材料成形工藝

材料成形工藝第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月◆什么是特種鑄造（specialcasting

）？與普通砂型鑄造有顯著區(qū)別的一些鑄造方法◆特種鑄造有什么作用？彌補(bǔ)砂型鑄造的不足：一個(gè)鑄型只能用一次，造型工作量大，極大降低效率；鑄件尺寸誤差大，表面粗糙度大低，浪費(fèi)材料、時(shí)間；廢品率高；勞動(dòng)條件差；第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1.熔模鑄造用易熔材料制成模型，然后用造型材料將其包住，經(jīng)過硬化后，再將模型加熱熔化、排出型外，從而獲得無分型面的鑄型，澆鑄后獲得鑄件的方法。

由于易熔材料主要成分是石蠟，因此，熔模鑄造又稱為失蠟鑄造（lost-waxmolding)。第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月工藝過程：蠟?zāi)Ｖ圃旖Y(jié)殼脫蠟焙燒澆注第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月用途：高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批、大量生產(chǎn)；形狀復(fù)雜、難以切削加工的小零件；特點(diǎn)：鑄件精度和光潔度較高；可澆注形狀復(fù)雜的鑄件；能鑄造各種合金；特別是高熔點(diǎn)合金；鑄件成本較高；鑄件的尺寸和重量受到限制；第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月2.實(shí)型鑄造采用聚苯乙烯發(fā)泡塑料模樣代替普通模樣，造好型后不取出模樣就澆入金屬液，在金屬液的作用下，塑料模樣燃燒、氣化、消失，金屬液取代原來塑料模所占據(jù)的空間位置，冷卻凝固后獲得所需鑄件的鑄造方法。第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)型鑄造工藝過程第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn)和適用范圍（1）無需起模，無分型面，無型芯，因而無飛邊毛刺，鑄件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模鑄造，但尺寸卻可大于熔模鑄造。（2）形狀復(fù)雜鑄件的模樣均可采用泡沫塑料模粘合為整體，減少了加工裝配時(shí)間，可降低鑄件成本10%～30%；（3）造型效率比砂型鑄造提高2～5倍；（4）模樣只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、強(qiáng)度低，模樣易變形，影響鑄件尺寸精度。澆鑄時(shí)模樣產(chǎn)生的氣體污染環(huán)境。適用范圍：不易起模等復(fù)雜鑄件，實(shí)型鑄造幾乎不受鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量、批量和合金種類的限制。目前正在大力推廣。第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.壓力鑄造壓力鑄造是指金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。

(1)壓鑄機(jī)和壓鑄工藝過程壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)的主要設(shè)備，按壓室（壓射室）分,一般分熱壓室壓鑄機(jī)（壓室浸于金屬液中）和冷壓室壓鑄機(jī)（壓室與金屬液保溫爐分開）兩大類。

目前應(yīng)用較多的是臥式冷壓室壓鑄機(jī)。臥式冷壓室壓鑄機(jī)的壓鑄工藝過程如圖所示。圖臥式冷壓室壓鑄機(jī)的工作過程第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)：鑄件的精度和表面質(zhì)量比其它鑄造方法都高；可以鑄出形狀復(fù)雜的薄壁件；能獲得晶粒細(xì)小、組織致密的鑄件；壓力鑄造的不足：壓鑄設(shè)備造價(jià)高，鑄型投資大，導(dǎo)致鑄件成本高于其它鑄造方法；壓鑄合金的品種有限，主要適用于低熔點(diǎn)有色金屬；鑄件易產(chǎn)生氣孔；第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.離心鑄造將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)的金屬鑄型（有時(shí)帶有砂襯）中，使金屬液在離心力作用下而附著于鑄型的內(nèi)壁，經(jīng)冷卻凝固而成為鑄件的一種鑄造方法。(1)離心鑄造機(jī)離心鑄造機(jī)是離心鑄造所用的設(shè)備,按其旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同分為立式、臥式兩種。離心鑄造示意第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月離心鑄造分：立式離心鑄造臥式離心鑄造適合于高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件適合于長度較大的套筒類鑄件第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1)特點(diǎn)

①鑄件組織致密,無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷,力學(xué)性能好;②鑄造圓形中空鑄件時(shí),不用型芯和澆注系統(tǒng),降低了金屬消耗;③提高了金屬液的充型能力,可澆注流動(dòng)性差的合金及薄壁鑄件;④可生產(chǎn)雙金屬鑄件,如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等,其結(jié)合面牢固;⑤離心鑄造適應(yīng)性較廣,鑄造合金的種類幾乎不受限制;⑥既適于鑄造中空件,又可以鑄造成形鑄件，適應(yīng)性強(qiáng)。2)應(yīng)用

離心鑄造主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用于生產(chǎn)齒輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。(2)離心鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.低壓鑄造低壓鑄造是指金屬液在氣體壓力作用下完成充型和凝固的鑄造方法。其壓力為0.02～0.06MPa。是介于重力鑄造(如砂型鑄造、金屬型鑄造)和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。它是使液態(tài)合金在壓力下，自下而上地充填型腔，并在壓力下結(jié)晶、以形成鑄件的工藝過程。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)低壓鑄造的工藝過程向坩堝中通壓縮空氣→金屬液上升充型→保壓、凝固→將坩堝上部與空氣相通→取出鑄件。如圖。自下而上充型，壓力下凝固。低壓鑄造工藝過程第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月特點(diǎn):①

可人為的調(diào)整壓力,適應(yīng)性強(qiáng);②

可用于各種鑄型;適用于各種合金及各種大小的鑄件;③

鑄件組織致密,力學(xué)性能好，對于鋁合金能有效地克服鑄件的針孔等缺陷，對于薄，有耐壓，防滲漏，氣密性要求的鑄件尤為重要，可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、輪廓清晰、薄壁鑄件；④澆注時(shí)壓力較底,底注充型,平穩(wěn)且易控制，無飛濺沖擊，不易夾渣，砂眼，氣孔;⑤

金屬的實(shí)際利用率高;⑥設(shè)備簡單,投資少,操作簡便,勞動(dòng)條件好,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。應(yīng)用:低壓鑄造目前主要用于生產(chǎn)鑄造質(zhì)量要求高的鋁、鎂合金鑄件。(2)低壓鑄造的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第五章鑄造工藝設(shè)計(jì)由零件圖轉(zhuǎn)化為鑄造工藝圖和工藝文件的過程主要內(nèi)容：◆選擇鑄造成形方案◆確定澆注系統(tǒng)、工藝參數(shù)◆繪制工藝圖、編制工藝卡和工藝規(guī)范第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月一、鑄造成形方案的選擇1.澆注位置的選擇澆注位置：金屬澆注時(shí)鑄件所處的空間位置。同一個(gè)鑄件，可以有多種澆注位置。第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：澆注位置與澆口位置是兩個(gè)不同的概念。同一個(gè)澆注位置，可以有多種澆口位置。澆注位置正確與否，將大大影響鑄件的質(zhì)量。第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）重要的加工面放在下部和側(cè)面原因：1）上表面容易產(chǎn)生氣孔、夾渣；

2）縮孔縮松往往產(chǎn)生在上部；澆注位置的選擇原則：圖例1圖例2（2）鑄件的大平面應(yīng)朝下原因：1）防止產(chǎn)生氣孔、夾渣；

2）防止產(chǎn)生夾砂缺陷；圖例3第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）鑄件的大面積薄壁部分，應(yīng)放在下部或側(cè)部原因：便于充滿鑄型，防止?jié)膊蛔愫屠涓魣D例4（4）應(yīng)便于安放冒口，對鑄件補(bǔ)縮澆注位置的選擇原則：第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月1)減少分型面（1）應(yīng)便于起模，使造型工作簡化（2）應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱以保證鑄件精度（3）為便于造型、下芯、合箱和檢驗(yàn)鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱圖例12)減少活塊3)減少型芯4)避免彎曲的分型面圖例2圖例3動(dòng)畫演示2.分型面的選擇原則第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月二、鑄造成形工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)機(jī)械加工余量起模斜度鑄造圓角收縮率型芯的形狀和尺寸第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械加工余量：鑄件上為切削加工而加大的尺寸；鑄件上標(biāo)有加工符號(hào)的表面，必須留有。大小根據(jù)合金種類、生產(chǎn)批量、鑄件大小、加工面在鑄型中的位置確定附表灰鑄鐵件的機(jī)械加工余量（mm）鑄件最大尺寸mm澆注時(shí)位置加工面與基準(zhǔn)面的距離/mm<5050-120120-260260-500500-800800-1250<120頂面底、側(cè)面3.5-4.52.5-3.54.0-4.53.0-3.5120-260頂面底、側(cè)面4.0-5.03.0-4.04.5-5.03.5-4.05.0-5.54.0-4.5第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月鑄件上的孔、槽：大孔應(yīng)鑄出，如果該孔需切削加工，則要加余量；小孔不必鑄出，留待機(jī)械加工更經(jīng)濟(jì)表3-1砂型鑄造最小鑄孔（mm）鑄造合金壁厚最小孔徑灰鑄鐵3-106-1020-2510-1540-5012-18鑄鋼30-50鋁合金、鎂合金20銅合金25第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月起模斜度：為便于起模，在模樣上垂直于分型面的表面增加的斜度；通常為15′-3°；內(nèi)壁的起模斜度比外壁大第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月鑄造圓角：為便于鑄造，鑄件壁間連接處增加的圓角。一般R3-5收縮率：由于收縮，鑄件冷卻后的尺寸比型腔尺寸略為縮小，為保證應(yīng)有的尺寸，模樣尺寸必須比鑄件放大一個(gè)收縮率；灰鑄鐵0.7％-1.0％；鑄鋼1.3％-2.0％第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月芯頭：型芯的外伸部分，落入芯座內(nèi)，定位和支撐型芯芯座：專為放置芯頭的空腔斜度：便于下芯和合型；一般5°-10°間隙：便于鑄型的裝配；一般1-4mma：垂直型芯b：水平型芯第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月三、鑄造工藝圖鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種工藝符號(hào)表示出鑄造工藝方案和工藝參數(shù)的圖形表示的內(nèi)容有：分型面、澆注位置、澆注系統(tǒng)、型芯、加工余量、拔模斜度等示例2車床進(jìn)給箱體鑄造工藝圖第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月842-?12R35R55?66?501030上下凡加工表面均應(yīng)加余量余量大小注在粗糙度符號(hào)上分型面、澆注位置第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月?50上下?661030+3+3+3+3+42o5o非加工表面拔摸斜度30~1’o鑄造圓角R3~5收縮率1%拔模斜度：為便于起摸，在模型的垂直于分型面的表面上設(shè)置的斜度第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖1-42車床進(jìn)給箱體鑄造工藝圖（局部）第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月床身橫截面圖上中中下導(dǎo)軌面導(dǎo)軌面左圖：導(dǎo)軌面在上，質(zhì)量差；右圖：導(dǎo)軌面在下，質(zhì)量好；返回第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖例2卷揚(yáng)機(jī)滾筒左圖：造型簡單，但上表面質(zhì)量差于下表面；右圖：造型難度較大，但整個(gè)圓柱表面質(zhì)量均勻；上中中下上下返回第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖例鑄造大平板上下上下返回模型圖第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖例某箱體鑄件上下上下H2H1澆口返回第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月上下上中中下減少分型面數(shù)量方案1