特种造第4部分

1、 砂型铸造灵活、成本低、适应性强，质量和尺寸精度不高、生产率低、劳动条件差。 特种铸造是指与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、实型铸造等，每种特种铸造方法均有其优越之处和适用的场合。近些年来，特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位和作用日益提高。特种铸造 大多数特种铸造方法大多数特种铸造方法铸件精度高、表面粗糙度铸件精度高、表面粗糙度值小；易实现少、无切削加工；值小；易实现少、无切削加工；铸件内部组织致密，铸件内部组织致密，力学性能较好；金属液消耗少，工艺简单，生产效力学性能较好；金属液消耗少，工艺简单，生产效率高；是今后发展

2、的方向。率高；是今后发展的方向。1.5 少、无切削的铸造方法（特种铸造）1.1.实型铸造实型铸造 5.5.离心铸造离心铸造2.2.金属型铸造金属型铸造 6.6.熔模铸造熔模铸造3.3.压力铸造压力铸造 7.7.连续铸造连续铸造4.4.低压铸造低压铸造 制模材制模材料常用聚苯料常用聚苯乙烯泡沫塑乙烯泡沫塑料。型砂多料。型砂多为无粘接剂为无粘接剂的干硅砂。的干硅砂。(1) (1) 模样和型砂模样和型砂图图2.2.262.2.26实型铸造工艺过程实型铸造工艺过程1.1.实型铸造实型铸造(2) (2) 实型铸造的特点和应用实型铸造的特点和应用1)1)特点特点 不必起模和修型不必起模和修型, ,工序少工

3、序少, ,生产效率高生产效率高; ; 铸件尺寸铸件尺寸精度高精度高、表面粗糙度值小、表面粗糙度值小; ; 易实现少、无切削加工易实现少、无切削加工; ; 采用无粘接剂的干砂造型采用无粘接剂的干砂造型, ,劳动强度低，劳动强度低， 作业环境好，被荣为作业环境好，被荣为“绿色铸造绿色铸造”技术。技术。2)2)应用应用 实型铸造几乎不受铸件结构、尺寸、质量、实型铸造几乎不受铸件结构、尺寸、质量、批量和合金种类的限制。目前正在大力推广。批量和合金种类的限制。目前正在大力推广。2.2.金属型铸造金属型铸造（砂型：一型一件，（砂型：一型一件， 尘、强度大，尘、强度大，劳动条件差，且小型复杂件，批量大时，砂

4、型有一定缺劳动条件差，且小型复杂件，批量大时，砂型有一定缺陷）陷） 即在重力作用下将熔融金属浇入金属型腔中获得铸件的方法。即在重力作用下将熔融金属浇入金属型腔中获得铸件的方法。(1)(1)金属型金属型 金属型可分为整体、水平、垂直和综合分型四种，其中金属型可分为整体、水平、垂直和综合分型四种，其中垂直分型便于开设浇冒口和安放金属芯，易于排气便于实垂直分型便于开设浇冒口和安放金属芯，易于排气便于实现机械化，应用较广。现机械化，应用较广。 (2)(2)工艺工艺特点特点( (与砂型比特点：散热块) )1)1)铸型预热铸型预热;2);2)型腔喷刷涂料型腔喷刷涂料;3);3)浇铸温度较高浇铸温度较高;4

5、;4）及时开型取件及时开型取件1喷刷涂料（耐火、隔热缓冲） 金属型的型腔和金属型芯表面必须喷刷涂料。涂料可分衬料和表面涂料两种，前者以耐火材料为主，厚度为0210mm；后者为可燃物质(如灯烟、油类)，每次浇注喷涂一次，以产生隔热气膜。2金属型应保持一定的工作温度（第一次要预热） 通常铸铁件为250350，非铁金属件100250。其目的是减缓铸型对浇人金属的激冷作用，减少铸件缺陷。同时，因减小铸型和浇人金属的温差，（避免急冷急热，“热疲劳” ）提高了铸型寿命。3、严格控制浇铸温度金属型冷却快，浇铸温度比砂型通常要高2030摄氏度，过低，易产生冷隔、浇不到等缺陷，过高影响金属型寿命。4适合的出型时

6、间 浇注之后，铸件在金属型内停留的时间愈长，铸件的出型及抽芯愈困难，铸件的裂纹倾向加大。同时，铸铁件的白口倾向增加，金属型铸造的生产率降低。为此，应使铸件凝固后尽早出型。通常小型铸铁件出型时间为1060s，铸件温度约为780950。 此外，为避免灰铸铁件产生白口组织，除应采用碳、硅含量高的铁水外，涂料中应加入些硅铁粉。对于已经产生白口组织的铸件，要利用出型时铸件的自身余热及时进行退火。图图2.2.27垂直分型式金属型的结构垂直分型式金属型的结构(3)(3)金属型铸造的优缺点及应用金属型铸造的优缺点及应用 1)1)优点优点 金属型铸造金属型铸造一型多铸一型多铸, ,节省造型材料且减少了环境污染节

7、省造型材料且减少了环境污染; ; 工艺简单工艺简单, ,易于实现易于实现机械化和自动化机械化和自动化; ; 铸件铸件精度高精度高、表面粗糙度值小表面粗糙度值小； 力学力学性能好性能好。 2) 2)缺点缺点 不宜铸造结构复杂、薄壁或大型铸件不宜铸造结构复杂、薄壁或大型铸件; ;用于熔点较高的合金用于熔点较高的合金时时, ,铸型寿命短铸型寿命短; ;灰铁件铸造时还易产生白口组织。灰铁件铸造时还易产生白口组织。 3) 3)应用应用 金属型铸造主要用于成批、大量生产金属型铸造主要用于成批、大量生产( (熔点较低熔点较低) )铝合金、铜铝合金、铜合金等非铁合金的中、小型铸件合金等非铁合金的中、小型铸件,

8、 ,如活塞、缸体、液压泵壳体、如活塞、缸体、液压泵壳体、轴瓦和轴套等。轴瓦和轴套等。 3.3.压力铸造压力铸造（金属型容易出现浇不足、冷隔、裂纹等，充型能力差。） 压力铸造是指金属液在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。压力铸造是指金属液在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。 (1)(1)压铸机和压压铸机和压铸工艺过程铸工艺过程 压铸机是压力铸造生产压铸机是压力铸造生产的主要设备，按压室（压的主要设备，按压室（压射室）分射室）分, ,一般分热压室压一般分热压室压铸机（压室浸于金属液中）铸机（压室浸于金属液中）和冷压室压铸机（压室与和冷压室压铸机（压室与金属液保温炉分开）两大金属液保

9、温炉分开）两大类。类。 目前应用较多的是卧式冷目前应用较多的是卧式冷压室压铸机。压室压铸机。 卧式冷压室压铸机的卧式冷压室压铸机的压铸工艺过程如图所示。压铸工艺过程如图所示。 图图2.2.28 2.2.28 卧式冷压室压铸机的工作过程卧式冷压室压铸机的工作过程(2)(2)压力铸造的特点和应用压力铸造的特点和应用特点：特点：生产率生产率比其他铸造方法比其他铸造方法都高都高；操作简便操作简便,易于实现自易于实现自动化；动化； 铸件铸件质量好质量好, ,尺寸精度高尺寸精度高，不需要进行切削加工即可，不需要进行切削加工即可直接装配；直接装配； 压铸件压铸件抗拉强度比砂型铸件提高抗拉强度比砂型铸件提高2

10、0%20%40%40%。铸件的强度和硬度都较高。 因为铸件的冷却速度快，又是在压力下结晶，其表层结晶细密， （因压力）可生产（因压力）可生产形状复杂、薄壁铸件形状复杂、薄壁铸件,可直接铸可直接铸出螺纹、齿形、文字等；出螺纹、齿形、文字等； 可铸造出镶嵌件；可铸造出镶嵌件； 压力铸造设备投资大压力铸造设备投资大,压铸型费用高压铸型费用高,生产周期生产周期长长,只适用于大批量生产；（只适用于大批量生产；（卷气卷气）皮下气孔）皮下气孔不能不能大余量切削，不能热处理；铸型材料的选用要防大余量切削，不能热处理；铸型材料的选用要防“蠕蠕变变”（t工作大于工作大于t再结晶时）。再结晶时）。应用应用: : 压

11、力铸造主要用于大批量生产铝、锌、镁、铜等非铁压力铸造主要用于大批量生产铝、锌、镁、铜等非铁合金的中、小型铸件，仪表壳体等。合金的中、小型铸件，仪表壳体等。 低压铸造是指金属液在气体压力作用下完成充型低压铸造是指金属液在气体压力作用下完成充型和凝固的铸造方法。其压力为和凝固的铸造方法。其压力为0.020.020.06mpa0.06mpa。是介于重力铸造(如砂型铸造、金属型铸造)和压力铸造之间的一种铸造方法。它是使液态合金在压力下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶、以形成铸件的工艺过程。4.4.低压铸造低压铸造(1)(1)低压铸造的工低压铸造的工 艺过程艺过程 向坩埚中通压缩向坩埚中通压缩空气空

12、气金属液上升充金属液上升充型型保压、凝固保压、凝固将将坩埚上部与空气相通坩埚上部与空气相通取出铸件。如图。取出铸件。如图。自下而上充型，压力自下而上充型，压力下凝固。下凝固。 图图2.2.29 2.2.29 低压铸造工艺过程低压铸造工艺过程特点特点: : 可人为的调整压力可人为的调整压力, ,适应性强适应性强; ; 可用于各种铸型可用于各种铸型; ;适用于各种合金及各种大小的铸件适用于各种合金及各种大小的铸件; 铸件组织致密铸件组织致密, ,力学性能好，对于铝合金能有效地克服铸力学性能好，对于铝合金能有效地克服铸 件的针孔等缺陷，对于薄，有耐压，防渗漏，气密性要求的铸件件的针孔等缺陷，对于薄，

13、有耐压，防渗漏，气密性要求的铸件 尤为重要，尤为重要，可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件； 浇注时压力较底浇注时压力较底, ,底注充型底注充型, ,平稳且易控制，无飞溅冲平稳且易控制，无飞溅冲 击，不易夹渣，砂眼，气孔击，不易夹渣，砂眼，气孔; ; 金属的实际利用率高金属的实际利用率高; ; 设备简单设备简单, ,投资少投资少, ,操作简便操作简便, ,劳动条件好劳动条件好, ,易于实现机械易于实现机械 化、自动化。化、自动化。应用应用: : 低压铸造目前主要用于生产铸造质量要求高的铝、镁合金铸件。低压铸造目前主要用于生产铸造质量要求高的铝、镁合金铸件。(2

14、)(2)低压铸造的工艺特点和应用低压铸造的工艺特点和应用(1)(1)离心铸造机离心铸造机 离心铸造离心铸造机是离心铸造机是离心铸造所用的设备所用的设备, ,按按其旋转轴空间其旋转轴空间位置的不同分位置的不同分为立式、卧式为立式、卧式两种。两种。图图2.2.30 2.2.30 离心铸造示意离心铸造示意5.5.离心铸造离心铸造 离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型中，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸型可用金属型、型中，在离心力的作用下凝固的铸造方法。铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。砂型、陶瓷型、熔模壳型等。1)1)特点特点

15、铸件组织致密铸件组织致密, ,无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷, ,力学性能好力学性能好; ; 铸造圆形中空铸件时铸造圆形中空铸件时, ,不用型芯和浇注系统不用型芯和浇注系统, ,降低了金属消耗降低了金属消耗; ; 提高了金属液的充型能力提高了金属液的充型能力, ,可浇注流动性差的合金及薄壁铸件可浇注流动性差的合金及薄壁铸件; ; 可生产可生产双金属铸件双金属铸件, ,如钢套内镶铜轴承等如钢套内镶铜轴承等, ,其结合面牢固其结合面牢固; ; 离心铸造适应性较广离心铸造适应性较广, ,铸造合金的种类几乎不受限制铸造合金的种类几乎不受限制; ; 既适于铸造中空件既适于铸

16、造中空件, ,又可以铸造成形铸件，适应性强。又可以铸造成形铸件，适应性强。2)2)应用应用 离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可用于生产齿离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可用于生产齿 轮、叶轮、涡轮等成形铸件。轮、叶轮、涡轮等成形铸件。(2)(2)离心铸造的特点和应用离心铸造的特点和应用 熔模铸造是指在易熔模样的表面包覆多层耐火涂料熔模铸造是指在易熔模样的表面包覆多层耐火涂料, ,待其待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳干燥硬化后熔出模样而制成型壳, ,型壳经高温培烧后即可浇注型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。熔模铸造又称失蜡铸造。的铸造方法。熔模铸造又称失蜡铸造。(1)(

17、1)熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程 用钢或铜合金等制造压型的母模用钢或铜合金等制造压型的母模制造压型制造压型制造模样制造模样制造壳体制造壳体, ,熔去蜡模熔去蜡模造型造型、浇注。如图所示。、浇注。如图所示。6.6.熔模铸造熔模铸造 （金属型铸造高熔点金属（金属型铸造高熔点金属“热疲劳热疲劳”压铸压铸“蠕变蠕变 ” 低压铸低压铸造浇铸管插入金属液，寿命短，这些方法基本只适合于有色金属。普通砂型铸造对造浇铸管插入金属液，寿命短，这些方法基本只适合于有色金属。普通砂型铸造对于小零件要分模、起模，于小零件要分模、起模，易错箱，粗糙易错箱，粗糙只有金属型式造型材料的改革但金属型高温下会只有金属型式

18、造型材料的改革但金属型高温下会蠕变，又想到蠕变，又想到sio2sio2）图图2.2.31熔模铸造工艺过程熔模铸造工艺过程(2)(2)熔模铸造的特点和应用熔模铸造的特点和应用 1)1)特点特点 可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件； 铸件铸件精度高精度高, ,表面质量好，实现了少、无切削加工表面质量好，实现了少、无切削加工; ; 适用于各种合金适用于各种合金, ,尤其适用于尤其适用于高熔点合金及难以切削加工高熔点合金及难以切削加工 的合金的合金( (许多高质量铸造法无此特点许多高质量铸造法无此特点); ); 生产批量不受限制生产批量不受限制, ,可实现机械化流水

19、生产。但是工序繁可实现机械化流水生产。但是工序繁 多多, ,工艺过程复杂工艺过程复杂, ,生产周期长生产周期长, ,铸件不能太大、太长。铸件不能太大、太长。 2)2)应用应用 熔模铸造主要用于生产汽轮机、水轮机上小型的叶片和叶轮、熔模铸造主要用于生产汽轮机、水轮机上小型的叶片和叶轮、切削刀具及汽车、拖拉机、船舶、机床和风动工具上的切削刀具及汽车、拖拉机、船舶、机床和风动工具上的小型零件小型零件等等, ,目前目前, ,其应用范围还在不断扩大。其应用范围还在不断扩大。(1)(1)连续铸造的连续铸造的 工艺过程工艺过程图图2.2.32 2.2.32 连续铸造示意连续铸造示意 7.7.连续铸造连续铸造

20、 连续铸造连续铸造是指将金属液是指将金属液连续的浇入水连续的浇入水冷金属型冷金属型( (结结晶器晶器) )中中, ,连续连续凝固成形的方凝固成形的方法法。 组织致密组织致密, ,力学性能好力学性能好; ; 不用浇注系统不用浇注系统, ,中空铸件不用型芯中空铸件不用型芯, ,降低了金属的损耗，简化了降低了金属的损耗，简化了 造型工序造型工序, ,降低了劳动强度降低了劳动强度, ,减少了生产占地面积减少了生产占地面积; ; 设备比较简单设备比较简单, ,生产过程易于实现机械化、自动化；生产过程易于实现机械化、自动化； 几乎适用于各种合金几乎适用于各种合金; ; 但连续铸造不适于截面有变化但连续铸造

21、不适于截面有变化, ,壁厚不均匀的铸件生产壁厚不均匀的铸件生产, ,而且铸而且铸 管的质量较离心铸造差。管的质量较离心铸造差。 连续铸造主要用于大批量生产具有等截面的铸锭、铸管、板坯、连续铸造主要用于大批量生产具有等截面的铸锭、铸管、板坯、棒坯等长铸件。其中铸锭直径可由几十毫米至棒坯等长铸件。其中铸锭直径可由几十毫米至500500毫米，铸管直径为毫米，铸管直径为1001001300mm1300mm；长度可达；长度可达5 510 m10 m。(2)(2)连续铸造的特点及应用连续铸造的特点及应用1)1)特点特点（了解）（了解）2)2)应用应用8、陶瓷型铸造 陶瓷型铸造是以陶瓷作为铸型材料的一种铸造

22、方法。1基本工艺过程 陶瓷型铸造有不同的工艺方法，较为普遍的如图249所示。(1)砂套造型 为节省昂贵的陶瓷材料和提高铸型的透气性，通常先用水玻璃砂制出砂套(相当于砂型铸造的背砂)。制造砂套的木模月比铸件的木模a应增大一个陶瓷料的厚度(图a)。砂套的制造方法与砂型铸造雷同(图b)。陶瓷型铸造工艺过程(2)灌浆与胶结 即制造陶瓷面层。其过程是将铸件木模固定于平板上，刷上分型剂，扣上砂套。将配制好的陶瓷浆通过浇口注入型腔(图c)，经数分钟后，陶瓷浆便开始胶结。 陶瓷浆由耐火材料(如刚玉粉、铝钒土等)、粘结剂(硅酸乙酯水解液)、催化剂(如ca(oh) 2 mgo)、透气剂(双氧水)等组成。(3)起模

23、与喷烧 灌浆515min后，趁浆料尚有一定弹性便可起出模样。为加速固化过程，必须用明火均匀地喷烧整个型腔(图d)。(4)焙烧与合箱 陶瓷型要在浇注前加热到350550焙烧35h，以烧去残存的乙醇、水分等，并使铸型的强度进一步提高。(5)浇注。浇注温度可略高，以便获得轮廓清晰的铸件。2陶瓷型铸造的特点及适用范围 (1)陶瓷型铸造具有熔模铸造的许多优点。因为起模是在陶瓷层处于弹性状态下进行的，同时，陶瓷型高温时变形小，故铸件的尺寸精度和表面粗糙度与熔模铸造相近。此外，陶瓷材料耐高温，故也可浇注高熔点合金。 (2)陶瓷型铸件的大小几乎不受限制，如铸件重量可从几千陶瓷型铸件的大小几乎不受限制，如铸件重

24、量可从几千克到数吨，而克到数吨，而熔模铸件熔模铸件最大仅几十千克最大仅几十千克。 (3)在单件、小批生产条件下，需要的投资少、生产周期短，在一般铸造车间较易实现。陶瓷型铸造的不足之处是：不适于批量大、重量轻或形状复杂铸件，且在生产过程难以实现机械化和自动化。 目前陶瓷型铸造主要用于生产厚大的精密铸件，广泛用于铸造冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模、模板等，也可用于生产中型铸钢件。项目项目砂型砂型铸造铸造金属金属型铸型铸造造压力铸压力铸造造低压铸低压铸造造离心铸离心铸造造熔模铸熔模铸造造实型铸实型铸造造连续铸连续铸造造铸铸件件特特征征材质材质各类各类合金合金非铁非铁合金合金为主为主非铁合非铁合金金各

25、类合各类合金金各类合各类合金金各类合各类合金金各类合各类合金金各类合各类合金金尺寸大尺寸大小小各种各种尺寸尺寸中、中、小件小件为主为主中、小中、小件件中、小中、小件件各种尺各种尺寸寸小件为小件为主主各种尺各种尺寸寸各种尺各种尺寸寸结构结构复杂复杂一般一般较复杂较复杂较复杂较复杂 一般一般复杂复杂较复杂较复杂简单简单铸铸件件质质量量尺寸精尺寸精度度(ct)7-136-94-86-96-94-77-97-9内部质内部质量量组织组织较松较松,晶粒晶粒较粗较粗组织组织致密致密,晶体晶体细小细小组织致组织致密密,晶晶体细小体细小,有气孔有气孔组织致组织致密密,晶晶体细小体细小组织致组织致密密,晶体晶体细

26、小细小组织较组织较松松,晶晶粒较粗粒较粗组织较组织较松松,晶晶粒较粗粒较粗组织致组织致密密,晶体晶体细小细小表表2.2.92.2.9常用铸造方法的特点和适用范围常用铸造方法的特点和适用范围1.5.7 常用铸造方法的比较5.1.1 零件结构的铸造工艺性一、一、 合金的铸造性能对铸件结构的要求合金的铸造性能对铸件结构的要求 二、二、 铸造工艺对铸件结构的要求铸造工艺对铸件结构的要求三、三、 不同铸造方法对铸件结构的要求（待后）不同铸造方法对铸件结构的要求（待后） 零件结构的铸造工艺性：零件结构的铸造工艺性：指零件采用铸造方指零件采用铸造方法制坯时，其结构能否用最经济的方法制造出来法制坯时，其结构能

27、否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力并符合设计要求的能力. .（学生还要看书中图）（学生还要看书中图）一、一、 合金的铸造性能对零件结构的要求合金的铸造性能对零件结构的要求 收缩、流动性 铸件（或零件）都是由不同的“壁”构成的 局部看-大小、厚薄、内外、连接 整体看-对称与否因此，避免大的水平面； 要合适、要均匀； 内薄外厚； 圆滑、避免突变、交叉、锐角； 对称不易变形，但有时会有应力、裂纹。一、一、 合金的铸造性能对零件结构的要求合金的铸造性能对零件结构的要求1.1.铸件壁厚铸件壁厚(1) 1) 壁厚应适当，壁厚应适当，不能太厚或太不能太厚或太薄薄图图2.3.12.3.1铸件壁厚应适

28、当铸件壁厚应适当图图2.3.22.3.2铸件壁铸件壁厚应力厚应力求均匀求均匀(2) (2) 壁厚应壁厚应 均匀，但若考虑缩孔均匀，但若考虑缩孔应符合顺序凝固原则应符合顺序凝固原则（p147p147图图5-45-4）(3) (3) 内壁厚应小于外壁厚内壁厚应小于外壁厚 图图2.3.3 2.3.3 铸件内壁应比外壁薄铸件内壁应比外壁薄 a) a)不合理结构不合理结构 b)b)合理结构合理结构 a)a)不合理不合理 b) b) 合理合理图图2.3.52.3.5铸件壁的转角铸件壁的转角图图2.3.42.3.4铸件的转角结构铸件的转角结构2.2.铸件壁的连接铸件壁的连接(1) (1) 壁间的连接应采用圆

29、角过渡壁间的连接应采用圆角过渡图图2.3.6 2.3.6 铸件接头结构铸件接头结构(3)(3)应避免壁厚突变应避免壁厚突变图图2.3.7 2.3.7 厚、薄壁的连接厚、薄壁的连接(2) (2) 应避免壁的交叉和锐角连接应避免壁的交叉和锐角连接3 3 防止铸件产生变形防止铸件产生变形图图2.3.8 2.3.8 细长铸件的设计细长铸件的设计图图2.3.92.3.9平板铸件的设计平板铸件的设计4.4.铸件应避免有过大的水平面铸件应避免有过大的水平面5.5.铸件结构应有利于自由收缩铸件结构应有利于自由收缩图图2.3.102.3.10过大水平面的设计过大水平面的设计图图2.3.11 2.3.11 轮辐的

30、设计轮辐的设计二、 铸造工艺对零件结构的要求前讲的是：防止缺陷要注意的问题；前讲的是：防止缺陷要注意的问题；现在：好操作（如手工造型多种，其中现在：好操作（如手工造型多种，其中之一好起模）之一好起模）（也有利于防止缺陷）（也有利于防止缺陷）降低成本降低成本1.1.铸件外形铸件外形（分型面应平直、少；分型面应平直、少；结构斜度；外凸要便于起模；避免内凹）结构斜度；外凸要便于起模；避免内凹）(1)(1)应利于减少和简化铸型的分型面应利于减少和简化铸型的分型面(2)(2)凸台、筋条不应妨碍起模凸台、筋条不应妨碍起模；避免侧凹；避免侧凹(3)(3)垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度垂直于分型面的非加

31、工面应具有结构斜度2.2.铸件内腔铸件内腔（内腔由型芯形成，所以：不用少用；安放稳定、易排气易（内腔由型芯形成，所以：不用少用；安放稳定、易排气易清理；避免封闭的空腔。）清理；避免封闭的空腔。）(1)(1)内腔形状应利于制芯或省去型芯内腔形状应利于制芯或省去型芯；避免封闭空腔；避免封闭空腔(2)(2)应利于型芯固定、排气和清理应利于型芯固定、排气和清理(3)(3)大件和形状复杂件可采用组合结构大件和形状复杂件可采用组合结构（1）利于减少和简化铸件分型面图2.3.13 肋条的设计 a) a) 不合理结构不合理结构 b) b) 合理结构合理结构（2 2）筋条不应妨碍起模筋条不应妨碍起模图2.3.1

32、4 凸台的设计凸台不应妨碍起模凸台不应妨碍起模（3）垂直于分型面的非加工面应具 有结构斜度 图图2.1.35 2.1.35 应有结构斜度的示例应有结构斜度的示例图图2.3.17 2.3.17 悬臂支架的结构设计悬臂支架的结构设计图图2.3.16 2.3.16 铸件内腔的结构设计铸件内腔的结构设计（1）内腔形状应利于制芯或省去型芯 （3） 大件和大件和形状复形状复杂件可杂件可采用组采用组合结构合结构（2）应利于型芯固定、排气和清理 三、 不同铸造方法对铸件结构的要求1.1.压铸件的结构设计压铸件的结构设计 2.2.熔模铸件的结构设计熔模铸件的结构设计3.3.金属型铸件结构设计金属型铸件结构设计

33、压铸件的结构尽量消除侧凹和深腔，在无法避压铸件的结构尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，应便于抽芯，以便铸件能从铸型中顺利取出。免时，应便于抽芯，以便铸件能从铸型中顺利取出。（1 1）便于抽芯）便于抽芯、壁厚均匀、可薄、不宜厚壁厚均匀、可薄、不宜厚 1.1.压铸件的结构设计压铸件的结构设计图图2.3.20 2.3.20 便于取出铸件的设计便于取出铸件的设计图2.3.21 镶嵌件的应用 镶螺母镶螺母 镶铜衬镶铜衬 镶宝石镶宝石 （2 2）注意嵌件连接）注意嵌件连接 为使压铸件中嵌件连接牢固，应在嵌件镶入为使压铸件中嵌件连接牢固，应在嵌件镶入铸件的表面预制出凹槽、凸台或滚花。铸件的表面预制出凹槽、凸

34、台或滚花。设计熔模铸件的结构时应考虑到：设计熔模铸件的结构时应考虑到： 为便于熔模铸造浸渍涂料和撒砂，为便于熔模铸造浸渍涂料和撒砂，孔、槽孔、槽不宜过小或过深不宜过小或过深 。通常，孔径应大于。通常，孔径应大于2mm(2mm(薄薄壁件的孔径应大于壁件的孔径应大于0 05mm)5mm)。对于通孔，孔深。对于通孔，孔深孔径孔径446 6；对于盲孔，孔深孔径；对于盲孔，孔深孔径22。槽宽应大于槽宽应大于2mm2mm，槽深为槽宽的，槽深为槽宽的2 26 6倍。倍。 2熔模铸件的结构设计(1)(1)孔、槽不宜过小或过深孔、槽不宜过小或过深 图2.3.22 在大平面上设工艺孔和筋(2)尽量避免大平面尽量避

35、免大平面 熔模型壳高温易变形，应尽量避免大平面。或熔模型壳高温易变形，应尽量避免大平面。或在大平面上设工艺孔或加强筋，可增加型壳刚度。在大平面上设工艺孔或加强筋，可增加型壳刚度。图2.3.23 金属型铸件结构和抽芯的关系a) a) 结构不合理结构不合理b) b) 结构合理结构合理 3 3金属型铸件结构设计金属型铸件结构设计 （1 1） 应保证铸件能顺利抽出金属型芯。应保证铸件能顺利抽出金属型芯。 表2.3.2 金属型铸件的最小壁厚铸件尺寸铸件尺寸铸铸钢钢灰铸灰铸铁铁铝合铝合金金镁合镁合金金铜合铜合金金可锻可锻铸铁铸铁70x70542 33370x70 150x1508542 5464150x1

36、50106 568 （2）金属型铸件壁厚应大于最小壁厚）金属型铸件壁厚应大于最小壁厚表2.3.3 金属型铸造最小铸孔mm铸造合金铸造合金可铸的最小可铸的最小孔径孔径/mm孔深孔深/mm盲孔盲孔通孔通孔锌合金锌合金 镁合金镁合金 铝合金铝合金 铜合金铜合金 （3 3）为便于型芯的安放及顺利抽出铸件，孔径不能）为便于型芯的安放及顺利抽出铸件，孔径不能过小、过深。过小、过深。 浇注位置的选择浇注位置的选择（质量第一）（质量第一） 通常遵循以下原则通常遵循以下原则： 浇注位置浇注位置是浇注时铸件在铸型内所处的位置。是浇注时铸件在铸型内所处的位置。 分型面分型面是铸型砂箱间的结合面。是铸型砂箱间的结合面

37、。一、一、浇注位置与分型面的选择浇注位置与分型面的选择 液态合金中金属液态合金中金属密度大，而非金属杂密度大，而非金属杂质、气体等密度小，质、气体等密度小，易于上浮。铸件上表易于上浮。铸件上表面易于产生砂眼、气面易于产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷。孔、夹渣等缺陷。 锥齿轮铸件的浇注位置锥齿轮铸件的浇注位置 a.a.铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面( (对单个面对单个面而言而言) )；铸件的重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在同；铸件的重要加工面或大部分加工面、加工基准面放在同一砂箱中，以免错箱等一砂箱中，以免错箱等(对多个面而言对多个面而

38、言)5.1.2铸造工艺设计铸造工艺设计（开始具体铸造，如铸件如何放、分型面、模样尺寸等。第一步：铸件如何放、分型面在那）b.铸件大平面应朝下铸件大平面应朝下c.c.铸件的薄壁应朝下、垂直、铸件的薄壁应朝下、垂直、倾斜，免浇不足、冷隔；厚倾斜，免浇不足、冷隔；厚壁应朝上、分型面附近上部壁应朝上、分型面附近上部或侧部，利安放冒口，顺序或侧部，利安放冒口，顺序凝固凝固. .大平面浇注位置大平面浇注位置 图图2.2.7壳体铸件浇注位置壳体铸件浇注位置夹砂示意图夹砂示意图分型面的选择（方便工作） 分型面一般应取在铸件的最大截面上分型面一般应取在铸件的最大截面上，否则，否则难以取出模样。分型面选择应遵循下

39、述原则：难以取出模样。分型面选择应遵循下述原则： a.a.铸件的加工面及加铸件的加工面及加工基准表面尽量放在工基准表面尽量放在同一砂型中，以保证同一砂型中，以保证铸件的加工精度。铸件的加工精度。 上下上下图图2.2.92.2.9管子堵头分型面管子堵头分型面分型面要：一大、分型面要：一大、两少、一平直两少、一平直 b.b.应尽量减少分型面数量，并力求采用平面应尽量减少分型面数量，并力求采用平面（前工艺性也有但前主（前工艺性也有但前主要是设计时考虑）。要是设计时考虑）。 c.c.应尽量减少型芯应尽量减少型芯活块的数量。活块的数量。 d.d.主要型芯应尽量主要型芯应尽量放在下半铸型中放在下半铸型中.

40、 . 图图2.2.10壳体分型面选择壳体分型面选择图图2.2.11弯臂分型面的选择弯臂分型面的选择端盖浇注位置和分型面的选择：上下方案一方案一上下方案二方案二二、二、确定工艺参数确定工艺参数（第二步：画铸件图-画模样图-制模样等） 为了绘制铸造工艺图，在铸造方案确定后，为了绘制铸造工艺图，在铸造方案确定后，还需要选定如下工艺参数。还需要选定如下工艺参数。 收缩率收缩率 机械加工余量机械加工余量 铸造圆角铸造圆角 起模斜度起模斜度 最小铸出孔、槽尺寸最小铸出孔、槽尺寸 型芯头型芯头 a.a.芯头高（或长）度和斜度芯头高（或长）度和斜度 b.b.芯头装配间隙芯头装配间隙 收缩率收缩率（模样比铸件大

41、一收缩量）（模样比铸件大一收缩量） 由于合金的线收缩，铸件冷却由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸将比型腔尺寸略为缩小，后的尺寸将比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸模样尺寸必须比铸件尺寸放大一个该合金的必须比铸件尺寸放大一个该合金的收缩量收缩量。不同的铸造合金，其收缩。不同的铸造合金，其收缩率大小不同。砂型铸造时的铸件线率大小不同。砂型铸造时的铸件线收缩率如表收缩率如表2.2.42.2.4所示。所示。 合金种类合金种类铸件线收缩率铸件线收缩率/%自由收缩自由收缩受阻收缩受阻收缩普通灰铸铁普通灰铸铁中小件中小件大中件大中件特大件特大件1.00.90.80.90

42、.80.7孕育铸铁孕育铸铁1.01.50.81.0碳素铸钢碳素铸钢1.62.01.31.7铝硅合金铝硅合金1.01.20.81.0锡青铜锡青铜1.41.2表表2.2.4 2.2.4 砂型铸造时铸件线收缩率砂型铸造时铸件线收缩率端盖是小型普通灰铸铁件，且结构简单，查表得线收缩率为端盖是小型普通灰铸铁件，且结构简单，查表得线收缩率为1%1%。机械加工余量机械加工余量（铸件比零件大？）（铸件比零件大？） 机械加工余量是铸件上为切削加工而加机械加工余量是铸件上为切削加工而加大大的的尺寸。尺寸。 大量生产时余量可减小；单件小批量生产时，余量大量生产时余量可减小；单件小批量生产时，余量应加大；应加大； 表

43、面粗糙时，余量应加大（如铸钢）；位于铸型上表面粗糙时，余量应加大（如铸钢）；位于铸型上部的面余量应大些；部的面余量应大些； 非铁金属表面光洁且材料价格昂贵，余量应减小；非铁金属表面光洁且材料价格昂贵，余量应减小； 铸件尺寸越大，加工余量越大；铸件尺寸越大，加工余量越大； 加工面与基准面距离越大，加工余量越大。加工面与基准面距离越大，加工余量越大。 要求的机械加工余量要求的机械加工余量rmarma等级有等级有1010级，级，称之为称之为a a、b b、c c、d d、e e、 f f、g g、h h、j j和和k k级级（见表（见表2.2.52.2.5）。推荐用于）。推荐用于各种铸造合金和铸造方

44、法的各种铸造合金和铸造方法的rmarma等级列在等级列在表表2.2.62.2.6中。中。最大尺寸最大尺寸要求的机械加工余量等级要求的机械加工余量等级大于大于至至abcdefghjk400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.84101600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.2346912630100

45、00.60.91.21.82.53.5571014注：注：最终机械加工后铸件的最大轮廓尺寸。最终机械加工后铸件的最大轮廓尺寸。表2.2.5 机械加工余量方方 法法要求的机械加工余量等级要求的机械加工余量等级铸件材料铸件材料铸钢铸钢灰铸灰铸铁铁球墨球墨铸铁铸铁可可锻锻铸铸铁铁铜合铜合金金锌合锌合金金轻金轻金属属合金合金镍基镍基合金合金钴钴基基合合金金砂型铸造砂型铸造手工造型手工造型gkfhfhfhfhfhfhgkgk砂型铸造砂型铸造机器造型机器造型和壳型和壳型ehegegegegegegfhfh金属型金属型（重力铸（重力铸造和低压造和低压铸造）铸造）dfdfdfdfdfdf压力铸造压力铸造bdb

46、d熔模铸造熔模铸造eeeeeee表表2.2.6 2.2.6 毛坯铸件典型的机械加工余量等级毛坯铸件典型的机械加工余量等级注意：1、先选公差等级ct；2、再选加工余量等级；3、加工余量表中的基本尺寸是指加工表面上最大基本尺寸和该面与它的加工基准之间距离较大的一个；4、顶面、孔的加工余量等级应降一级使用。端盖的机械加工余量 端盖零件材质为灰铸铁，且采用砂型铸造端盖零件材质为灰铸铁，且采用砂型铸造手工造型。手工造型。由表由表2.2.52.2.5查得查得，其机加工余量等其机加工余量等级为级为f fh h级，由于批量不大，故选为级，由于批量不大，故选为h h级。零级。零件最大尺寸为件最大尺寸为165mm

47、165mm，查表查表2.2.42.2.4得得：大端面外：大端面外圆直径圆直径72mm72mm及端面的机加工余量为及端面的机加工余量为4mm4mm，孔，孔内余量应稍大，取为内余量应稍大，取为5mm5mm。 国家标准规定，加工余量用红线画出轮廓，国家标准规定，加工余量用红线画出轮廓，剖面处全涂以红色（或细纹格），机加工余量剖面处全涂以红色（或细纹格），机加工余量数值用数字在图纸上直接标出。数值用数字在图纸上直接标出。 例例2：零件为灰铸铁，手工造型，小批量生产，尺寸公差等级取13，求图中15各面的加工余量。 设计制作模样时，相邻两壁之间的交角都应做成圆弧过渡的铸设计制作模样时，相邻两壁之间的交角都

48、应做成圆弧过渡的铸造圆角。造圆角。一般中、小型铸件的铸造圆角半径为一般中、小型铸件的铸造圆角半径为3 35mm 5mm 。端盖属小端盖属小型铸件，未注铸造圆角均为型铸件，未注铸造圆角均为r3r35mm 5mm 。 起模斜度起模斜度 取模为便于，平行于起模方向的表面在取模为便于，平行于起模方向的表面在模样或芯盒壁上模样或芯盒壁上所设计的斜所设计的斜度度。 铸造圆角 jb/t51051991铸件模样起模斜度规定了砂型铸造所用的起模斜度，如表2.2.7。 测量面高度测量面高度h/mmh/mm起模斜度起模斜度金属模样、塑料模样金属模样、塑料模样木模样木模样a/mma/mma/mma/mm1010101

49、040404040100100100100160160160160250250250250400400400400630630630630100010002202201101100300300250250200200200200200200150150.40.40.80.81.01.01.21.21.61.62.42.43.83.84.44.42552551251250400400300300250250250250200200200200.60.61.01.01.21.21.41.41.81.83.03.03.83.85.85.8表表2.2.72.2.7砂型铸造时模样外表面的起模斜度（摘自砂

50、型铸造时模样外表面的起模斜度（摘自gb/t5105gb/t51059191）最小铸出孔、槽尺寸 灰铸铁件最小铸出孔直径：单件小批生产时为灰铸铁件最小铸出孔直径：单件小批生产时为303050mm50mm，大量生产时为大量生产时为121215mm15mm。 端盖端盖上有两个上有两个11mm11mm孔及两个孔及两个22mm22mm深深2mm2mm沉孔，沉孔，直径直径均小于均小于30mm30mm，不易铸出，不易铸出，由机加工完成。在铸造工艺图上，由机加工完成。在铸造工艺图上，不铸出孔不铸出孔用红线打叉表明。用红线打叉表明。 端盖端盖7272圆柱圆柱增加壁厚法增加壁厚法，起模斜度为起模斜度为1mm1mm

51、。62mm62mm内孔，内孔，取取3mm3mm，使内孔易使内孔易于脱模。于脱模。型芯头 a.a.芯头高（或长）度和斜度芯头高（或长）度和斜度 垂直垂直芯头高芯头高度、度、水平芯头的水平芯头的长度长度l l、随芯头随芯头直径和型芯长度直径和型芯长度增加而加大。芯增加而加大。芯头斜度头斜度：下芯头：下芯头斜度小、高度大斜度小、高度大些，上芯头斜度些，上芯头斜度大、高度小些。大、高度小些。图图2.2.162.2.16型芯头的构型芯头的构造造 型芯头是指型芯的外伸部分，不形成铸件的轮廓。型芯型芯头是指型芯的外伸部分，不形成铸件的轮廓。型芯需要型芯头支撑、定位、排气和落砂。需要型芯头支撑、定位、排气和落

52、砂。b.芯头装配间隙 为了便于下芯和合型，芯头与芯座之间应留有间隙为了便于下芯和合型，芯头与芯座之间应留有间隙s s，一，一般般s s为为0.50.54mm4mm。 端盖端盖铸件内孔的直径大于铸件的高度，可以铸件内孔的直径大于铸件的高度，可以使用砂垛代使用砂垛代替型芯，替型芯，没有型芯头的设计问题。没有型芯头的设计问题。 图图2.2.16 2.2.16 型芯头的构造型芯头的构造a)a)垂直芯头垂直芯头 b)b)水平芯头水平芯头 三、绘制铸造工艺图与铸件图：图图2.2.17 2.2.17 端盖的铸造工艺图与铸件图端盖的铸造工艺图与铸件图 绘制铸造工艺图的目的：绘制铸造工艺图的目的：1、铸件的形状

53、？、铸件的形状？2、尺寸有哪些变化？、尺寸有哪些变化？3、生产方法、工艺过程？、生产方法、工艺过程？4、制造模样、芯盒、造型芯；、制造模样、芯盒、造型芯；5、检验铸件。、检验铸件。第第5353张幻灯片，例张幻灯片，例2 2答案：答案：1-12 28.5 310 48.5 5-144.生产报告 1)1)砂型铸造生产工艺文件砂型铸造生产工艺文件2)2)端盖铸件的生产过程端盖铸件的生产过程3)3)端盖的质量检验报告端盖的质量检验报告4)4)端盖铸件生产工艺的改进方案端盖铸件生产工艺的改进方案5)5)心得体会心得体会主要内容主要内容：课堂练习课堂练习a：一、填空（每空一、填空（每空2分共分共30分）分）1、铸造成形方法有一重要优点是、铸造成形方法有一重要优点是 的铸件，通常的铸件，通常把金属的把金属的 性和性和 性统称为金属的铸造性能。性统称为金属的铸造性能。2、在铁碳合金状态图中，普通灰口铸铁属于、在铁碳合金状态图中，普通灰口铸铁属于 成分的合金，成分的合金，具有良好的具有良好的 ，由于其结晶时，由于其结晶时 析出