鑄造實(shí)訓(xùn)教案

1、鑄造實(shí)訓(xùn)教案工程訓(xùn)練中心2009年12月長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練課程教案教師姓名實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱(chēng)鑄造實(shí)訓(xùn)時(shí)間50分鐘地點(diǎn)鑄工實(shí)訓(xùn)基地講 授 內(nèi) 容教學(xué)目的及要求：(1)熟悉鑄造生產(chǎn)的工藝過(guò)程、特點(diǎn)及應(yīng)用；(2)熟悉砂型鑄造的主要造型方法(整模造型、分模造型、活塊造型等)的 工藝過(guò)程、特點(diǎn)及應(yīng)用，掌握手工兩箱造型的操作技能，并能對(duì)鑄件進(jìn) 行初步的工藝分析；了解機(jī)器造型的特點(diǎn)和應(yīng)用；了解常見(jiàn)特種鑄造方法的工藝流程、特點(diǎn)及應(yīng)用；熟悉型砂(芯砂)的組成、各組成成分的作用，對(duì)型砂(芯砂)性能 要求及制備過(guò)程；了解感應(yīng)電爐的構(gòu)造，鑄鐵的熔煉和澆注并參與澆注操作；了解常見(jiàn)型砂鑄造的鑄件缺陷及產(chǎn)生原因；了解鑄造生產(chǎn)安

2、全技術(shù)、環(huán)境保護(hù)，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)分析。教學(xué)重點(diǎn)：砂型鑄造的工藝過(guò)程，常用手工造型的操作方法教學(xué)難點(diǎn)：手工造型操作方法。教學(xué)內(nèi)容：第一單元概述及型砂的制備鑄造概念將液態(tài)的金屬澆注到與零件形狀尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后獲得毛坯或零件的工藝方法稱(chēng)為鑄造。鑄造生產(chǎn)大致可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類(lèi)。目前最常用的鑄造方法是 砂型鑄造。鑄造的特點(diǎn)；1)適應(yīng)性強(qiáng)，工藝靈活性大。鑄件的合金成分、尺寸、形狀、重量和生產(chǎn) 批量等幾乎不受限制。2）成形能力強(qiáng)。最適于生產(chǎn)復(fù)雜形狀，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯或零件。3）經(jīng)濟(jì)性好。鑄造所用的原材料大部分來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，還可以使用 廢料和廢機(jī)件；因此鑄件的

3、成本低廉。鑄造的主要缺點(diǎn)是：鑄造生產(chǎn)工序繁多，工藝過(guò)程較難控制，致使鑄件的廢 品率較高；鑄件的內(nèi)部組織比較粗大，力學(xué)性能一般不如鍛件；鑄造的工作條 件較差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。用于鑄造的金屬材料統(tǒng)稱(chēng)為鑄造合金。常用的鑄造合金有鑄鐵、鑄鋼及鑄造 有色金屬，其中又以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛（特別是灰口鑄鐵）。砂型鑄造的基本生產(chǎn)工序砂型鑄造的生產(chǎn)工序包括：配制型（芯）砂、制作模樣和芯盒、造型、制芯、 合箱、金屬的熔化與澆注以及落砂、清理與檢驗(yàn)等。如圖所示濕型砂的組成、性能要求、種類(lèi)及制備砂型是由型砂組成的，型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量不好會(huì) 使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷，這些缺陷造成的廢

4、品約占鑄件總 廢品的50%以上。因此，必須合理的選用和配制型（芯）砂。型（芯）砂應(yīng)具備的主要性能1）強(qiáng)度 型砂抵抗外力破壞的能力稱(chēng)為強(qiáng)度。足夠的強(qiáng)度可保證鑄型在鑄 造過(guò)程中不破損、塌落和脹大。但強(qiáng)度太高也不好，會(huì)使鑄型過(guò)硬，透氣性、 退讓性和落砂性很差。2）透氣性 型砂孔隙透過(guò)氣體的能力稱(chēng)為透氣性。當(dāng)高溫金屬液澆入鑄型 時(shí)，型內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量氣體（包括水分汽化為高溫過(guò)熱蒸汽和原有空氣受熱膨脹）， 這些氣體必須通過(guò)鑄型排出去。如果型砂透氣性太低，氣體留在型內(nèi)，會(huì)使鑄 件形成嗆火、氣孔和澆不到等缺陷。但透氣性太高會(huì)使砂型疏松，鑄件易出現(xiàn) 表面粗糙和機(jī)械粘砂的缺陷。3）耐火性 指型砂經(jīng)受高溫?zé)嶙饔玫哪芰?/p>

5、。耐火性主要取決于砂中SiO2的 含量（熔點(diǎn)1713C）, SiO2含量越多，型砂耐火性越高。型砂的耐火性好，鑄 件不易產(chǎn)生粘砂缺陷。4）退讓性 鑄件凝固和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮時(shí)，型砂能被壓縮、退讓的性 能稱(chēng)為退讓性。型砂退讓性不足，會(huì)使鑄件收縮受到阻礙時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變 形和裂紋等缺陷。對(duì)小鑄件砂型，不要舂得過(guò)緊；對(duì)大砂型，可在型（芯）砂 中加入鋸末、焦炭粒等材料以增加退讓性。5）潰散性 是指型砂澆注后易潰散的性能。潰散性好，型砂容易從鑄件上 清除，可以節(jié)省落砂和清理的勞動(dòng)量。除上述性能外，型砂還應(yīng)具有流動(dòng)性和可塑性等工藝性能。濕型砂的組成為了滿(mǎn)足型（芯）砂的性能要求，它一般由原砂、粘結(jié)劑、水

6、和附加物按 一定比例混制而成。原砂一般采用天然砂。砂中若石英（SiO2）含量高，雜質(zhì)少，則耐火性好； 若砂粒粗，粒度均勻，則透氣性好。粘結(jié)劑可提高型（芯）砂的可塑性和強(qiáng)度。粘結(jié)劑主要有普通粘土、膨潤(rùn) 土、水玻璃、礦物油、合脂和樹(shù)脂等。其中，普通粘土及膨潤(rùn)土資源豐富，價(jià) 格低廉，有一定粘結(jié)強(qiáng)度，一般多用來(lái)制作型砂。其它幾種粘結(jié)劑價(jià)格較貴， 主要用于生產(chǎn)性能要求較高的芯砂。型砂中常加入的附加物有煤粉、木屑等。煤粉在高溫熔融金屬作用下燃燒 形成氣膜，隔離熔融金屬與鑄型型腔直接作用，使鑄件表面光潔，防止鑄件粘 砂；加入木屑能改善型砂的透氣性和退讓性。粘土中的水分對(duì)型（芯）砂的性能和鑄件的質(zhì)量影響很大。

7、水分少，型（芯）砂干而脆，不利于造型起模；水分多，型（芯）砂強(qiáng)度低，易造成粘模，給造型操作帶來(lái)困難。當(dāng)粘土與水分質(zhì)量比為 3: 1時(shí)，型砂可獲得最大強(qiáng)度值。型（芯）砂的制備型芯在澆注后將被高溫金屬液包圍，故通常要求芯砂應(yīng)具有比型砂更好的綜 合性能。一般來(lái)說(shuō)，型砂與芯砂應(yīng)選用不同的材料按不同的比例配制。在鑄造生產(chǎn)中，有時(shí)為了節(jié)省型砂，對(duì)與鑄件接觸的面砂進(jìn)行專(zhuān)門(mén)配制，以 使其具有較高的強(qiáng)度和耐火性，而對(duì)不與鑄件接觸，僅作填料用的背砂，一般 用舊砂，但在大批生產(chǎn)時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和簡(jiǎn)化操作，往往不分面砂和背 砂，只用一種單一砂。目前在生產(chǎn)中一般都使用混砂機(jī)配砂?；焐斑^(guò)程是：將新砂、粘土、附加物 和

8、舊砂依次投入混砂機(jī)內(nèi)，先干混數(shù)分鐘，混拌均勻后，加一定量的水再濕混 10分鐘左右。為了使水分滲透均勻，混完的砂通常要放 38小時(shí)。最后進(jìn)行松 砂處理，以打碎砂團(tuán)，提高其透氣性。型（芯）砂的性能可用專(zhuān)門(mén)儀器檢驗(yàn)，也可用手握法檢驗(yàn)。手握法檢驗(yàn)的操作過(guò)程，用手攥一把型砂，感到潮濕但不沾手，柔軟易變形,印在砂團(tuán)上的手指痕跡清晰，砂團(tuán)掰斷時(shí)斷面不粉碎，說(shuō)明型砂的干濕適宜、 性能合格。這種方法簡(jiǎn)單易行，但需憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，因人而異，也不準(zhǔn)確。學(xué)生實(shí)際操作：濕型砂的制備第二單元鑄型的結(jié)構(gòu)及整模造型生產(chǎn)過(guò)程 鑄型的組成及各部分名稱(chēng)用型砂及模樣等工藝裝備制造鑄型的過(guò)程稱(chēng)為造型。這種鑄型又稱(chēng)砂型， 是由上砂型、下砂型、型腔（形成鑄件形狀的空腔）、砂芯、澆注系統(tǒng)和砂箱等 部分組成的。鑄型的組成及各部分名稱(chēng)見(jiàn)圖。上、下砂型的接合面稱(chēng)為分型面。 上、下砂型的定位可用泥記號(hào)（單件、小批生產(chǎn)）或定位銷(xiāo)（成批、大量生產(chǎn)）1器我口一型腔3一苦口4一擇氣道5一出氣孔方一泓注第登了一上期8一下期9一赤芯10 一分如面整模造型方法整模造型過(guò)程如圖所示。整模造型的特點(diǎn)是：模樣是整體結(jié)構(gòu)，最大截面 在模樣一端