1、第八章 鑄 造,1、何為鑄造？熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法，稱為鑄造。,砂型鑄造,概 述,鑄造生產(chǎn)在機械制造業(yè)中的地位,概 述,砂型鑄造概述,概 述,鑄造產(chǎn)品,概 述,鑄鋁件,球鐵鑄件,鑄 銅,1、靈山大佛通高88米，佛體79米，蓮花瓣9米。 2、靈山大佛佛體（不含蓮花瓣）由1560塊6-8毫米厚的銅壁板構(gòu)成，焊縫長達30余公里。 3、靈山大佛鑄銅約700噸，銅板面積達九千多平方米，約一個半足球場大小。 4、由于高科技的運用，靈山大佛能抵御14級臺風和8級地震的侵襲。,優(yōu)點： 1）可以生產(chǎn)出形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、

2、床身、機架等。2）鑄造生產(chǎn)的適應(yīng)性廣，工藝靈活性大。 工業(yè)上常用的金屬材料均可用來進行鑄造，鑄件的重量可由幾克到幾百噸，壁厚可由0.5mm到1m左右3）鑄造用原材料大都來源廣泛，價格低廉，并可直接利用廢機件，故鑄件成本較低。,2、鑄造的優(yōu)缺點：,概 述,缺點： 1）鑄造組織疏松、晶粒粗大，內(nèi)部易產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔等缺陷，因此，鑄件的力學性能，特別是沖擊韌度低于同種材料的鍛件。2）鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定。,概 述,第一節(jié) 合金的鑄造性能,一、 合金的流動性及充型能力,(一)流動性,螺旋形標準試樣,流動性是熔融金屬的流動能力，合金的流動性是以螺旋形流動試樣的長度來衡量。試樣越長，流動性越好。,第一節(jié)

3、合金的鑄造性能,鑄件的主要缺陷及產(chǎn)生原因如圖所示。,第一節(jié) 合金的鑄造性能,第一節(jié) 合金的鑄造性能,常用合金的流動性（砂型，試樣截面88mm）,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（二）影響合金流動性的因素,1.不同結(jié)晶特征的合金的流動性,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（二）影響合金流動性的因素,2.化學成分對合金流動性的影響,鐵碳合金的流動性與相圖的關(guān)系,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（三）充型能力及其影響因素,充型能力是指液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的合格鑄件的能力 . 1澆注條件 (1) 澆注溫度。,第一節(jié) 合金的鑄造性能,(2) 充型壓力。 (3) 澆注系統(tǒng)。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動阻力大 2鑄型條件

4、 蓄熱系數(shù)、溫度以及鑄型中的氣體等均影響流動性,第一節(jié) 合金的鑄造性能,二、鑄件的凝固方式,大多數(shù)合金的凝固介于逐層凝固和糊狀凝固之間，稱為中間凝固方式。中碳鋼、高錳鋼、白口鑄鐵等具有中間凝固方式。一般將鑄件的凝固方式分為三種類型：逐層凝固方式、體積凝固（或稱糊狀凝固）方式和中間凝固方式。,體積凝固,第一節(jié) 合金的鑄造性能,三、 鑄造合金的收縮,(一)收縮的概念 把液態(tài)合金在凝固和冷 卻過程中，體積和尺寸 減小的現(xiàn)象稱為合金的 收縮。它是鑄造合金本 身的物理性質(zhì)。收縮是 鑄件中許多缺陷如縮 孔、縮松、裂紋、變形 和內(nèi)應(yīng)力等產(chǎn)生的基本 原因。,圖9-4 溫度梯度對凝固區(qū)域的影響,合金的收縮經(jīng)歷如

5、下3個階段,第一節(jié) 合金的鑄造性能,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（二）影響收縮的因素,1. 化學成分的影響,常用合金中，鑄鋼的收縮率最大，灰鑄鐵最小。碳素鋼隨合碳量的增加凝固收縮率增加，而固態(tài)收縮率略減；灰鑄鐵中碳、硅含量越高，硫含量越低，收縮率越小 。,2澆注溫度的影響,3鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件的影響,澆注溫度主要影響液態(tài)收縮。合金的澆注溫度愈高，過熱度愈大，液態(tài)收縮量愈大，則總收縮量相應(yīng)增加。,鑄件的實際收縮率比自由收縮率小。,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（三）鑄件的縮孔和縮松,1縮孔和縮松的形成,純金屬、共晶成分和凝固溫度范圍窄的合金，澆注后在型腔內(nèi)是由表及里的逐層凝固。在凝固過程中，如得不到合金液

6、的補充，在鑄件最后凝固的地方就會產(chǎn)生縮孔.,圖8-5 縮孔的形成過程示意圖,第一節(jié) 合金的鑄造性能,1縮孔和縮松的形成,鑄件最后凝固的收縮未能得到補足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達，枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補縮所 致。,(a) 鋸齒形凝固前沿 (b) 形成液體小區(qū) (c) 形成縮松 圖8-6 縮松的形成過程,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（三）鑄件的縮孔和縮松,一定成分的合金，縮孔、縮松的數(shù)量可以相互轉(zhuǎn)化，但 其總?cè)莘e基本一定，如圖所示。,鐵碳合金成分與體積收縮率的關(guān)系,防止縮孔和縮松的基本原則是：采用合理的工藝條件，使縮松轉(zhuǎn)化為縮孔，

7、并使縮孔移至冒口中。,（三）鑄件的縮孔和縮松,2縮孔和縮松的防止,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（1）按照順序凝固原則進行凝固 是指采用各種工藝措施，使鑄件上從遠離冒口的部分到冒口之間建立一個逐漸遞增的溫度梯度，從而實現(xiàn)由遠離冒口的部分向冒口的方向順序地凝固， 如圖所示，使縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中。,適用于收縮大或壁厚差別大，易產(chǎn)生縮孔的合金鑄件，如鑄鋼、高強度灰鑄鐵、可鍛鑄鐵等。,順序凝固原則示意圖,（三）鑄件的縮孔和縮松,2縮孔和縮松的防止,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（2）合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝 內(nèi)澆道的引入位置應(yīng)按照順序凝固原則確定；澆注溫度和澆注速度應(yīng)根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)類型確定，慢澆有利于順

8、序凝固，有利于補縮，消除縮孔。,（三）鑄件的縮孔和縮松,2縮孔和縮松的防止,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（3）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補貼等工藝措施,冒口冷鐵的作用,冒口，在鑄件厚壁處和熱節(jié)部位設(shè)置冒口，是防止縮孔、縮松最有效的措施。 冷鐵，用鑄鐵、鋼、銅等材料制成的激冷物。加大冷卻速度，調(diào)節(jié)凝固順序。,2縮孔和縮松的防止,第一節(jié) 合金的鑄造性能,（三）鑄件的縮孔和縮松,補貼：對于板件和壁后均勻的薄壁件，由于冒口的有效補縮距離所限，往往在鑄鐵的內(nèi)部仍產(chǎn)生縮孔和縮松。若在鑄件壁上部靠近冒口處增加一個楔形厚度，使鑄件壁厚變成朝冒口鑄件增厚的形狀，即造成一個向冒口逐漸遞增的溫度梯度。所增加的楔形部分，稱為“

9、補貼”。,（3）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補貼等工藝措施,（三）鑄件的縮孔和縮松,2縮孔和縮松的防止,第一節(jié) 合金的鑄造性能,鑄件的縮孔和縮松錄像,第一節(jié) 合金的鑄造性能,四、鑄造應(yīng)力、變形與裂紋,內(nèi)應(yīng)力,熱應(yīng)力,機械應(yīng)力,變形,裂紋,鑄件在凝固和冷卻的過程中，由于鑄件的壁厚不均勻，導(dǎo)致不同部位不均衡的收縮而引起的應(yīng)力。,鑄件在固態(tài)收縮時，因受到鑄型、型芯、澆冒口、砂箱等外力阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。,殘余熱應(yīng)力的存在，使鑄件處在一種非穩(wěn)定狀態(tài)，將自發(fā)地通過鑄件的變形來緩解其應(yīng)力，以回到穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。,當熱應(yīng)力大到一定程度會導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋。,第一節(jié) 合金的鑄造性能,熱應(yīng)力的形成過程演示,第一節(jié) 合金的鑄造性

10、能,機械應(yīng)力形成過程分析,機械應(yīng)力：機械應(yīng)力會導(dǎo)致形成裂紋, 應(yīng)適時開箱加以解決。,第一節(jié) 合金的鑄造性能,鑄件的結(jié)構(gòu)：鑄件各部分能自由收縮 工藝方面：采用同時凝固原則 時效處理：人工時效；自然時效,鑄件的結(jié)構(gòu)盡可能對稱 鑄件的壁厚盡可能均勻,熱應(yīng)力的消除方法,第一節(jié) 合金的鑄造性能,第二節(jié) 砂型鑄造,制做鑄型和型芯所用的材料成為造型材料。 主要分型砂與芯砂，由原砂、粘接劑、水和附加物配制而成。 （一）型（芯）砂的性能 1、強度：應(yīng)保證鑄型（或型芯）受外力作用時，不易被損壞。型砂強度不足會造成塌箱、沖砂與砂眼等缺陷。 2、透氣性：鑄型（或型芯）能允許氣體通過，因為澆注時，型腔內(nèi)的空氣及鑄型產(chǎn)生

11、的揮發(fā)氣體要通過砂型逸出。 3、可塑性：型砂受力易成型且獲得清晰輪廓。可塑性好，作興方便，造型的輪廓清晰，可鑄出形狀尺寸精確的鑄件。,一、造型材料,第二節(jié) 砂型鑄造,4、耐火性：型（芯）砂在高溫液態(tài)金屬作用下，不軟化、不熔融和不粘結(jié)的能力、耐火性差的型（芯）砂，砂粒易粘附在鑄件表面，使清砂和切削加工困難。 5、退讓性：鑄件凝固收縮時，型（芯）砂不阻礙鑄件收縮。退讓性差的型芯砂，將阻礙鑄件的收縮，會使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力，引起變形，甚至開裂。 型芯在澆注時，四周被液態(tài)金屬包圍，故要求芯砂性能比型砂高。,第二節(jié) 砂型鑄造,(二)型（芯）砂的組成及配制過程,1、型（芯）砂的組成 原砂 是型砂和砂芯的主要組成

12、部分，其主要成分是由SiO2及其他氧化物。砂粒均勻且呈圓形的好，一般采自山地、沙漠、河灘和海濱。 粘結(jié)劑 其作用是江砂?；ハ嗾辰Y(jié)在一起，使型（芯）砂具有一定的強度和可塑性。種類很多，常用的有陶（高嶺）土、膨潤土、油類、合脂、樹脂與水玻璃等。,第二節(jié) 砂型鑄造,附加物 為了改善型（芯）砂某些性能而附加的物質(zhì)。例如，加入煤粉可提高耐火性，加入水玻璃可提高強度，加入木屑可改善透氣性和退讓性等。 型砂和芯砂的組成物決定于鑄造合金的種類，鑄件的大小及結(jié)構(gòu)特征等。,2、型（芯）砂的制備過程 烘干-篩分-混砂（先干混后濕混）- 砂-停放（悶砂）。,第二節(jié) 砂型鑄造,（1）模樣的制造 一般情況，模樣的外形與鑄

13、件的外形相似，其尺寸要大于鑄件，這是因為金屬有冷卻收縮。模樣應(yīng)有足夠的強度和剛度，以及與逐漸向適應(yīng)的表面粗糙度和尺寸精度。 根據(jù)制造模樣所用的材料不同，分為木模樣、金屬模樣和塑料模樣等，可根據(jù)鑄件的要求、造型方法和生產(chǎn)批量等，經(jīng)濟合理的選用。,第二節(jié) 砂型鑄造,木模樣 是模樣中應(yīng)用最廣泛的一種，具有質(zhì)輕、價廉和容易加工等優(yōu)點。但強度低，容易變形和損壞，一班用于單件和中小批量生產(chǎn)。常用木材有，紅木、杉木、銀杏等。 金屬模樣用鑄鐵、銅合金和鋁合金等金屬材料制造的模樣。鋁模最為多見。金屬模樣的強度高，尺寸精確，表面光潔，壽命長。但制造時生產(chǎn)周期長、成本高，用于大批量生產(chǎn)。 （二）芯盒的制造 芯盒的型

14、腔與鑄件的內(nèi)腔孔洞相似。其尺寸應(yīng)考慮鑄件內(nèi)腔的加工余量和收縮量。根據(jù)制造芯盒的材質(zhì)不同，也可以分為木芯盒和金屬芯盒，金屬芯盒的材料一般是鑄造鋁合金,第二節(jié) 砂型鑄造,（三）造型與制芯工藝,造型是指用型砂、模樣、砂箱等工藝裝備制造砂型的過程。 制芯是將芯砂制成符合芯盒形狀的砂芯的過程。,圖 砂型鑄造工藝流程,第二節(jié) 砂型鑄造,第二節(jié) 砂型鑄造,二、砂型鑄造的工藝過程 將液體金屬澆入用型砂緊實成的鑄型中，待凝固冷卻后，將鑄型破壞，取出鑄件的鑄造方法稱為砂型鑄造。,砂型鑄造工藝過程 制造模樣、芯盒配制型砂、芯砂造型和造芯烘干、合箱熔煉金屬、澆注落砂、清理與檢驗等,第二節(jié) 砂型鑄造,三 、砂型鑄造造型

15、方法,（一）手工造型 單件、小批量生產(chǎn) （二）機器造型 中、小件大批量生產(chǎn) （三）機器造芯 中、小件大批量生產(chǎn) （四）柔性造型單元 各種形狀與批量生產(chǎn),套筒的砂型鑄造過程：,第二節(jié) 砂型鑄造,第二節(jié) 砂型鑄造,（一）手工造型,1、整模造型的模樣是整體的，分型面是平面，鑄型型腔全部在半個鑄型內(nèi)，其造型簡單，鑄件不會產(chǎn)生錯型缺陷。適用于鑄件最大截面在一端，且為平面的鑄件。,第二節(jié) 砂型鑄造,2、分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半，型腔位于 上、下兩個砂箱內(nèi)，造型簡單省工。常用于最大截面在 中部的鑄件。,第二節(jié) 砂型鑄造,支承臺的分塊模造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,三箱造型,第二節(jié) 砂型鑄造,法蘭座

16、的三箱造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,3、挖砂造型的模樣是整體的，但鑄件分型面為曲 面。為便于起模，造型時用手工挖去阻礙起模的型 砂、其造型費工、生產(chǎn)率低，工人技術(shù)水平要求 高。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。,第二節(jié) 砂型鑄造,手輪的挖砂造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,4、活塊造型是在制模時將鑄件上的妨礙起模的小凸臺，肋條等這些部分作成活動的（即活塊）。起模時，先起出主體模樣，然后再從側(cè)面取出活塊。其造型費時，工人技術(shù)水平要求高。主要用于單件、小批生產(chǎn)帶有突出部分、難以起模的鑄件。,第二節(jié) 砂型鑄造,5、刮板造型是用刮板代替實體模樣造型，它可降低 模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低

17、， 工人技術(shù)水平要求高。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、 中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。,刮板造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,6、地坑造型在地平面以下的沙坑中或特制的地坑中制造 下型的造型方法，特點是省掉了下砂箱，但造型操作麻 煩。用于中型、大型鑄件單件或小批量生產(chǎn)。,第二節(jié) 砂型鑄造,平板的地坑造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,7、假箱造型是為克服挖砂造型的挖砂缺點，在造型前預(yù)先做個底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不參予澆注，故稱假箱。比挖砂造型操作簡單，且分型面整齊。適用于成批生產(chǎn)中需要挖砂的鑄件。,假箱造型實例,第二節(jié) 砂型鑄造,（二）機器造型,機器造型是將填砂、緊實和起模等

18、主要工序?qū)崿F(xiàn)了機械化，并組成生產(chǎn)流水線。機器造型生產(chǎn)率高，鑄型質(zhì)量好，鑄件質(zhì)量高，適用于中小型鑄件的大批量生產(chǎn)。,自動造型生產(chǎn)線 1卸箱機 2移箱機 3、13落砂 4下箱自動造型機 5刷砂刷6平車 7放箱機 8翻轉(zhuǎn)機 9合型機 10輥道 11換模小車12上箱自動造型機 14鑄型 15澆注工段 16輸送帶,第二節(jié) 砂型鑄造,機器造型方法一,1、振壓造型工作原理,機器造型方法：振壓造型、高壓造型、拋砂造型。,a) 填砂 b) 振實 c) 壓實 d) 起模,圖8-11振壓式造型機工作原理,第二節(jié) 砂型鑄造,震壓式造型錄像,第二節(jié) 砂型鑄造,（三）機器造芯,在大批量生產(chǎn)中，常用型芯制作設(shè)備是射芯機和殼

19、（吹）芯機。,第二節(jié) 砂型鑄造,射砂擠壓造型錄像,射芯機工作原理,第二節(jié) 砂型鑄造,四、澆注系統(tǒng)的確定,圖 澆注系統(tǒng)的組成 1外澆口 2直澆口 3橫澆口 4內(nèi)澆口 5冒口,澆注系統(tǒng)指液態(tài)金屬流入鑄型型腔的通道 ,澆注系統(tǒng)一般包括外澆口、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆口等，,第二節(jié) 砂型鑄造,澆注系統(tǒng)的組成 1外澆口 2直澆口 3橫澆口 4內(nèi)澆口 5冒口,澆注系統(tǒng)應(yīng)保證液態(tài)金屬平穩(wěn)地引入鑄型，要有利于排渣和排氣，并能控制鑄件的凝固順序.,冒口的作用是補縮、集渣、通氣、排氣。對冒口的要求是：金屬液足夠補縮量；補縮通道暢通，且保證冒口的凝固時間要大于鑄件的凝固時間。,第二節(jié) 砂型鑄造,澆口位置的確定對鑄件質(zhì)量

20、影響很大，依據(jù)鑄件的具體結(jié)構(gòu)、合金種類等有以下幾種：,第二節(jié) 砂型鑄造,五、砂型鑄造工藝設(shè)計,鑄造工藝圖包括：,鑄件的澆注位置 鑄型分型面 鑄造工藝參數(shù),支座的零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖及合型圖,第二節(jié) 砂型鑄造,（一）澆注位置的選擇,鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或位于側(cè)面；,澆注位置澆注時鑄件在鑄型中的空間位置。,澆注位置的選擇原則：,第二節(jié) 砂型鑄造,鑄件的大平面應(yīng)朝下；面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或側(cè)面； 鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或側(cè)面。,澆注位置的選擇原則：,第二節(jié) 砂型鑄造,鑄件厚大部分應(yīng)放在上部或側(cè)面。,（二）鑄型分型面的選擇,（a）鑄件 （b）四箱造型 （c）三箱造型 （d）兩箱造型

21、三通類鑄件的分型面的選擇,第二節(jié) 砂型鑄造,選擇原則,應(yīng)保證模樣能順利的從鑄型中取出；,應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量；,應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面；,應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱；,應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱；,應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少。,分型面指鑄型中相互結(jié)合的表面,第二節(jié) 砂型鑄造,應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出,(a) 不合理 (b) 合理,分型面應(yīng)選在最大截面處示意圖,第二節(jié) 砂型鑄造,應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量,第二節(jié) 砂型鑄造,應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面,第二節(jié) 砂型鑄造,應(yīng)使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱,使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保證鑄件的尺寸精度,第二節(jié)

22、 砂型鑄造,應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱；,第二節(jié) 砂型鑄造,應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少,圖為一側(cè)凹鑄件，圖中的分型方案1要考慮采用活塊造型或加外型芯才能鑄造；采用圖中的方案2則省去了活塊造型或加外型芯。,第二節(jié) 砂型鑄造,（三）工藝參數(shù)的確定,加工余量；,收縮率；,拔模斜度；,鑄造圓角；,型芯及型芯頭。,工藝參數(shù),第二節(jié) 砂型鑄造,1、加工余量,孔的鑄出：要考慮鑄出的可能性、必要性、和經(jīng)濟性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機加工完成。,第二節(jié) 砂型鑄造,2、鑄造收縮率,鑄件在凝固和冷卻過程中會發(fā)生收縮而造成各部分體積和尺寸縮小。為了使鑄件的實際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時，

23、模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件放大一個該合金的收縮率。,合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。 通?；诣T鐵的鑄造收縮率是0.7%-1.0%， 鑄鋼的鑄造收縮率為1.3%-2.0%， 鋁合金的鑄造收縮率為0.8%-1.2%， 錫青銅鑄造收縮率為1.2%-1.4%。,式中： L模模樣尺寸； L件鑄件尺寸。,第二節(jié) 砂型鑄造,3、鑄型起模斜度,為了起模方便又不損壞砂型，凡垂直于分型面的壁上留有起模斜度，如圖所示。起模斜度值見JB/T 51051991。,第二節(jié) 砂型鑄造,4、鑄造圓角,凝固特性 熱節(jié)、充型,不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié),第二節(jié) 砂型鑄造,5、型芯及型芯頭,型芯是鑄件的一個重

24、要的組成部分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔,孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形,第二節(jié) 砂型鑄造,1、支座,（四）實例分析,方案 沿底版中心分型。軸孔下芯方便，但底版上四個凸臺必須采用活塊且鑄件在上、下箱各半。,方案 沿底面分型，鑄件全部 在下箱，不會產(chǎn)生錯箱，鑄件易清理。但軸孔內(nèi)凸臺必須采用活塊或下芯且軸孔難以鑄出。,第二節(jié) 砂型鑄造,（五）鑄造工藝圖的繪制,為了獲得健全的合格鑄件，減小鑄型制造的工作量，降低鑄件成本，在砂型鑄造的生產(chǎn)準備過程中，必須合理地制訂出鑄造工藝方案，并繪制出鑄造工藝圖。,a聯(lián)軸節(jié)零件圖,b鑄造工藝圖,c模樣圖（收縮率1%）,第二節(jié) 砂型鑄造,（六）鑄造工藝設(shè)計的一般程序

25、,表9-8 鑄造工藝設(shè)計的內(nèi)容和一般程序,第二節(jié) 砂型鑄造,特種鑄造,金屬型鑄造,離心鑄造,壓力鑄造,熔模鑄造,低壓鑄造,擠壓鑄造,陶瓷型鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,與砂型鑄造相比，特種鑄造具有鑄件精度和表面質(zhì)量高、鑄件內(nèi)在性能好、原材料消耗低、工作環(huán)境好等優(yōu)點。但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、重量、材料種類往往受到一定限制。,第三節(jié) 特種鑄造,模鑄造是在易熔模樣表面包覆若干層耐火材料，待其硬化后，將模樣熔去制成中空型殼，經(jīng)澆注而獲得鑄件的成形方法。,熔模鑄造工藝過程： 制造熔模、制模組、上涂料（及撒砂）、脫模、焙燒、澆注、落砂、切澆口。,一、熔模鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,圖8-26 熔模鑄造的工藝過程

26、a）母模 b）壓型 c）熔蠟 d）制造蠟?zāi)?e）蠟?zāi)?f）蠟?zāi)＝M g）結(jié)殼，脫蠟 h）填砂，澆注,熔模鑄造的生產(chǎn)工序,第三節(jié) 特種鑄造,熔模鑄造的特點：,鑄件的精度和表面質(zhì)量較高（IT11-13,Ra1.6-12.5） 合金種類不受限制，鋼鐵及有色金屬均可適用 可鑄出形狀復(fù)雜的鑄件 生產(chǎn)批量不受限制 工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高鑄件尺寸不能太大,熔模鑄造是一種少、無切削的先進精密成形工藝，最適合25kg以下的高熔點、難加工合金鑄件的批量生產(chǎn)。如汽輪機葉片、泵輪、復(fù)雜刀具、汽車上小型精密鑄件。,第三節(jié) 特種鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,二、金屬型鑄造,金屬型的結(jié)構(gòu)可分為：水平分型式、垂直分型式及

27、復(fù)合分型式等。金屬型一般用鑄鐵、鑄鋼；鑄件的內(nèi)腔可用金屬型芯或砂芯來形成。,金屬型鑄造是在重力作用下將液態(tài)金屬澆入金屬鑄型的成形方法。,水平分型式,第三節(jié) 特種鑄造,金屬型鑄造生產(chǎn)過程,第三節(jié) 特種鑄造,金屬型優(yōu)點： 一型多鑄，生產(chǎn)效率高 鑄件尺寸精度高，表面質(zhì)量好 (IT12-14, Ra6.3-12.5) 鑄件冷卻快，組織致密，機械性能好,金屬型缺點： 金屬型成本高 沒有退讓性，不宜生 產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件 鑄件冷卻快，組織致密，機械性能好,金屬型鑄造主要用于銅、鋁、鎂等有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)。如內(nèi)燃機活塞、汽缸蓋、油泵殼體、軸瓦、軸套等。,第三節(jié) 特種鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,三、壓力鑄造,

28、壓力鑄造是將液態(tài)金屬在高壓作用下快速壓入金屬鑄型中，并在壓力下結(jié)晶，以獲得鑄件的方法。,a） b） c） 圖8-28 立式壓鑄機工作過程示意圖 a）澆注 b）壓射 c）開型 l定型2-壓射活塞3-動型4下活塞5余料6-壓鑄件7-壓室,第三節(jié) 特種鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,臥式壓鑄機,第三節(jié) 特種鑄造,壓力鑄造的特點：,鑄件的尺寸精度高（IT8-12,Ra3.2-0.4） 鑄件的強度和表面硬度都較高 生產(chǎn)效率高（一般為50-150次/小時） 鑄件表皮下有氣孔，不能多余量加工和熱處理 設(shè)備投資大，壓鑄型制造成本高，適宜大量生產(chǎn),壓力鑄造主要用于鋁合金、鋅合金和銅合金鑄件。壓鑄件廣泛應(yīng)用與汽車、儀器儀

29、表、計算機、醫(yī)療器械等制造業(yè)，如發(fā)動機汽缸體、汽缸蓋、儀表和照相機的殼體與支架、管接頭、齒輪等。,第三節(jié) 特種鑄造,四、低壓鑄造,低壓鑄造工藝過程,第三節(jié) 特種鑄造,低壓鑄造,第三節(jié) 特種鑄造,低壓鑄造的特點：,澆注時的壓力和速度可以調(diào)節(jié) 采用底注式?jīng)_型，金屬液沖型平穩(wěn) 鑄件在壓力下結(jié)晶，鑄件組織致密、輪廓清晰，機械性能高 澆注系統(tǒng)簡單，金屬利用率可達90%以上。,低壓鑄造目前廣泛應(yīng)用于鋁合金鑄件的生產(chǎn)，如汽車發(fā)動機缸體、缸蓋、活塞、葉輪等形狀復(fù)雜的薄壁鑄件。,第三節(jié) 特種鑄造,五、離心鑄造,離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力作用下成形并凝固的鑄造方法。,(a) 立式離心鑄造 (b) 臥式離心鑄造 圖8-30 離心鑄造機原理圖,第三節(jié) 特