铸造成型技术.

铸造是历史上最悠久的一种工艺，在我国已有6000多年历史了。从殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。河南安阳出土的殷朝祭器司母戊鼎，重达700多公斤，长、高都超过1m（见右图），四周饰有精美的蟠龙纹及饕餮(古代传说中的一种凶恶的野兽)。鼎王：司母戊方鼎现代伟人塑像98式主战坦克铸造基本内容•铸造定义•铸造的特点•铸造的分类•砂型铸造生产•砂型•造型方法•铸造的发展趋势一铸造铸造是制作铸型、熔炼金属，将熔炼的液体金属浇注到铸型中，凝固后获得一定形状与性能铸件的成形方法。P27采用铸造方法获得的金属制品称为铸件。在机械制造中，大部分机械零件是用金属材料制成的，铸造方法成为制造毛坯或零件的重要方法，具有其它方法所不具有的特点.车床铣床刨床磨床二铸造的特点2.1.优点P27•毛坯形状（外形至内腔）复杂程度高；•适应性广（铸件材质、大小、批量）；•材料来源广，成本低（原材料，废料；形状、尺寸与零件相近，节省材料和加工费用）二铸造的特点2.2.缺点P27•铸件的力学性能较差（组织粗大，不均匀）；•质量不容易控制，废品多；•铸造生产劳动强度大，生产环境差。三铸造的分类P273.1.按材质分•黑色金属铸造：铸钢、铸铁。•有色金属铸造：铸铜、铸铝及其合金等。三铸造的分类3.2.按生产工艺方法分•砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方法。•特种铸造P43：砂型铸造之外的其他铸造方法，如：熔模铸造－、压力铸造等。三铸造的分类3.3.按成品分•普通铸造：铸件为零件毛坯，需经进一步加工才能形成机械零件。•精密铸造:铸件为成品或半成品，不需加工或少切削加工即可使用，如：熔模铸造，陶瓷型铸造－等。4.1.手工P28砂型铸造的生产工艺流程图四砂型铸造生产零件图配制型砂制作砂型模样图芯盒图铸型装配图落砂、清理铸型配制芯砂制作型芯浇注熔炼金属检验合格铸件次品废品4.2.砂型的组成和作用在铸型或型芯上，用针扎出的出气孔，用以排气。出气孔在铸型中用来引导金属液流入型腔的通道。浇注系统为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂制成安放在型腔内部的组元。型芯用摸样在砂型中形成的，以获得铸件的外形。型腔各铸型组元间的结合面，每一对铸型间都有一个分型面。分型面造型时填充型砂的容器，分上、中、下等砂箱。砂箱作用名称•冒口：是供补缩铸件用的铸型空腔，有些冒口还起观察、排气和集渣的作用。•冷铁：是为加快铸件局部冷却，在铸型、型芯中安放的金属物。四砂型铸造生产4.3名词解释铸造工艺图造型模样型腔芯盒型芯合箱铸型四砂型铸造生产4.4.模样、型腔、铸件和零件的关系（以三通模样为例）＜＜1＜1≈11尺寸（大小）凸凸凹凸形状（凹凸）零件铸件型腔模样五砂型5.1.型（芯）砂的组成和性能P29型芯砂通常是由原砂（即新砂）、粘结剂（常用的有普通粘土和彭润土）、水及附加物（如煤粉、木屑等）等按一定的比例配制而成。为保证砂型在造型、合箱和浇注时经受住外力高温金属液的烘烤、冲刷和气体压力等作用，要求型砂具有一定的性能，如：强度、透气性、耐火性、退让性和可塑性等。五砂型•强度：指型芯砂在制造.搬运及浇注时，不至于破坏的能力。•透气性：紧实后的型芯砂透过气体的能力。•耐火性：型芯砂在高温液体金属作用下，不软化、不熔融的性能。•退让性：铸件凝固后冷却收缩时，型芯砂是否容易被压缩的性能。•可塑性：型砂在外力的作用下成形，去除外力后能完整的保持所赋予形状的能力。五砂型性能之间的关系：强度透气性退让性可塑性耐火性（与原砂中的二氧化硅的含量有关）五砂型5.2.浇注系统的组成P39典型的浇注系统一般由外浇口、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成。形状简单的小型铸件可以省去横浇道。五砂型•外浇口容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击。小型铸件通常为漏斗状，较大型铸件为盆状。•直浇道连接外浇口与横浇道的垂直通道，通常带有一定的锥度（上大下小），改变直浇道的高度可以改变金属液的流动速度从而改变液态金属的充型能力。五砂型•横浇道将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道，一般开在砂型的分型面上，其截面一般为梯形。横浇道的主要作用是阻挡熔渣流入型腔，并分配液态金属流入内浇道。•内浇道与型腔直接相连，是浇注系统中引导金属液进入型腔的通道。其截面多为扁梯形、矩形、三角形等。它能调节金属液流入型腔的方向和速度，调节铸件各部分的冷却速度。五砂型浇注系统作用小结•将金属液体平稳的导入型腔，以获得轮廓清晰完整的铸件；•隔渣，阻止金属液中的杂质和熔渣进入型腔；•控制金属液流入型腔的速度和方向；•调节铸件的凝固顺序；五砂型5.3.浇注系统的类型P40根据铸件形状、大小、合金种类和造型方法的不同，可选用不同的浇口位置。按金属液注入方式的不同，浇注系统类型分为顶注式、底注式、阶梯式、中间注入式等。六造型方法按照操作方法分为两大类：手工造型和机器造型。•手工造型P31指全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型使用设备及工具简单，操作灵活，适应性强，生产准备时间短，但生产效率低，劳动强度大，铸件质量较差。适合较小批量的生产，特别是不能用机器造型的重型复杂零件。六造型方法手工造型的方法很多，根据铸件结构、技术要求、生产批量及生产条件的不同，可采用不同的造型方法。常用的造型方法有整模造型@、分模造型@、挖砂造型、活块造型、刮板造型、假箱造型等。具体造型方法将在现场介绍。六造型方法•机器造型P35指用机器全部或至少完成紧砂和起模两道基本工序的造型方法。与手工造型相比，机器造型具有生产率高、铸件质量较稳定、铸件精度和表面质量高、工人劳动强度低等优点，它是现代化铸造车间最基本的造型方法。六造型方法常用的机器造型方法有气动微震压实造型、射压式造型、抛砂式造型等。适用于中、小型铸件的大批量生产。七铸造成型技术发展趋势P46随着科学技术的进步和经济的发展，对铸造提出了优质.低耗.高效.少污染的要求。铸造技术正向以下几方面发展。七铸造成型技术发展趋势7.1.机械化.自动化技术的发展。随着汽车工业等大批大量制造的要求，各种新的造型法（如高压造型.射压造型.气充造型等）和造芯方法得到了进一步开发和推广。七铸造成型技术发展趋势7.2.特种铸造工艺的发展。随着现代工业对铸件的要求的增加，以及少无切削加工的发展，特种铸造工艺向大型铸件方向发展。复合铸造技术和一些全新的工艺方法逐步进入应用。七铸造成型技术发展趋势7.3.特殊性能合金的应用球墨铸铁.合金钢.铝合金.钛合金等高比强度.比模量的材料逐步进入应用。新型铸造功能材料（如铸造复合材料.阻尼材料）和具有特殊磁学.电学.热学性能及耐辐射材料进入铸造成型领域。七铸造成型技术发展趋势7.4.微电子技术进入应用铸造生产的各个环节已开始使用微电子技术。例如，铸造工艺和模具的ＣＡＤ及ＣＡＭ，凝固过程数值模拟，铸造过程自动检测．监测与控制，各种数据及专家系统，机器人的应用等。七铸造成型技术发展趋势7.５.新型材料的开发和应用。铸造实习安全操作规程１．实习期注意安全，听从实习指导教师安排。２．实习时要穿工作服，不打闹，喧哗．串岗等，确保人身安全。３．按时完成指定工作，未经指导教师许可，不得随便做其他工作。４．造型时不可用嘴吹型砂，所用工具应放在工具箱内，工具和砂型不能乱放。５．下班时按要求整理工具，打扫卫生，关闭电源．门窗等。整理及课下作业•铸造的定义•铸造的特点（优点和缺点）。•铸造的分类。•模样.型腔.铸件和零件的关系。•型芯砂的组成，性能及它们之间的关系。•浇注系统的组成及每部分作用、浇注系统的作用。•浇注系统的类型。•造型方法的分类。•常用的手工造型方法（按照模样特征）分为几类。•手工造型方法按照沙箱结构特征可以分为几类。古代砂型法铸币工艺流程砂型法铸币的生产流程气孔缩孔错型浇不到分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的铸件永乐大钟经文磨床床身柴油机机身压缩机缸体暖气片柴油机机身阀体泵盖气缸套阀体柴油机机身型（芯）砂组成示意图浇注系统类型示意图熔模铸造生产过程木型模样金属型模样三通模样三通铸件、芯盒、模样明成祖朱棣下令铸造的永乐大钟，重约46.5吨，钟高6.75米，直径3.3米，经文字数22.7万字，钟声持续时间2分钟，传播距离20千米。具有五绝：一绝：铸造年代最久；二绝：铸成经种最多；三绝：钟声传播最远；四绝：力学结构最佳；五绝：铸造工艺最高。4.1.砂型铸造的生产工艺流程图手工造型工艺流程模样砂箱平板安放模样砂箱准备填砂紧实开型扎气孔、打定位孔或做合型线起模合型修型开设浇注系统