上篇第四章 铸造

1、机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211 1原材料原材料生产生产 机械制造过程产品产品装配装配毛坯毛坯成形成形零件零件加工加工热加工热加工冷加工冷加工 装配装配铸造铸造锻压锻压焊接焊接车削加工车削加工 铣削加工铣削加工 刨削加工刨削加工 磨削加工磨削加工 钻削加工钻削加工 镗削加工镗削加工 特种加工特种加工 数控加工数控加工 钳工钳工组装组装部装部装总装总装机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212 2引言：引言：1 1、铸造的概念、铸造的概念 将经过熔化的将经过熔化的液态金属液态金属浇注

2、到与零件形状、尺浇注到与零件形状、尺寸相适应的寸相适应的铸型铸型中，冷却凝固后获得毛坯或零件的中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。一种工艺方法。2 2、铸造的方法、铸造的方法 砂型铸造、特种铸造。砂型铸造、特种铸造。. .机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213 33 3、铸造的特点、铸造的特点(2)(2)生产成本低，较为经济。生产成本低，较为经济。(1)(1)成型方便，适应性强。成型方便，适应性强。(3)(3)铸件组织性能差。铸造生产劳动条件差、劳动铸件组织性能差。铸造生产劳动条件差、劳动强度大。强度大。 利用液态成形利用液态成形

3、, ,适应各种适应各种形状形状、尺寸尺寸、重量重量以及以及不同不同材料材料的铸件。的铸件。 设备简单，节省金属（浇冒口、废机器、废铸设备简单，节省金属（浇冒口、废机器、废铸件可重复利用）件可重复利用）, ,材料来源广泛。材料来源广泛。 铸件晶粒粗大，力学性能差。铸件晶粒粗大，力学性能差。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-214 4 砂型铸造是以砂型铸造是以砂砂为主要造型材料制备铸型的一种铸为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前造方法。目前90%90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。4 4、砂型铸造的工

4、艺过程、砂型铸造的工艺过程工工 艺艺 准准 备备造造 型型落落 砂砂合合 箱箱浇浇 注注造造 芯芯清清 理理检检 验验熔炼金属熔炼金属配砂、制模配砂、制模机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-215 5机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-216 6一、一、铸型的组成及作用铸型的组成及作用第一节第一节 砂型制造砂型制造机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-217 7铸型各部分的作用：铸型各部分的作用：1 砂箱：砂箱： 造型时，用于盛放和填充型砂的

5、开口容器造型时，用于盛放和填充型砂的开口容器2 铸型：铸型： 浇注时，容纳液态金属，冷却后形成铸件浇注时，容纳液态金属，冷却后形成铸件3 分型面：分型面： 上、下铸型的分界面上、下铸型的分界面4 浇注系统：浇注系统：金属液经浇注系统流入型腔金属液经浇注系统流入型腔5 型腔：型腔： 容纳金属液的空腔（由造型材料所形成）容纳金属液的空腔（由造型材料所形成）6 型芯：型芯： 在铸型中安放，可阻挡部分金属以形成铸件在铸型中安放，可阻挡部分金属以形成铸件 内腔或某种特定外形内腔或某种特定外形7 出气孔：出气孔：用针在铸型或型芯上扎出的用于排气的小孔用针在铸型或型芯上扎出的用于排气的小孔8 冒口：冒口：

6、供补缩铸件用，熔融金属的空腔，有时还起供补缩铸件用，熔融金属的空腔，有时还起 排气集渣作用排气集渣作用9 冷铁：冷铁：为加快铸件局部冷却，在铸型、型芯中安放的为加快铸件局部冷却，在铸型、型芯中安放的 金属物金属物机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-218 8二、造型材料二、造型材料 制造铸型用的材料称为造型材料。制造铸型用的材料称为造型材料。 砂型铸造使用砂型铸造使用型砂和芯砂型砂和芯砂制造铸型，它们是由制造铸型，它们是由砂、粘砂、粘结剂、水和附加结剂、水和附加物组成。物组成。造型材料应具备以下性能：造型材料应具备以下性能：1 1、可塑性。、

7、可塑性。2 2、足够的强度。、足够的强度。型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-219 94 4、透气性。、透气性。3 3、耐火性。、耐火性。5 5、退让性。、退让性。型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。粘附。型砂和芯砂紧实后要易于通气。型砂和芯砂紧实后要易于通气。型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。机械制造基础机械制造基础-上篇第四

8、章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211010三、模样与芯盒三、模样与芯盒1 1、模样与型芯盒是制造铸型和型芯的工具。、模样与型芯盒是制造铸型和型芯的工具。2 2、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部形状；型芯形成铸件的内腔形状。型芯盒是制造型形状；型芯形成铸件的内腔形状。型芯盒是制造型芯的工具。芯的工具。3 3、砂型铸造多用木材制造模样和型芯盒。、砂型铸造多用木材制造模样和型芯盒。4 4、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造202

9、2-4-212022-4-211111四、造型方法四、造型方法按造型操作方法的不同，可分为：按造型操作方法的不同，可分为：手工造型、机器造型手工造型、机器造型1 1、手工造型、手工造型2 2、机器造型、机器造型 填砂、紧实、起模等主要有填砂、紧实、起模等主要有人工人工完成，操作灵活，完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。生产率低，主要用于单件小批量生产。 填砂、紧实、起模等实现填砂、紧实、起模等实现机械化机械化，生产率高，投，生产率高，投资大，主要用于批量生产。资大，主要用于批量生产。 主要方法有：主要方法有：整模造型整模造型挖砂造型挖砂造型三箱造型三箱造型活块造型活块造型刮板造型

10、刮板造型假箱造型假箱造型分模造型分模造型机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211212整模造型特点是使用特点是使用整体模样整体模样，模样，模样截面截面由由大到小递减大到小递减。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211313分模造型特点是当铸件截面特点是当铸件截面中间大两端小中间大两端小时，将时，将模样在最大截面处分开（用销钉定位，模样在最大截面处分开（用销钉定位，可合可分）以便于造型时顺利起模。可合可分）以便于造型时顺利起模。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造202

11、2-4-212022-4-211414挖砂造型模样模样无法分开无法分开而只能制成整模，而分型面而只能制成整模，而分型面又是又是曲面曲面时，在造型过程中，部分型砂会时，在造型过程中，部分型砂会阻碍模样的取出。此时，必须将这部分覆阻碍模样的取出。此时，必须将这部分覆盖在模样上的型砂挖去，才能顺利取模。盖在模样上的型砂挖去，才能顺利取模。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211515用预制的用预制的假箱假箱（砂制）或（砂制）或成形底板成形底板（砂制或木制）（砂制或木制）承托模样以省去挖砂工序的一种造型方法。假箱承托模样以省去挖砂工序的一种造型方法

12、。假箱只用于造另半型只用于造另半型，但不用于组型。，但不用于组型。假箱造型机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211616机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211717活块造型将模样上妨碍起模的将模样上妨碍起模的凸出凸出部分做成活块部分做成活块（可拆卸）的一种造型方法。起模时，先（可拆卸）的一种造型方法。起模时，先取主体模，再用适当方法取出活块。取主体模，再用适当方法取出活块。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211818刮板造型刮板造

13、型机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-211919三箱造型机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212020根据铸件结构、生产批量和生产条件，选用不同的手工造型方法。根据铸件结构、生产批量和生产条件，选用不同的手工造型方法。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212121五、浇注系统和冒口五、浇注系统和冒口引导液态金属流入铸型型腔的一系列通道称为浇注系统。引导液态金属流入铸型型腔的一系列通道称为浇注系统。外浇道外浇道直浇道直浇道横浇道横浇道内

14、浇道内浇道缓和液态金属的冲力，使其平稳地流入直浇道。缓和液态金属的冲力，使其平稳地流入直浇道。是外浇道的下面一段是外浇道的下面一段上大下小上大下小的圆锥形通道。的圆锥形通道。它的一定的高度使液态金属产生一定的静压力，它的一定的高度使液态金属产生一定的静压力，从而使液态金属能以一定的流速和压力充满型腔。从而使液态金属能以一定的流速和压力充满型腔。位于内浇道上方呈位于内浇道上方呈上小下大上小下大的梯形通道。液态金的梯形通道。液态金属中的渣子、沙粒便浮在横浇道的顶面，从而防属中的渣子、沙粒便浮在横浇道的顶面，从而防止铸件产生夹砂、夹渣等缺陷。还起着向止铸件产生夹砂、夹渣等缺陷。还起着向內內浇道浇道分

15、配液态金属的作用。分配液态金属的作用。与型腔相连，控制液态金属的流速和流向。与型腔相连，控制液态金属的流速和流向。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212222冒冒 口口冒口的型腔是存贮液态金属的容器。其作用是：冒口的型腔是存贮液态金属的容器。其作用是：1 1、在液态金属凝固收缩时、在液态金属凝固收缩时补充补充液态金属，防止铸件液态金属，防止铸件 产生缩孔的缺陷。产生缩孔的缺陷。2 2、排除型腔中的气体。、排除型腔中的气体。3 3、收集液流前沿的夹杂物（集渣）、收集液流前沿的夹杂物（集渣）机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造

16、铸造2022-4-212022-4-212323一、一、铸铁的熔炼铸铁的熔炼第二节第二节 铸铁的熔炼及浇注铸铁的熔炼及浇注 用于制作铸件的合金有用于制作铸件的合金有铸铁、铸钢、铝合金和铜铸铁、铸钢、铝合金和铜合金等合金等。其中，铸铁占铸件产量的。其中，铸铁占铸件产量的75758080以上。以上。 铸铁熔炼可使用多种炉型，如冲天炉、电炉、铸铁熔炼可使用多种炉型，如冲天炉、电炉、反射炉等，但应用最广的是反射炉等，但应用最广的是冲天炉冲天炉。 冲天炉的规格以其熔化率（冲天炉的规格以其熔化率（t / ht / h）表示。）表示。冲天炉的炉料主要有冲天炉的炉料主要有燃料燃料（焦炭焦炭）、溶剂和金、溶剂和

17、金属料属料。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212424机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212525二、浇注二、浇注 将熔化的液态金属注入铸型的过程，称为将熔化的液态金属注入铸型的过程，称为浇注浇注。浇注不当，可能会使铸件产生气孔、冷隔、浇不足、浇注不当，可能会使铸件产生气孔、冷隔、浇不足、缩孔等缺陷。缩孔等缺陷。 浇注时，要合理掌握浇注温度和浇注速度。浇注时，要合理掌握浇注温度和浇注速度。1 1、浇注温度、浇注温度 对复杂件、薄壁件，浇注温度要高。对复杂件、薄壁件，浇注温度要高。

18、而对简单件、厚壁件，则正好相反。而对简单件、厚壁件，则正好相反。2 2、浇注速度、浇注速度 对复杂件、薄壁件，浇注速度要快。对复杂件、薄壁件，浇注速度要快。 而对简单件、厚壁件，则正好相反。而对简单件、厚壁件，则正好相反。3 3、浇注方法、浇注方法 去渣、引火、浇注。去渣、引火、浇注。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212626三、铸件的落砂、清理和常见缺陷分析三、铸件的落砂、清理和常见缺陷分析1 1、落砂、落砂2 2、清理、清理3 3、常见缺陷分析、常见缺陷分析机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212

19、022-4-212727机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212828机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-212929第三节第三节 铸件结构工艺性及铸件图铸件结构工艺性及铸件图一、砂型铸件结构工艺性一、砂型铸件结构工艺性 零件或毛坯在满足设计要求的前提下，采用铸零件或毛坯在满足设计要求的前提下，采用铸造方法制造的造方法制造的可行性可行性和和经济性。经济性。 铸件的结构除应符合本身的使用功能之外，还铸件的结构除应符合本身的使用功能之外，还应符合铸造工艺过程及相关加工工艺过程的要求。应符合铸造

20、工艺过程及相关加工工艺过程的要求。 对于铸造过程及相关工艺过程的铸件结构的合对于铸造过程及相关工艺过程的铸件结构的合理性称为理性称为铸件结构工艺性。铸件结构工艺性。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213030铸件结构设计铸件结构设计 P59A A 外形设计外形设计1 1）外形力求简单、平直）外形力求简单、平直2 2）尽量使分型面少且为平面）尽量使分型面少且为平面3 3）避免活块）避免活块4 4）要有结构斜度）要有结构斜度B B 内腔设计内腔设计1 1）尽量减少型芯）尽量减少型芯2 2）型芯安装稳固，便于清理）型芯安装稳固，便于清理机械制造

21、基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213131C C 壁厚设计壁厚设计1 1）合理设计壁厚）合理设计壁厚2 2）壁厚尽量均匀）壁厚尽量均匀3 3）注意铸件壁之间的连接（结构圆角）注意铸件壁之间的连接（结构圆角）二、铸件图的绘制二、铸件图的绘制1 1）浇注位置和分型面）浇注位置和分型面2 2）加工余量）加工余量3 3）起模斜度）起模斜度4 4）铸造圆角）铸造圆角5) 5) 标注收缩率标注收缩率机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-2132321 1、概念：、概念： 3 3、常用的特种铸造方法、常用的特

22、种铸造方法：2 2、特种铸造的特点：、特种铸造的特点：引言引言 铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好等。动条件好等。特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。金属型铸造金属型铸造压力铸造压力铸造熔模铸造熔模铸造离心铸造离心铸造机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213333机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213434一、熔模铸造一、熔模铸造 用易熔材料（如蜡料）制成零件的用易熔材料（如蜡料）制成零件

23、的精确模样精确模样，在模，在模样上涂覆多层耐火材料，制成样上涂覆多层耐火材料，制成型壳型壳，待型壳干燥、硬化，待型壳干燥、硬化后，加热型壳使后，加热型壳使蜡模熔化形成型腔蜡模熔化形成型腔，型壳经高温焙烧后，型壳经高温焙烧后即可进行浇注获得铸件的铸造工艺方法叫即可进行浇注获得铸件的铸造工艺方法叫熔模铸造熔模铸造，又，又称为称为失蜡铸造失蜡铸造。因此法所得铸件尺寸精度及表面质量好，。因此法所得铸件尺寸精度及表面质量好，故又称其为故又称其为“熔模精密铸造熔模精密铸造”。1 1、工艺特点及应用、工艺特点及应用 以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是少或无少或无切切削加

24、工的方法之一。其设备简单，生产批量不受限制，削加工的方法之一。其设备简单，生产批量不受限制，主要用于大批、大量生产。其缺点是工艺过程复杂，生主要用于大批、大量生产。其缺点是工艺过程复杂，生产周期长。产周期长。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213535机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-2136362 2、工艺过程、工艺过程制造压型制造压型制造蜡模制造蜡模组合蜡模组组合蜡模组挂涂料、撒砂挂涂料、撒砂型壳干燥硬化型壳干燥硬化熔失蜡模熔失蜡模填砂、紧实填砂、紧实高温焙烧高温焙烧浇注浇注脱壳脱

25、壳清理清理检验检验成品成品入库备用入库备用废品废品金属炉料金属炉料熔化熔化机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213737熔模铸造熔模铸造机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213838样品展示样品展示机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-213939二、金属型铸造二、金属型铸造 用用铸铁、铸钢或耐热钢铸铁、铸钢或耐热钢制造铸型，将熔炼好的金制造铸型，将熔炼好的金属浇注进去，以获得铸件的铸造方法叫金属型铸造。属浇注进去，以获得铸件的铸造方法叫

26、金属型铸造。 因金属铸型可反复使用几百乃至上万次，故又称因金属铸型可反复使用几百乃至上万次，故又称永久型。永久型。1 1、工艺特点、工艺特点 一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。主要用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-214040机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-214141机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-2142422、金属型铸造金属型铸造工艺过程工艺过程 机械制造基础机械制造基础-上篇第四章上篇第四章 铸造铸造2022-4-212022-4-214343三、压力铸造三、压力铸造 将液态金属在将液态金属在高压高压（30-70MPa30-70MPa）下下快速快速( (充型时充型时间为间为0.10.10.2S)0.2S)充填到金属铸型充填到金属铸型（压型）（压型）中，并在压中，并在压力下充型和凝固而形成铸件的铸造方法称为压力铸造，力下充型和凝固而