金屬型鑄造引用

金屬型鑄造引用第1頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四目錄一、概述二、鑄件工藝設(shè)計三、金屬型設(shè)計四、鑄造工藝五、金屬型鑄造機(jī)六、鑄件常見缺陷及防止方法

第2頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四一、概述

1鑄造原理2工藝流程3工藝特點4應(yīng)用范圍第3頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1鑄造原理

金屬型鑄造又稱硬模鑄造或永久型鑄造，是在重力下將金屬液澆入用金屬材料制造的鑄型中獲得鑄件的工藝方法。

第4頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2工藝流程第5頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3工藝特點優(yōu)點：（1）金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速度快，鑄件組織致密，力學(xué)性能比砂型鑄件高15％左右。（2）鑄件尺寸精度高，表面粗糙度的值低，批量生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性好，廢品率低，工藝出品率高。第6頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3工藝特點優(yōu)點：（3）與砂型鑄造相比，節(jié)省了型砂運(yùn)輸和型砂處理所需的財力和大量勞動力，減少了粉塵和有害氣體的污染，勞動條件好。（4）易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化，生產(chǎn)效率高，技術(shù)容易掌握，便于生產(chǎn)管理。第7頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3工藝特點缺點：（1）金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，澆注的金屬液很快結(jié)晶凝固，降低了充型能力，故對鑄件的壁厚設(shè)計有一定要求，一般不小于2mm。（2）金屬型本身無透氣性，必須采用一定的措施導(dǎo)出型腔中的空氣和砂芯所產(chǎn)生的氣體。第8頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3工藝特點缺點：（3）金屬型無退讓性，鑄件凝固時容易產(chǎn)生裂紋和變形，不適用于熱裂傾向大的合金。（4）金屬型制造周期較長，成本較高。只有在大量、成批生產(chǎn)時，才能顯示出好的經(jīng)濟(jì)效果。第9頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4應(yīng)用范圍（1）合金種類

熱裂傾向大的合金除外，以鋁、鎂合金應(yīng)用最廣。（2）鑄件形狀和大小

不太復(fù)雜的中小型零件。非鐵合金可以鑄造較復(fù)雜的零件，如氣冷式發(fā)動機(jī)的氣缸蓋、液壓泵殼體、各種機(jī)匣等；鋼鐵金屬只能鑄造簡單零件。鋁、鎂合金鑄件可從幾十克到幾十千克；鋼鐵金屬鑄件從幾千克到幾百千克。第10頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4應(yīng)用范圍（3）尺寸精度和表面粗糙度按GB/T6414－1999，金屬型鑄件的尺寸精度一般為CT8～CT10級，鋁、鎂合金鑄件的尺寸精度為CT7～CT9；表面粗糙度一般為Ra12.5～6.3μm，最高可達(dá)Ra3.2μm。。（4）生產(chǎn)規(guī)模一般只有成批或大量生產(chǎn)時采用。軍工產(chǎn)品一般不受生產(chǎn)批量的限制。第11頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四目錄一、概述二、鑄件工藝設(shè)計

三、金屬型設(shè)計四、鑄造工藝五、金屬型鑄造機(jī)六、鑄件常見缺陷及防止方法

第12頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四二、鑄件工藝設(shè)計1基準(zhǔn)面的選擇

2鑄件在金屬型中的位置

3分型面的選擇

4鑄件工藝性設(shè)計

5澆注系統(tǒng)

6冒口設(shè)計

第13頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1基準(zhǔn)面的選擇

基準(zhǔn)面決定鑄件各部分相對的尺寸位置。所以選擇鑄造基準(zhǔn)面時，必須和鑄件機(jī)械加工的基準(zhǔn)面統(tǒng)一，其選擇原則為：（1）非全部加工的鑄件，應(yīng)盡量選取非加工面作為基準(zhǔn)面。（2）采用非加工面作基準(zhǔn)面時，應(yīng)該選尺寸變動小、最可靠的面作基準(zhǔn)面。最好不選用活塊形成的鑄件表面作為基準(zhǔn)面。第14頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1基準(zhǔn)面的選擇（3）基準(zhǔn)面應(yīng)平整和光潔，不應(yīng)有殘余澆冒口、毛刺、飛翅等。（4）全部加工的零件，應(yīng)選加工余量最小的面作為基準(zhǔn)面，以保證機(jī)械加工時不致因加工余量不夠而造成廢品。（5）為了便于檢驗尺寸，應(yīng)選擇較大的平面作為基準(zhǔn)面，不采用曲面或有鑄造斜度的面作為基準(zhǔn)面。第15頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2鑄件在金屬型中的位置便于安放澆注系統(tǒng)，保證合金液平穩(wěn)充滿鑄型便于合金順序凝固，保證補(bǔ)縮使型芯（或活塊）數(shù)量最少、安裝方便、穩(wěn)固，取出容易力求鑄件內(nèi)部質(zhì)量均勻一致，蓋子類及碗狀鑄件可水平安放便于鑄件取出，不致拉裂和變形第16頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四鑄件在金屬型中的位置第17頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3分型面的選擇簡單鑄件的分型面應(yīng)盡量選在鑄件的最大端面上分型面應(yīng)盡可能地選在同一個平面上應(yīng)保證鑄件分型方便，盡量少用或不用活塊分型面的位置應(yīng)盡量使鑄件避免做鑄造斜度，而且很容易取出鑄件分型面應(yīng)盡量不選在鑄件的基準(zhǔn)面上，也不要選在精度要求較高的表面上應(yīng)便于安放澆冒口和便于氣體從鑄型中排出第18頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（1）鑄件工藝性設(shè)計原則

（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇（3）鑄件圖的繪制第19頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（1）鑄件工藝性設(shè)計原則

－簡化金屬型結(jié)構(gòu)，某些小孔一般不鑄出來，但當(dāng)不便于補(bǔ)縮時，有些小孔也應(yīng)鑄造出來；－為了便于設(shè)置冒口以對整體鑄件進(jìn)行補(bǔ)縮，有些大孔也可以不鑄出；－對一些易變形的鑄件應(yīng)增加防變形肋，待最后工序加工去掉；－對于加工過程中裝卡定位性差的鑄件，可以根據(jù)需要設(shè)計定位裝卡凸臺，其位置應(yīng)有利于鑄件補(bǔ)縮；－在不影響產(chǎn)品性能的前提下，可以局部加大鑄造斜度，避免設(shè)計活塊。第20頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇1）加工余量－零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，應(yīng)給予較大的加工余量；－加工面越大，加工余量應(yīng)越大；－加工面距加工基準(zhǔn)面越遠(yuǎn)，加工余量應(yīng)越大；－鑄件用砂芯形成的表面，應(yīng)比用金屬芯形成的表面的加工余量大；－澆冒口開設(shè)的加工面應(yīng)給予較大的加工余量。第21頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇2）工藝余量工藝余量是指超過機(jī)械加工余量的部分。工藝余量根據(jù)鑄件實際結(jié)構(gòu)情況確定，應(yīng)保證鑄件順序凝固。3）鑄件尺寸公差一般按照GB/T6414－1999確定，特殊要求由供需雙方協(xié)商確定。第22頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇4）鑄造圓角鑄造圓角半徑R（mm）一般可以按下式計算：

R＝～式中δ、δ′——鑄件相鄰壁的厚度（mm）

第23頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇5）鑄造斜度－凡是在鑄件冷卻時與金屬型表面有脫離傾向的面，應(yīng)給予較小的鑄造斜度；－凡是鑄件冷卻時趨向于包緊金屬型或芯的面，應(yīng)給予較大的斜度。

對于鑄件尺寸要求精確的非加工面，若不允許有鑄造斜度時，可考慮改變分型面，或使用金屬活塊、以及采用砂芯等方法來解決。

第24頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（2）鑄件工藝性設(shè)計參數(shù)的選擇5）鑄造斜度各種合金鑄件的鑄造斜度可參考下表：鑄件表面位置鋁合金鎂合金鑄鐵鑄鋼外表面0°30′≥1°1°1°～1°30′內(nèi)表面0°30′～2°≥2°>2°>2°第25頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4鑄件工藝性設(shè)計（3）鑄件圖的繪制

繪制鑄件圖的過程就是鑄造與零件設(shè)計、機(jī)械加工等部門將鑄件的基準(zhǔn)面、加工余量、鑄造斜度等鑄造工藝因素及技術(shù)要求，以圖加以說明，并經(jīng)多方會簽確定的過程。

鑄件圖既是設(shè)計、制造金屬型和鑄件驗收的技術(shù)依據(jù)，也是機(jī)械加工、設(shè)計制造工裝夾具的技術(shù)文件之一。

第26頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（1）澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則

（2）澆注系統(tǒng)的形式及特點（3）澆注系統(tǒng)的組成部分（4）澆注系統(tǒng)的計算第27頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（1）澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則

1)澆注系統(tǒng)尺寸的大小應(yīng)保證金屬液在規(guī)定的時間內(nèi)能良好地充填金屬型，盡量避免產(chǎn)生紊流，以防止卷氣和渣。2)金屬液的引入位置應(yīng)使金屬液平穩(wěn)流入型腔，盡量不沖擊型芯和型壁，避免產(chǎn)生渦流和飛濺，并利于金屬型型腔中氣體的排除。第28頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（1）澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則

3)鑄型的熱分布應(yīng)合理，有利于鑄件順序凝固，以便于鑄件得到充分的補(bǔ)縮。4)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)簡單、體積小，在保證鑄件質(zhì)量的前提下，金屬液消耗量應(yīng)最少，并且便于鑄型開合、取件及從鑄件上清除澆冒口。第29頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（2）澆注系統(tǒng)的形式及特點

頂注式

鑄型熱分布有利于補(bǔ)縮，金屬液消耗量少，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。金屬液充填型腔時易產(chǎn)生飛濺，不利于排氣，鑄件易產(chǎn)生氧化夾渣等缺陷。適用于矮而簡單的鑄件。高度超過100mm的鋁、鎂合金鑄件宜采用傾斜澆注，傾斜角度為30°～50°。

第30頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（2）澆注系統(tǒng)的形式及特點

中注式

金屬液流動比頂注式平穩(wěn)，能獲得比底注式較合理的熱分布，但不能完全避免產(chǎn)生飛濺和渦流。適用于高度較高又不便于采用底注式的鑄件。

第31頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（2）澆注系統(tǒng)的形式及特點底注式

金屬液由下而上平穩(wěn)地充填鑄型，有利于排氣、排渣。熱分布不利于金屬液順序凝固。廣泛應(yīng)用于各種尺寸的鑄件，為了克服熱分布不合理產(chǎn)生的缺陷，可以采取增加工藝余量使鑄件上厚下薄；從頂冒口中補(bǔ)充金屬液；控制金屬型的涂料厚度。第32頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（2）澆注系統(tǒng)的形式及特點縫隙式

金屬液由下而上逐步充填鑄型，流動平穩(wěn)，擋渣排氣條件好，金屬型的熱分布合理。鑄件結(jié)構(gòu)受到限制，金屬液消耗量多，切割、清理澆口費工。適用于質(zhì)量要求較高的鑄件。

第33頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（3）澆注系統(tǒng)的組成部分

1）澆口杯

接受和貯存一定量的金屬液，同時起到緩沖和浮渣的作用。2）直澆道

直澆道形式主要有垂直、傾斜和蛇形等。

第34頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四直澆道的形式第35頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（3）澆注系統(tǒng)的組成部分

3）橫澆道

起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將直澆道的金屬液分配給內(nèi)澆道。

4）內(nèi)澆道

直接與鑄件相連，控制金屬液流動的速度和方向，與鑄件質(zhì)量密切相關(guān)。

第36頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（3）澆注系統(tǒng)的組成部分

5）縫隙澆道

一般由直澆道、橫澆道、立筒和縫隙組成。第37頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四縫隙式澆注系統(tǒng)第38頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（4）澆注系統(tǒng)的計算

確定澆注系統(tǒng)截面積時，通常先計算澆道的最小截面積，然后再根據(jù)比例關(guān)系確定其他單元的截面積。第39頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（4）澆注系統(tǒng)的計算澆注時間一般比砂型鑄造短20％～40％。

τ＝式中τ——澆注時間（s）H——鑄件高度（cm）v——金屬液在型腔中平均上升速度（cm/s）第40頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（4）澆注系統(tǒng)的計算

對于鋁、鎂合金鑄件：V=式中δ——鑄件壁厚（cm）第41頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（4）澆注系統(tǒng)的計算V=式中v——澆道最小截面積中金屬液平均速度(cm/s)W——鑄件的重量(g)

ρ——金屬液的密度(g/cm3)

τ——澆注時間(s)Amin——澆道的最小截面積(cm2)

v也可以根據(jù)經(jīng)驗選取。對于鋁合金，一般v<150cm/s；對于鎂合金，一般v<130cm/s.

第42頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5澆注系統(tǒng)（4）澆注系統(tǒng)的計算

對于鋁、鎂合金，為防止金屬液產(chǎn)生飛濺，通常采用開放式澆注系統(tǒng)。大型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)＝1:（2～3）:（3～6）中型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)＝1:（2～3）:（2～4）小型鑄件：A直:A橫:A內(nèi)＝1:（1.5～3）:（1.5～3）第43頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6冒口設(shè)計鋁、鎂合金鑄件冒口的體積一般為它所補(bǔ)縮的鑄件熱節(jié)體積的1～1.5倍。明冒口高度一般應(yīng)大于60mm，過低補(bǔ)縮效果不好；但也不應(yīng)大于200mm，否則會產(chǎn)生其他缺陷。冒口直徑一般以不超過100mm為宜。對不宜用冒口補(bǔ)縮的部位，可采用冷鐵激冷或?qū)⒗滂F和冒口聯(lián)合使用。對鋁、鎂合金鑄件，常在冒口工作表面涂絕熱性能好的涂料，也可以加厚涂料層。第44頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6冒口設(shè)計

還可將冒口設(shè)在內(nèi)澆道和直澆道之間，冒口既能補(bǔ)縮又可起集渣的作用。第45頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四目錄一、概述二、鑄件工藝設(shè)計三、金屬型設(shè)計

四、鑄造工藝五、金屬型鑄造機(jī)六、鑄件常見缺陷及防止方法

第46頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四三、金屬型設(shè)計1金屬型結(jié)構(gòu)形式

2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計

3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計

4金屬型加熱和冷卻

5金屬型用材料及其選用

6金屬型壽命

第47頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型結(jié)構(gòu)形式整體金屬型水平分型金屬型垂直分型金屬型綜合分型金屬型第48頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四整體金屬型第49頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四水平分型金屬型第50頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四垂直分型金屬型第51頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四綜合分型金屬型第52頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計（2）型芯設(shè)計

（3）活塊設(shè)計

（4）金屬型的排氣系統(tǒng)

第53頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計1）金屬型壁厚2）金屬型分型面上的尺寸3）型腔尺寸計算4）型體定位第54頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計1）金屬型壁厚

一般是根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)列出的圖表或計算公式確定。第55頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四鑄件壁厚與鑄鐵金屬型壁厚的關(guān)系對于鋁合金鑄件，金屬型壁厚可以薄一些。若采用鋼或球鐵制成的金屬型時，其壁厚可適當(dāng)減薄。第56頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型壁厚

鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時，金屬型的壁厚見下表：鑄件壁厚δ件

金屬型壁厚δ型

選用原則＜1010～1515～30＞30～5015～2020～2525～30(1～1.3)δ件大型壁厚鑄件取上限δ件——鑄件壁厚第57頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型壁厚鋁、鎂合金鑄造使用鑄鐵做金屬型時，還可以根據(jù)分型面的尺寸確定金屬型的壁厚：分型面平均尺寸S

金屬型壁厚δ型

＜125125～160160～200200～500＞500～8001618202530S＝

式中l(wèi)、b分別表示金屬型分型面的長和寬第58頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加強(qiáng)筋的箱形結(jié)構(gòu)第59頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計2）金屬型分型面上的尺寸尺寸名稱尺寸值（mm）型腔邊緣至金屬型邊緣的距離（a）25~30型腔邊緣間的距離（b）﹥30小件10～20直澆道邊緣至型腔邊緣間的距離（c）10～25型腔下緣至金屬型底邊間的距離（d）30～50型腔上緣至金屬型上邊間的距離（e）40～60第60頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型分型面上的尺寸第61頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計3）型腔尺寸計算

確定金屬型的型腔和型芯尺寸時，主要是根據(jù)鑄件外形和內(nèi)腔的名義尺寸，并考慮鑄件的線收縮和涂料層厚度以及加工公差等。第62頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四型腔尺寸計算

金屬型型腔和型芯的尺寸可按下式計算：Ax=（A+Aε+2δ）±ΔAxDx=（A+Aε-2δ）±ΔDx式中Ax，Dx——分別為型腔和型芯的尺寸A，D——分別為鑄件的外形和內(nèi)孔的名義尺寸

ε——鑄件材料的線收縮率

δ——涂料層的厚度（一般取0.1mm~0.3mm）

ΔAx，ΔDx——金屬型加工公差第63頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型型腔和型芯尺寸的確定第64頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）金屬型型體設(shè)計4）型體定位

為了使金屬型半型間不發(fā)生錯位，常用定位銷定位，也可采用止口定位。第65頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型半型間的定位第66頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）型芯設(shè)計

型芯種類及特點型芯種類特點可抽出金屬芯鑄件冷卻速度快，組織致密均勻，尺寸精度高，表面粗糙度值低，生產(chǎn)周期短，成本低鋁、鎂合金鑄件應(yīng)優(yōu)先選用可熔金屬芯主要用來鑄造鑄件中的細(xì)孔通道砂芯可以做出最復(fù)雜的型芯，但鑄件質(zhì)量、尺寸精度、表面粗糙度都比金屬芯差只有在不能使用金屬芯時選用殼芯鑄件質(zhì)量、尺寸精度和表面粗糙度接近金屬芯，同時還可以做出復(fù)雜的型芯廣泛用來代替砂芯（鋁合金鑄件）第67頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四鋁合金活塞金屬型第68頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四用砂芯形成澆冒口系統(tǒng)第69頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四局部采用砂芯防止鑄件開裂第70頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四砂芯芯頭、芯座間的斜度與間隙第71頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（3）活塊設(shè)計

當(dāng)金屬型分型取出鑄件受到阻礙時，對阻礙分型取出鑄件的部分可以設(shè)計成活塊。采用活塊雖然會使鑄件方便地從鑄型中取出，但會使分型面增加、金屬型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作麻煩，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度不高，生產(chǎn)效率低。因此，設(shè)計金屬型時應(yīng)盡量少用或不用活塊。

第72頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型結(jié)構(gòu)設(shè)計（4）金屬型的排氣系統(tǒng)

1）排氣孔一般在型腔最后充滿處開直徑為φ1～5mm的圓形排氣孔。2）排氣槽一般設(shè)置在金屬型的分型面上以及活塊、鑲件的結(jié)合面上。3）排氣塞（通氣塞）

第73頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型分型面上的排氣槽第74頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四排氣槽尺寸第75頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四排氣塞型式第76頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四裝配在金屬型上的排氣塞第77頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計（1）鎖緊機(jī)構(gòu)

（2）抽芯機(jī)構(gòu)

（3）鑄件頂出機(jī)構(gòu)

（4）金屬型型體與傳動機(jī)構(gòu)的連接

第78頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計（1）鎖緊機(jī)構(gòu)

－摩擦鎖－楔銷鎖－偏心鎖第79頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四摩擦鎖緊機(jī)構(gòu)第80頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四楔銷鎖緊機(jī)構(gòu)第81頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四偏心鎖緊機(jī)構(gòu)第82頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計（2）抽芯機(jī)構(gòu)

－撬桿抽芯機(jī)構(gòu)－齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu)－螺桿抽芯機(jī)構(gòu)－偏心軸抽芯機(jī)構(gòu)第83頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四撬桿抽芯機(jī)構(gòu)

撬桿抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，適用于起模斜度大、長度較短的簡單型芯。第84頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu)

齒條-齒輪抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，抽芯平穩(wěn)，抽芯距離大，省力，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般用于抽拔金屬型底部或側(cè)面的型芯。

第85頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四螺桿抽芯機(jī)構(gòu)螺桿抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、省力、操作方便。

第86頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四偏心軸抽芯機(jī)構(gòu)

偏心軸抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適合于抽拔位于金屬型底部的型芯。第87頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計（3）鑄件頂出機(jī)構(gòu)

頂桿位置的選擇應(yīng)使鑄件均勻頂出，防止鑄件產(chǎn)生變形及其他一些缺陷，應(yīng)注意：

1）頂桿應(yīng)布置在鑄件受夾緊力最大的地方；2）頂桿的數(shù)量應(yīng)足夠多，并且分布合理；3）頂桿與鑄件接觸面積應(yīng)足夠大，防止鑄件發(fā)生局部變形和在鑄件表面產(chǎn)生壓痕；4）頂桿應(yīng)盡可能地布置在澆冒口上或鑄件需機(jī)加工的部位；5）當(dāng)鑄件結(jié)構(gòu)不宜布置頂桿時，可設(shè)置專門的工藝凸臺。第88頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四單個頂桿機(jī)構(gòu)第89頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四組合頂桿機(jī)構(gòu)1－金屬型2－頂桿3－頂桿板第90頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四兩半型中不同的鑄造斜度第91頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四3金屬型操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計（4）金屬型型體與傳動機(jī)構(gòu)的連接

金屬型型體與傳動機(jī)構(gòu)的連接方式有多種，如用螺紋、插銷和T型槽連接等。

插銷連接更換金屬型方便，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，并要求插銷應(yīng)有足夠的抗剪強(qiáng)度；T形槽連接結(jié)構(gòu)簡單，抗剪能力強(qiáng)，便于制造。

這些方式也可用在金屬型動型板與傳動機(jī)構(gòu)的連接。

第92頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四4金屬型加熱和冷卻（1）金屬型加熱裝置（2）金屬型冷卻裝置

第93頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點箱式電阻爐加熱

采用臺車爐，將金屬型放入電爐中加熱金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，型溫均勻，加熱效果好，但生產(chǎn)過程中加熱困難，型溫不易控制適用于多品種、中小型金屬型加熱第94頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點固定式電加熱器加熱

在金屬型鑄造機(jī)的安裝板上設(shè)計電加熱器，金屬型安裝在鑄造機(jī)上加熱金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加熱方便，在生產(chǎn)過程中容易補(bǔ)充加熱，型溫容易控制，但效率低，不安全適用于中小型金屬型加熱第95頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點移動式電加熱器加熱

加熱器放在兩半型之間通電加熱，金屬型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，加熱方便、安全，但熱效率低，型溫不均勻，補(bǔ)充加熱時必須停止?jié)沧⑦m用于單一分型面的各種尺寸的金屬型第96頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點直接式電加熱器加熱

金屬型中設(shè)置電加熱元件，通電對金屬型直接加熱熱效率高，使用方便，型溫容易控制，但金屬型體積增大，成本高，不安全適用于大量生產(chǎn)的大型金屬型第97頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點煤氣加熱

用煤氣或液化氣對金屬型加熱使用方便、快捷、經(jīng)濟(jì)，但型溫不易控制移動式加熱器用于各種尺寸的金屬型；固定式加熱器用于大型金屬型第98頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型加熱裝置及特點用熔融金屬加熱

用熔融金屬液連續(xù)澆注一定數(shù)量的鑄件來提高金屬型的工作溫度，加熱方便，速度快，但不安全，金屬型壽命短適用于生產(chǎn)過程中的補(bǔ)充加熱第99頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型局部電加熱裝置第100頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型冷卻裝置及特點在金屬型背面設(shè)置散熱片或散熱刺冷卻散熱片及散熱刺的數(shù)量愈多，散熱面積愈大，散熱效果愈好。一般散熱刺平徑直徑10mm左右，間距30～40mm。散熱片的厚度，根據(jù)金屬型的大小，選4～12mm，片與片的間距為散熱片厚度的1～1.5倍，高度都以不超過金屬型外廓尺寸為宜適用于用鑄鐵制成的金屬型第101頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型冷卻裝置及特點對金屬型抽氣或通壓縮空氣冷卻

在金屬型背面留出抽氣空間，用抽氣機(jī)抽氣，也可以用壓縮空氣吹氣，以達(dá)到降低金屬型溫度的目的散熱效果好，使用安全，不影響金屬型使用壽命第102頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型冷卻裝置及特點對金屬型通水冷卻

在金屬型型腔背面鉆通水孔，溫度升高時，通水冷卻，效果最好，但應(yīng)避免冷卻速度太快而降低金屬型使用壽命用于銅合金鑄件第103頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型冷卻裝置及特點設(shè)置激冷塊冷卻

對要求局部激冷的金屬型，在激冷處安置激冷塊，加快該處的冷卻速度，以防止產(chǎn)生縮松。激冷塊的材料為陰極銅第104頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型冷卻裝置及特點設(shè)置冷卻筋與冷卻孔冷卻

對易產(chǎn)生輕微縮松的鑄件，可在其局部較厚的部位型面上開設(shè)冷卻筋或冷卻孔。冷卻筋為2～4mm的三角形，冷卻孔常設(shè)在分型面上，直徑為2～4mm第105頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四空氣冷卻金屬型第106頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四水冷金屬型第107頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四熱管結(jié)構(gòu)示意圖第108頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型局部設(shè)置熱管第109頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型自動控溫裝置示意圖第110頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5金屬型用材料及其選用（1）對金屬型材料的要求

－具有足夠的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性；－具有足夠的強(qiáng)度和韌性；－在高溫金屬液作用下不致被熔焊；－溫度急劇變化時產(chǎn)生的熱應(yīng)力要小，不易產(chǎn)生翹曲、變形和裂紋；－鑄造性能及機(jī)械加工性能要好。第111頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四5金屬型用材料及其選用（2）材料的選擇

金屬型的型體、底板及型芯等廣泛采用鑄鐵和中碳鋼。鑄鐵制的金屬型壽命低、修補(bǔ)時沒有碳鋼方便，所以復(fù)雜型面的金屬型常用碳鋼制造，而小型芯和薄活塊，澆注時受金屬液包圍，工作條件惡劣，宜采用合金鋼制造。第112頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（1）平均壽命

金屬型壽命是指金屬型在其報廢前所能澆注鑄件的絕對次數(shù)，一般與金屬型材料、鑄件材料及鑄件特性等因素有關(guān)。對于非鐵合金鑄鐵金屬型，小型鑄件可澆注數(shù)萬至數(shù)十萬次，中型鑄件可澆注數(shù)萬次第113頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

熱應(yīng)力的疊加鑄鐵金屬型坯料的內(nèi)應(yīng)力沒有及時消除而存留在加工后的金屬型內(nèi)，澆注時受金屬液的熱作用，產(chǎn)生新的熱應(yīng)力，若兩種應(yīng)力符號相同時，將產(chǎn)生疊加，當(dāng)應(yīng)力大于材料的強(qiáng)度極限時，金屬型就會出現(xiàn)開裂。第114頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

熱疲勞應(yīng)力每澆注一次，金屬型內(nèi)表面就得經(jīng)受一次交變應(yīng)力的作用。長期工作，金屬型內(nèi)表面就得承受無數(shù)次交變應(yīng)力的作用，當(dāng)這種交變應(yīng)力超過金屬型的疲勞強(qiáng)度極限時，金屬型內(nèi)表面上就會出現(xiàn)微小裂紋。隨著澆注次數(shù)的增多，裂紋擴(kuò)展，會在金屬型工作表面形成明顯的網(wǎng)狀裂紋，嚴(yán)重時，金屬型會因此報廢。第115頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四金屬型受交變熱應(yīng)力示意圖第116頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

鑄鐵生長鑄鐵金屬型中的珠光體在澆注金屬的熱作用下，分解成石墨和鐵素體，因相變伴隨有鑄鐵體積的增大。但這種生長不能在金屬型整體內(nèi)同步進(jìn)行，便會產(chǎn)生應(yīng)力，加快疲勞裂紋的擴(kuò)展。第117頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

氧氣侵蝕金屬型高溫工作條件下，氧氣會進(jìn)入金屬型的熱疲勞裂紋中，與金屬型發(fā)生較劇烈的氧化反應(yīng)，使裂紋處組織疏松并進(jìn)一步擴(kuò)展。第118頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

金屬液沖刷澆注時，金屬液對金屬型工作表面有劇烈的熱沖擊作用，使金屬型溫度迅速升高，強(qiáng)度降低。有時受金屬液侵蝕的表面會與鑄件粘合在一起，強(qiáng)力取出鑄件時會損壞金屬型工作表面。第119頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四6金屬型壽命（2）金屬型破壞類型及原因

鑄件的摩擦因金屬型無退讓性，取出鑄件時會與包住鑄件的金屬型產(chǎn)生較大的表面接觸摩擦，引起破壞。對于金屬型溫度升得較高得表面，破壞的可能性較大，如澆注系統(tǒng)、型芯等處，較易磨損。第120頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四目錄一、概述二、鑄件工藝設(shè)計三、金屬型設(shè)計四、鑄造工藝

五、金屬型鑄造機(jī)六、鑄件常見缺陷及防止方法

第121頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四四、鑄造工藝1金屬型的準(zhǔn)備

2金屬型的澆注工藝

3金屬型的試鑄

第122頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（1）金屬型的清理

（2）金屬型的預(yù)熱

（3）涂料及涂敷工藝

第123頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（1）金屬型的清理

清理方法可以是手工清理、噴砂或化學(xué)清理。（2）金屬型的預(yù)熱

金屬型在噴刷涂料前需先預(yù)熱，對于鋁、鎂合金通常預(yù)熱到150℃～200℃；噴完涂料還需進(jìn)一步預(yù)熱至金屬型的工作溫度，對于鋁合金，一般預(yù)熱到200℃～300℃，薄壁件預(yù)熱到300℃～350℃，對于鎂合金，一般預(yù)熱到200℃～350℃，薄壁件預(yù)熱到300℃～400℃。

第124頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（3）涂料及涂敷工藝

1）噴刷涂料的目的保護(hù)金屬型，改善型腔中氣體的排除條件，避免金屬液直接接觸金屬型型壁，使鑄件表面光潔，便于脫型。不同涂料厚度還可以調(diào)整凝固順序，減少鑄件缺陷。第125頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四氣體通過涂料層排出第126頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（3）涂料及涂敷工藝

2）對涂料的要求

涂料應(yīng)具備足夠的耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和一定的導(dǎo)熱性能。使用時流動性要好，發(fā)氣量要低，在劇烈溫度變化時不發(fā)生龜裂和剝落。

第127頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（3）涂料及涂敷工藝

3）涂料的涂敷原則

金屬型的型腔、型芯及澆冒口部位的型面均應(yīng)噴刷涂料。型腔、型芯所用涂料應(yīng)保證鑄件表面光潔，澆冒口應(yīng)采用保溫涂料。鑄件壁越厚，涂料層應(yīng)減?。环粗?，鑄件壁越薄，涂料層應(yīng)增厚。但冒口至需要補(bǔ)縮部位的涂料層厚度可逐漸減薄，以利于冒口的充分補(bǔ)縮。開型困難及易拉傷鑄件的部位，應(yīng)噴刷潤滑性好的石墨涂料。涂敷涂料的順序是先噴刷澆冒口系統(tǒng)，后噴刷需要涂料層厚的型腔表面，最后噴刷需要涂料層薄的型腔表面。第128頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四1金屬型的準(zhǔn)備（3）涂料及涂敷工藝

4）涂料配方

涂料一般由粉狀耐火材料（如氧化鋅、白堊粉等）、粘結(jié)劑（如水玻璃）、載體（如水）和其他附加物（如石墨粉、滑石粉等）組成。

第129頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四鋁合金鑄件用涂料配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）成分配方用途氧化鋅水玻璃水9～116～8其余中小型及表面要求光潔的鑄件型腔工作面氧化鋅白堊粉二氧化鈦水玻璃水6436其余表面要求光潔的鑄件型腔工作面氧化鋅或白堊粉石墨粉二氧化鈦水玻璃水4997其余大型及厚壁鑄件及表面容易拉鋁的型腔工作面第130頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四鋁合金鑄件用涂料配方（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）成分配方用途石墨粉水玻璃水10～156其余用于斜度小的型芯及厚壁鑄件型腔工作面

氧化鋅二氧化鈦石棉粉水玻璃水6121210其余薄壁鑄件的型腔工作面

石棉粉氧化鋅水玻璃水10～1210～1210～18其余澆冒口系統(tǒng)涂料

石墨粉鈣基潤滑脂595用于金屬型摩擦部位

第131頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（1）合金的澆注溫度（2）澆注工藝

（3）鑄件在金屬型中的保持時間

第132頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（1）合金的澆注溫度1）形狀復(fù)雜及壁薄的鑄件，澆注溫度應(yīng)偏高些；形狀簡單、壁厚及重量大的鑄件，澆注溫度可適當(dāng)降低。2）金屬型預(yù)熱溫度低時，應(yīng)提高合金的澆注溫度。為了充滿鑄件的薄斷面，提高合金的澆注溫度比提高金屬型的溫度效果要好。第133頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（1）合金的澆注溫度3）澆注速度快時，可適當(dāng)降低澆注溫度；需緩慢澆注的鑄件，澆注溫度應(yīng)適當(dāng)提高。4）頂注式澆注系統(tǒng)可采用較低的澆注溫度；底注式澆注系統(tǒng)要求較高的澆注溫度。5）當(dāng)金屬型中有很大的砂芯時，可適當(dāng)降低合金的澆注溫度。第134頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（1）合金的澆注溫度鋁合金：鋁硅合金680℃～740℃鋁銅合金700℃～750℃鎂合金：720℃～780℃第135頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（2）澆注工藝

1）常規(guī)澆注

－澆注一定要平穩(wěn)，不可中斷液流，應(yīng)盡量使金屬液沿澆道壁流入型腔；－按照先慢、后快、再慢的澆注原則；－澆包嘴應(yīng)盡可能靠近澆口杯。第136頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（2）澆注工藝

2）傾斜澆注

開始澆注時將金屬型傾斜一個角度(一般為45°)，然后隨澆注過程而逐漸放平。第137頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（2）澆注工藝

3）振動澆注振動澆注可以細(xì)化晶粒，提高鑄件力學(xué)性能，減少鑄造缺陷。第138頁，共151頁，2023年，2月20日，星期四2金屬型的澆注工藝（3）鑄件在金屬型中的保持時間

鑄件在金屬型中的保持時間取決于鑄件壁厚、鑄件材質(zhì)及金屬