型芯、合箱及檢查了便于造型、安放型芯、合箱及檢查型腔尺寸，應(yīng)盡量使型腔和主要型芯置型腔尺寸，應(yīng)盡量使型腔和主要型芯置于下箱中。于下箱中。型腔及型型腔及型芯大部分芯大部分位于下型位于下型有得利于有得利于起模及翻起模及翻箱箱、鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)的確定加工

24、余量及鑄孔 加工余量值與鑄件大小、合金種類及造型方法等有關(guān)。 單件小批生產(chǎn)的鑄鐵件的加工余量為4.55.5mm。 小孔可不鑄出。 單件小批生產(chǎn)時：3050mm的孔；成批生產(chǎn)時：1530mm的孔：大批量生產(chǎn)時: 1215mm的孔。 不加工孔必須鑄出。、鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)的確定拔模斜度、收縮率 拔模斜度是指平行于起模方向的模樣壁的斜度。 通常為153。 收縮率指鑄件自高溫冷卻到室溫的尺寸收縮率。 灰口鑄件為0.71.0% 鑄鋼為1.32.0% 鋁硅合金為0.81.2%、鑄造工藝參數(shù)的確定鑄造工藝參數(shù)的確定型芯頭 分為垂直芯頭和水平芯頭。 垂直芯頭高度取決于芯頭的截面尺寸。下芯頭的斜度3

25、10，上芯頭的斜度615。芯頭與鑄型之間的間隙14mm。2.2.1.3 鑄造工藝圖鑄造工藝圖 根據(jù)鑄件的特點(diǎn)、批量大小、生產(chǎn)方根據(jù)鑄件的特點(diǎn)、批量大小、生產(chǎn)方法確定鑄造工藝，并將各項工藝設(shè)計內(nèi)法確定鑄造工藝，并將各項工藝設(shè)計內(nèi)容用不同符號和顏色描繪在零件圖上，容用不同符號和顏色描繪在零件圖上，輔以文字說明，構(gòu)成鑄件工藝圖。輔以文字說明，構(gòu)成鑄件工藝圖。 鑄造工藝圖鑄造工藝圖是進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、指導(dǎo)生是進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、指導(dǎo)生產(chǎn)的基本工藝文件。產(chǎn)的基本工藝文件。 在零件圖上，把上述工藝內(nèi)容用在零件圖上，把上述工藝內(nèi)容用紅色紅色鉛筆畫出來，鉛筆畫出來，芯子、芯頭、冷鐵用芯子、芯頭、冷鐵用藍(lán)色藍(lán)色鉛筆畫出來

26、鉛筆畫出來鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例1支座支座普通支承件無特殊質(zhì)量要求HT150主要考慮簡化工藝鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例1支座支座 分析：底板上分析：底板上10的孔處的孔處有四個凸臺、兩側(cè)有四個凸臺、兩側(cè)30軸孔處有軸孔處有凸凸臺，凸臺妨礙起模。臺，凸臺妨礙起模。 大批量生產(chǎn)時，軸孔要鑄出，要考慮下芯大批量生產(chǎn)時，軸孔要鑄出，要考慮下芯 小批批量生產(chǎn)時，軸孔不鑄出。小批批量生產(chǎn)時，軸孔不鑄出。 方案方案 分模造型分模造型 優(yōu)點(diǎn)：軸孔下芯方便。缺點(diǎn)：必須采用活優(yōu)點(diǎn)：軸孔下芯方便。缺點(diǎn)：必須采用活塊造型，易產(chǎn)生錯箱，飛邊清理工作量大。塊造型，易產(chǎn)生錯箱，飛邊清理工作量大。 方案方案

27、整模造型整模造型 優(yōu)點(diǎn)：不會產(chǎn)生錯箱，鑄件清理簡便。優(yōu)點(diǎn)：不會產(chǎn)生錯箱，鑄件清理簡便。 缺點(diǎn)：軸孔缺點(diǎn)：軸孔凸臺妨礙起模，必須采用活塊或下芯來克服，當(dāng)凸臺妨礙起模，必須采用活塊或下芯來克服，當(dāng)采用活塊時，采用活塊時， 30軸孔處難以下芯。軸孔處難以下芯。 小批生產(chǎn)：軸孔不鑄出，采用方案小批生產(chǎn)：軸孔不鑄出，采用方案進(jìn)行活塊造型較合理。進(jìn)行活塊造型較合理。 大大批生產(chǎn)：軸孔鑄出，采用組合型芯批生產(chǎn)：軸孔鑄出，采用組合型芯上下下上方案方案適合于各適合于各種批量，是合種批量，是合理的工藝方案理的工藝方案收縮率：收縮率：1%1%拔模斜度：拔模斜度：3030 1 1鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例2氣缸

28、套氣缸套 大批生產(chǎn)大批生產(chǎn) 不得有裂紋、氣孔、縮孔和不得有裂紋、氣孔、縮孔和縮松等缺陷縮松等缺陷 組織致密，需作水壓試驗(yàn)。組織致密，需作水壓試驗(yàn)。鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例2氣缸套氣缸套 鑄造工藝方案的選擇：鑄造工藝方案的選擇： 方案方案型腔較淺，造型簡便，型腔較淺，造型簡便，但鑄件質(zhì)量難保證但鑄件質(zhì)量難保證 方案方案造型較方便，不會出造型較方便，不會出現(xiàn)錯型現(xiàn)象，采用雨淋式燒現(xiàn)錯型現(xiàn)象，采用雨淋式燒口，鑄件由下至上定向凝固，口，鑄件由下至上定向凝固，鑄件質(zhì)量好，鑄件質(zhì)量好，鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例2氣缸套（氣缸套（P27)圖中有多處錯誤圖中有多處錯誤或不當(dāng)或不當(dāng)1、加工余量與鑄

29、、加工余量與鑄件壁厚比例不當(dāng)件壁厚比例不當(dāng)2、下端大徑處無、下端大徑處無加工余量？加工余量？鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例3 C6140車床進(jìn)給箱車床進(jìn)給箱鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例3 C6140車床進(jìn)給箱車床進(jìn)給箱方案方案 分型面在軸孔中心線凸臺分型面在軸孔中心線凸臺A A用用型芯來完成型芯來完成, ,槽槽C C可用型芯或活塊制可用型芯或活塊制出。優(yōu)點(diǎn)：適于鑄出軸孔。缺點(diǎn)：出。優(yōu)點(diǎn)：適于鑄出軸孔。缺點(diǎn)：DD面朝上面朝上。方案方案 從基準(zhǔn)面從基準(zhǔn)面D D分型，鑄件絕大部分型，鑄件絕大部分位于下箱分位于下箱, ,凸臺凸臺A A 不妨礙起模不妨礙起模，凸臺凸臺E E和槽和槽C C妨礙起模，

30、缺點(diǎn)：軸孔妨礙起模，缺點(diǎn)：軸孔不易鑄出。不易鑄出。方案方案 從從B B面分型，鑄件全部置于下面分型，鑄件全部置于下箱，全部箱，全部凸臺都要采用活塊或型芯，凸臺都要采用活塊或型芯，軸孔不易鑄出。軸孔不易鑄出。鑄造成工藝圖示例鑄造成工藝圖示例3 C6140車床進(jìn)給箱車床進(jìn)給箱大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)：九個軸孔需九個軸孔需要鑄出，只要鑄出，只能用方案能用方案單件或小批生單件或小批生產(chǎn)產(chǎn)：三個方：三個方案均右考慮案均右考慮2.2.2 特種鑄造方法特種鑄造方法1、熔模鑄造、熔模鑄造2、金屬型鑄造、金屬型鑄造3、壓力鑄造、壓力鑄造4、離心鑄件1、熔模鑄造工藝過程 蠟?zāi)Ｖ圃?壓型制造 蠟?zāi)５膲褐?蠟?zāi)＝M裝焙燒和

31、澆注脫蠟和造型脫蠟造型結(jié)殼浸涂料撒砂硬化落砂和清理熔模鑄造的特點(diǎn)與應(yīng)用 鑄件精度高（IT1114）、表面粗糙度低（Ra6.31.6）。一般不再進(jìn)行切削加工。 適應(yīng)于各種鑄造合金，特別是形狀復(fù)雜的耐熱合金鑄件。因?yàn)樾蜌げ牧鲜歉邷氐摹?可做出形狀復(fù)雜、難于切削加的鑄件。如汽輪機(jī)葉片。 工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不能生產(chǎn)大型鑄件。主要用航空、電器、儀器和刀具。2、金屬型鑄造 金屬型鑄造是將液態(tài)合金澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。工藝要求：噴刷涂料。使金屬鑄型保持一定的工作溫度。合適的出型時間。防止鑄鐵件產(chǎn)生白口。金屬型鑄造的特點(diǎn) 一型多鑄 生產(chǎn)率高 冷卻速度快，鑄件組織致密，機(jī)械性能高。 表

32、面光潔，尺寸準(zhǔn)確。 缺點(diǎn)： 金屬型成本高，加工費(fèi)用大 金屬型沒有退讓性，不宜生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件。 金屬型冷卻速度快，易產(chǎn)生裂紋。 用于大批量生產(chǎn)有色鑄件。3、壓力鑄造 壓力鑄造是將金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固，獲得鑄件的方法。工作過程：澆入金屬壓鑄取出鑄件壓力鑄造的特點(diǎn) 鑄件的精度及表面質(zhì)量較高（IT1113、Ra6.31.6），因此壓鑄件可不經(jīng)機(jī)械加工。 可壓出形狀復(fù)雜的薄壁件或鑲嵌件。 鑄件的強(qiáng)度和表面硬度都較高。 生產(chǎn)率高。 缺點(diǎn)： 成本高。 不適于壓高熔點(diǎn)金屬。 鑄件內(nèi)部常有氣孔、縮孔等。 不能進(jìn)行熱處理。4、離心鑄件 將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)（2501500r/min）鑄型中

33、，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶，這種鑄造方法稱為離心鑄造。立式臥式離心鑄造的特點(diǎn) 利用自由表面產(chǎn)生圓筒型鑄件，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，省工、省料，降低成本。 在離心力作用下成型，不易產(chǎn)生縮孔、氣孔、夾渣。 充型能力強(qiáng)，便于流動性差的合金及薄件的生產(chǎn)。 便于制造雙金屬鑄件 缺點(diǎn)：內(nèi)表面粗糙，加工余量大。本節(jié)復(fù)習(xí)與思考題本節(jié)復(fù)習(xí)與思考題1、型砂的組成？性能？、型砂的組成？性能？2、澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成及作用3、手工造型方法有哪些？、手工造型方法有哪些？4、鑄造工藝的內(nèi)容包括哪些？、鑄造工藝的內(nèi)容包括哪些？5、挖砂造型、活塊造型、三箱造型適用于、挖砂造型、活塊造型、三箱造型適用于

34、哪幾種場合？哪幾種場合？6、圖示零件為單件生產(chǎn)，試確定其造型方、圖示零件為單件生產(chǎn)，試確定其造型方法，澆注位置和分型面（法，澆注位置和分型面（P28）。）。分模造型小孔不鑄出分模造型上下7、分析圖示三種鑄件采用何種手工造型方法、分析圖示三種鑄件采用何種手工造型方法。8、試?yán)L制如下圖所示連接盤鑄造工藝圖、試?yán)L制如下圖所示連接盤鑄造工藝圖造型材料造型材料型（芯）砂的組成型（芯）砂的組成?型（芯）砂應(yīng)具備哪些主要性能？型（芯）砂應(yīng)具備哪些主要性能？型砂是砂、粘結(jié)劑附加物和水組成型砂是砂、粘結(jié)劑附加物和水組成可塑性、強(qiáng)度、透氣性、耐火性、退讓性可塑性、強(qiáng)度、透氣性、耐火性、退讓性涂料的組成？作用？撲料

35、？涂料的組成？作用？撲料？石墨（石英粉）石墨（石英粉）+粘土粘土+水水澆注系統(tǒng)的組成及作用澆注系統(tǒng)的組成及作用 引導(dǎo)金屬液流入鑄型型腔的一系列通道的引導(dǎo)金屬液流入鑄型型腔的一系列通道的總稱?？偡Q。 外澆口：外澆口：承接金屬液并將其平穩(wěn)地導(dǎo)入直澆道。 直澆道：直澆道：產(chǎn)生靜壓力、調(diào)速。 橫澆道：橫澆道：分配金屬液，阻擋熔渣。 內(nèi)澆道：內(nèi)澆道：控制金屬液的速度與方向。 冒口：冒口：儲存金屬液，補(bǔ)縮、聚渣、冒氣、觀察2.3 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.3.1 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求； 鑄件結(jié)構(gòu)與砂型鑄造工藝的關(guān)系 鑄件結(jié)構(gòu)與其他鑄造方法的關(guān)系2.3.2 合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求； 2.3.3 后續(xù)工藝對

36、鑄件結(jié)構(gòu)的要求；2.3.1 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求1、鑄件結(jié)構(gòu)與砂型鑄造工藝的關(guān)系、鑄件結(jié)構(gòu)與砂型鑄造工藝的關(guān)系（1）鑄件的外形設(shè)計）鑄件的外形設(shè)計（2）鑄件的內(nèi)腔設(shè)計）鑄件的內(nèi)腔設(shè)計（3）鑄件結(jié)構(gòu)斜度）鑄件結(jié)構(gòu)斜度2、鑄件結(jié)構(gòu)與其他鑄造方法的關(guān)系鑄件結(jié)構(gòu)與其他鑄造方法的關(guān)系(1) 鑄件外形的設(shè)計 鑄件外形的設(shè)計應(yīng)考慮便于起模盡量避免操作費(fèi)時的三箱造型、挖砂造型、活塊造型及不必要的外部型芯。（1）鑄件外形的設(shè)計a、避免外部側(cè)凹 以便于造型。不好好避免外部側(cè)凹避免外部側(cè)凹 以便于造型以便于造型（減少分型面數(shù)目）（減少分型面數(shù)目）（1）鑄件外形的設(shè)計b、分型面要盡量平面（

37、注意去掉不必要的外圓角）不合理合理分型面要平直分型面要平直（1）鑄件外形的設(shè)計C、凸臺、筋條的設(shè)計要方便造型不好好（1）鑄件外形的設(shè)計C、凸臺、筋條的設(shè)計要方便造型不好好（2）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計 良好的內(nèi)腔設(shè)計，既可減少型芯數(shù)量，又有利于型芯的固定、排氣和清理，因而可防止偏芯、氣孔等缺陷，并降低成本。（2）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計 A 應(yīng)盡量減少和避免型芯(2) 鑄件內(nèi)腔的設(shè)計B 應(yīng)盡量減少和避免型芯用吊砂代替型芯鑄件內(nèi)腔的設(shè)計之二C 便于型芯的固定、排氣和清理接上向上排氣便于型芯的固定、排氣和清理向下排氣不好增設(shè)工藝孔（3）鑄件的結(jié)構(gòu)斜度 鑄件上垂直于分型面的不加工表面最好具有結(jié)構(gòu)斜度，這樣起模省力、鑄件

38、精度高。鑄件的結(jié)構(gòu)斜度鑄件的結(jié)構(gòu)斜度與拔模斜度不同，與拔模斜度不同，結(jié)構(gòu)斜度是在設(shè)計時設(shè)計上去的，結(jié)構(gòu)斜度是在設(shè)計時設(shè)計上去的，不再被加工掉。不再被加工掉。結(jié)構(gòu)斜度設(shè)計斜度a:h角度適應(yīng)范圍1：51130h 500mm.1:10030有色合金 2、鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造方法的關(guān)系鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造方法的關(guān)系 （1）熔模鑄件）熔模鑄件 （2）金屬型鑄件）金屬型鑄件 （3）壓鑄件）壓鑄件鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造方法的關(guān)系熔模鑄造 便于取出蠟和型芯(與砂型鑄造相似) 為了便于浸漬和撒砂，孔、槽不宜過小或過深。孔徑應(yīng)2mm，通孔時，孔徑/孔深46，盲孔時，孔深/孔徑2mm,槽深/槽寬26。 應(yīng)可能滿足順序凝固的要求。 應(yīng)盡量避免有大平面。可在大平面上增設(shè)工藝孔和工藝筋。增加工藝孔增加工藝筋鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造方法的關(guān)系金屬型鑄造 鑄件應(yīng)能順利地出型，尤其便于金屬型芯的抽出。鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造方法的關(guān)系壓鑄件 盡量消除側(cè)凹和深腔。在無法避免的情況下，也應(yīng)便于抽芯。內(nèi)側(cè)凹無法抽芯外凹便于抽芯2.3.2 合金的