任务21铸造工艺

项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺任务2.2锻压工艺任务2.3焊接工艺项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状、尺寸和性能铸件的成形方法。按生产方法分为：砂型铸造和特种铸造优点：1.能制造各种尺寸和形状复杂的铸件；2.绝大多数金属均能用铸造方法制成铸件；3.原材料来源广泛，价格低廉。缺点：废品率高、性能不如锻件、表面粗糙、精度低。铸造概述项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺铸造方法砂型铸造特种铸造手工造型—主要适用于单件小批生产机器造型—主要适用于成批大量生产金属型铸造压力铸造熔模铸造离心铸造低压铸造铸造方法项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺砂型铸造项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺基本术语铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系统的组合整体型腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。铸件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用分型面：铸型组元间的接合面。分模面：模样组元间的接合面。模样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。零件：铸件经切削加工制成的金属件。砂芯：为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在型腔内部的铸型组元。芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺技术要求1.铸件组织结构要致密，不得有砂眼、气孔等铸造缺陷，2.未注明的铸造圆角为R3—5。上下+4+6+5+4+6+3型芯通气孔下型芯头上型芯头############1.铸件线收缩率1%，2.起模斜度1°15′。轴套零件的铸造工艺设计步骤与过程1.分型分模面、浇注位置2.铸件线收缩率3.机械加工余量4.起模斜度5.铸造圆角6.型芯、型芯头（座）下型芯头斜度5°~10°下型芯头间隙0.5~1.5mm集砂槽上型芯头斜度6°~15°上型芯头间隙0.5~2mm间隙2mm一、铸造工艺图项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺铸造工艺1.浇注位置的确定铸件浇注位置正确与否，对铸件的质量影响很大。浇注位置的应遵循（1）重要表面向下原则（2）上厚下薄原则即“三下一上”的原则：主要工作面和重要面朝下或置于侧壁，宽大平面朝下，薄壁面朝下，厚壁朝上。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺8便于起模；简单、最少。分型面的确定应能方便、顺利地取出模样或铸件，分型面一般选在铸件的最大截面处；分型面的确定应尽量与浇注位置一致，并应尽量满足浇注位置的要求；伞齿轮的分型面方案不合理合理上下上下铸造工艺2.确定分型面项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺9★分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个，且为平面不合理合理铸造工艺2.确定分型面项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺10★分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个，且为平面√2.确定分型面项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺11★应尽量使型腔全部或大部分置于同一个砂型内，最好使型腔或使加工面与基准面位于下型中。合理不合理2.确定分型面项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺12★应使型芯数量少，并便于安放和稳定合理不合理2.确定分型面项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺13★机械加工余量为进行机械加工而加放的一层金属。机械加工余量过大：切削加工工作量大，浪费金属材料；过小：易使零件报废。根据铸件尺寸公差等级（CT）、加工余量等级（MA）、基本尺寸范围等查表确定，并应根据实际生产条件加以修正。3.确定工艺参数项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺14★拔模斜度便于起模，避免伤型。大小与模样壁的高度、造型方法、模样材料有关。一般为0.5°～3°。3.确定工艺参数项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺15★型芯及型芯头型芯分为水平型芯和垂直型芯；型芯头是型芯的重要组成部分，起到定位和支撑型芯及引导型芯中气体排出的作用。3.确定工艺参数项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺16★收缩余量为了补偿铸件收缩，模样比铸件图纸尺寸增大的数值。灰铸铁的线收缩率较小，铸钢的线收缩率较大。注意★圆角防止浇注时冲砂及铸件冷缩时产生应力集中，铸壁交角处应做成圆角。3.确定工艺参数项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺4.浇注系统浇注系统为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。（1）外浇口——承受金属液，挡渣；（2）直浇道——产生充填压力；（3）横浇道——分配金属液和挡渣；（4）内浇道——控制金属液的速度的方向。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺按造型操作方法的不同，可分为：1、手工造型填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。主要方法整模造型挖砂造型三箱造型活块造型刮板造型假箱造型分模造型砂型铸造造型方法项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺整模两箱造型特点：分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂箱内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。应用范围：铸件最大截面在一端，且为平面。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺分模造型特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。应用范围：最大截面在中部，一般为对称性铸件。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺挖砂造型特点：模样为整体模，造型时需挖去阻碍起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。应用范围：单件小批生产模样薄、分模后易损坏或变形的铸件项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺22假箱造型成形板底造型项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺23刮板造型项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺三箱造型特点：铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱无法起模，将铸型放在三个砂箱中，组合而成。三箱造型的关键是选配合适的中箱。造型复杂，易错箱，生产率低。应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺活块造型特点：将模样上妨碍起模的部分，做成活动的活快，便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。应用范围：单件小批生产带有突起部分的铸件。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺26压实式造型震机压实式造型微震压实式造型机器造型高压式造型空气冲击式造型射压式造型抛砂式造型机器造型填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用于批量生产。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺271.高压紧实：主要是用较高压实比压（一般在0.7MPa-1.5MPa）压实砂型。砂型紧实度高，铸件尺寸精度高，表面粗糙度Ra值小，废品率低，生产率高、噪声低、灰尘小、易于机械化、自动化、但机器结构复杂、制造成本高。机器造型项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺282.震压紧实经过多次震击后再压实砂型。该方法生产率高，能量消耗少，机械磨损少，砂型坚实度较均匀，但噪声大。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺293.微震紧实在加压坚实型砂的同时，砂箱和模板作高频率、小振幅震动。此方法生产率较高、紧实度均匀、噪声小。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺30（三）液态合金的充型1．流动性金属液本身的流动能力，流动性好坏影响到金属液的充型能力。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺合金的流动性流动性好液态合金填充型腔的能力强，得到的铸件尺寸精确、轮廓清晰、表面光洁，可以浇铸薄壁或形状复杂的铸件。流动性差合金溶液中的杂质及气体不易排出，容易产生夹渣、气孔缺陷；不利于补充液态合金凝固过程的收缩，易产生缩孔及缩松缺陷。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺•影响金属流动性因素化学成分浇注条件铸型的性质铸件的结构项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺化学成分对合金流动性的影响接近共晶成分•化学成分的影响主要体现在碳含量对流动性的影响上。合金结晶温度范围缩小，所成树枝状晶体增大，未凝合金流动阻力及增大冷却速度的倾向减弱，其流动性提高。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺浇注温度对合金流动性的影响提高浇注温度液态合金热容量增加，冷却速度降低，合金保持液态的时间增长，流动性好；液态合金内摩擦减少，粘度降低，流动性好。浇注温度过高但是浇注温度如果过高，则容易导致合金的吸气、氧化及收缩等缺陷的发生。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺铸型性质对合金流动性的影响•减小液态合金流动阻力及降低冷却速度的工艺因素均可提高合金的流动性。具体工艺措施有：增加直浇口高度提高液态合金静压力；采用压力铸造、低压铸造和离心铸造增大浇注速度提高液态合金动压力简化浇注系统，光滑铸型型壁，减小流动阻力减少型砂发气量，减小气体对合金流动的反压力预热铸型，降低冷却速度，提高合金流动性增大型砂透气性，减少气体反压力项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺•铸件结构•通常铸件的结构越复杂，铸型型腔的结构也越复杂，金属流动时受到的阻力越大，金属的流动性越低。因此，在进行铸件的结构设计时，应在满足使用要求的前提下，尽量简化铸件的结构。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺铸件的凝固方式逐层凝固：从外到内逐层凝固，凝固的固体与未凝固的液体有明显的界限；如灰铸铁、铝硅合金糊状凝固：凝固的固体与未凝固的液体混合在一起，无明显的界限；如球墨铸铁、锡青铜等中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之间；大多数合金（四）铸件的凝固与收缩项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺39金属收缩性收缩是铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。包括液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺影响收缩的因素•（1）化学成分不同种类和不同成分的合金，其收缩率不同。铁碳合金中灰铸铁的收缩率小，铸钢的收缩率大。•（2）浇注温度浇注温度越高，液态收缩越大，因此浇注温度不宜过高。•（3）铸件结构与铸型材料型腔形状越复杂，型芯的数量越多，铸型材料的退让性越差，对收缩的阻碍越大，产生的铸造收缩应力越大，容易产生裂纹。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺41缩孔与缩松•缩孔：是由于金属的液态收缩和凝固收缩部分得不到补足时，在铸件的最后凝固处出现的较大的集中孔洞。•缩松：分散在铸件内的细小的缩孔。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺缩孔的形成•纯金属和共晶成分的合金在充满铸型的冷却凝固过程中，由外及里逐层顺序凝固时因体收缩的缘故而在铸件最后凝固的地方形成集中型的缩孔。缩孔通常出现在铸件的最高最厚处，形状不规则，呈倒圆锥形，内表面粗糙。•缩孔减少铸件有效受力面积，造成应力集中，使铸件强度下降。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺缩孔形成过程示意图项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺缩松的形成•具有一定结晶范围的液态合金在充满型腔后的冷却凝固过程中，在铸件界面上一定温度范围内的各个小区域内同时成核并凝固形成树枝状晶体，从而将未凝固的原体金属分割包围成许多小的封闭区域，这些小区域在凝固时得不到金属补充，从而形成分散型的缩松。合金结晶范围越大，缩松现象越明显，如图所示。•缩松会降低铸件强度，影响铸件气密性，造成铸件裂纹和渗漏。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺铸造工艺—遵循顺序凝固原则。防止缩孔缩松的工艺措施浇注温度—合金浇注温度越高，液态收缩越大，铸件越容易形成缩孔。因此在保证合金流动性的前提下应尽量降低浇注温度。化学成分—采用结晶间隔小的合金或接近共晶成分的合金来生产铸件。另外增加铸铁含硅量可以促进石墨化进程，因此控制铸件含硅量可以防止缩松。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺•所谓顺序凝固，就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。按照这样的凝固顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的金属液来补充；后凝固部位的收缩，由冒口中的金属液来补充，从而使铸件各个部位的收缩均能得到补充，而将缩孔转移到冒口之中。冒口为铸件的多余部分，在铸件清理时将其去除。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺顺序凝固原则•在铸件上可能出现缩孔的热节处设置冒口，以此来控制铸件的冷却速度及凝固方向，造成自上而下、自铸件向冒口方向的顺序凝固。可以通过设置明、暗冒口或冷铁的形式来防止缩孔的产生。项目二热加工工艺任务2.1铸造工艺49设置冒口冷铁