铸造实训教案

1、铸造实训教案工程训练中心2009年12月长春工业大学工程训练课程教案教师姓名实训项目名称铸造实训时间50分钟地点铸工实训基地讲 授 内 容教学目的及要求：(1)熟悉铸造生产的工艺过程、特点及应用；(2)熟悉砂型铸造的主要造型方法(整模造型、分模造型、活块造型等)的 工艺过程、特点及应用，掌握手工两箱造型的操作技能，并能对铸件进 行初步的工艺分析；了解机器造型的特点和应用；了解常见特种铸造方法的工艺流程、特点及应用；熟悉型砂(芯砂)的组成、各组成成分的作用，对型砂(芯砂)性能 要求及制备过程；了解感应电炉的构造，铸铁的熔炼和浇注并参与浇注操作；了解常见型砂铸造的铸件缺陷及产生原因；了解铸造生产安

2、全技术、环境保护，并能进行简单经济分析。教学重点：砂型铸造的工艺过程，常用手工造型的操作方法教学难点：手工造型操作方法。教学内容：第一单元概述及型砂的制备铸造概念将液态的金属浇注到与零件形状尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固后获得毛坯或零件的工艺方法称为铸造。铸造生产大致可分为砂型铸造和特种铸造两大类。目前最常用的铸造方法是 砂型铸造。铸造的特点；1)适应性强，工艺灵活性大。铸件的合金成分、尺寸、形状、重量和生产 批量等几乎不受限制。2）成形能力强。最适于生产复杂形状，特别是具有复杂内腔的毛坯或零件。3）经济性好。铸造所用的原材料大部分来源广泛、价格低廉，还可以使用 废料和废机件；因此铸件的

3、成本低廉。铸造的主要缺点是：铸造生产工序繁多，工艺过程较难控制，致使铸件的废 品率较高；铸件的内部组织比较粗大，力学性能一般不如锻件；铸造的工作条 件较差，工人劳动强度较大。用于铸造的金属材料统称为铸造合金。常用的铸造合金有铸铁、铸钢及铸造 有色金属，其中又以铸铁应用最为广泛（特别是灰口铸铁）。砂型铸造的基本生产工序砂型铸造的生产工序包括：配制型（芯）砂、制作模样和芯盒、造型、制芯、 合箱、金属的熔化与浇注以及落砂、清理与检验等。如图所示湿型砂的组成、性能要求、种类及制备砂型是由型砂组成的，型砂的质量直接影响着铸件的质量，型砂质量不好会 使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷，这些缺陷造成的废

4、品约占铸件总 废品的50%以上。因此，必须合理的选用和配制型（芯）砂。型（芯）砂应具备的主要性能1）强度 型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。足够的强度可保证铸型在铸 造过程中不破损、塌落和胀大。但强度太高也不好，会使铸型过硬，透气性、 退让性和落砂性很差。2）透气性 型砂孔隙透过气体的能力称为透气性。当高温金属液浇入铸型 时，型内会产生大量气体（包括水分汽化为高温过热蒸汽和原有空气受热膨胀）， 这些气体必须通过铸型排出去。如果型砂透气性太低，气体留在型内，会使铸 件形成呛火、气孔和浇不到等缺陷。但透气性太高会使砂型疏松，铸件易出现 表面粗糙和机械粘砂的缺陷。3）耐火性 指型砂经受高温热作用的能力

5、。耐火性主要取决于砂中SiO2的 含量（熔点1713C）, SiO2含量越多，型砂耐火性越高。型砂的耐火性好，铸 件不易产生粘砂缺陷。4）退让性 铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂能被压缩、退让的性 能称为退让性。型砂退让性不足，会使铸件收缩受到阻碍时，产生内应力、变 形和裂纹等缺陷。对小铸件砂型，不要舂得过紧；对大砂型，可在型（芯）砂 中加入锯末、焦炭粒等材料以增加退让性。5）溃散性 是指型砂浇注后易溃散的性能。溃散性好，型砂容易从铸件上 清除，可以节省落砂和清理的劳动量。除上述性能外，型砂还应具有流动性和可塑性等工艺性能。湿型砂的组成为了满足型（芯）砂的性能要求，它一般由原砂、粘结剂、水

6、和附加物按 一定比例混制而成。原砂一般采用天然砂。砂中若石英（SiO2）含量高，杂质少，则耐火性好； 若砂粒粗，粒度均匀，则透气性好。粘结剂可提高型（芯）砂的可塑性和强度。粘结剂主要有普通粘土、膨润 土、水玻璃、矿物油、合脂和树脂等。其中，普通粘土及膨润土资源丰富，价 格低廉，有一定粘结强度，一般多用来制作型砂。其它几种粘结剂价格较贵， 主要用于生产性能要求较高的芯砂。型砂中常加入的附加物有煤粉、木屑等。煤粉在高温熔融金属作用下燃烧 形成气膜，隔离熔融金属与铸型型腔直接作用，使铸件表面光洁，防止铸件粘 砂；加入木屑能改善型砂的透气性和退让性。粘土中的水分对型（芯）砂的性能和铸件的质量影响很大。

7、水分少，型（芯）砂干而脆，不利于造型起模；水分多，型（芯）砂强度低，易造成粘模，给造型操作带来困难。当粘土与水分质量比为 3: 1时，型砂可获得最大强度值。型（芯）砂的制备型芯在浇注后将被高温金属液包围，故通常要求芯砂应具有比型砂更好的综 合性能。一般来说，型砂与芯砂应选用不同的材料按不同的比例配制。在铸造生产中，有时为了节省型砂，对与铸件接触的面砂进行专门配制，以 使其具有较高的强度和耐火性，而对不与铸件接触，仅作填料用的背砂，一般 用旧砂，但在大批生产时，为了提高生产效率和简化操作，往往不分面砂和背 砂，只用一种单一砂。目前在生产中一般都使用混砂机配砂。混砂过程是：将新砂、粘土、附加物 和

8、旧砂依次投入混砂机内，先干混数分钟，混拌均匀后，加一定量的水再湿混 10分钟左右。为了使水分渗透均匀，混完的砂通常要放 38小时。最后进行松 砂处理，以打碎砂团，提高其透气性。型（芯）砂的性能可用专门仪器检验，也可用手握法检验。手握法检验的操作过程，用手攥一把型砂，感到潮湿但不沾手，柔软易变形,印在砂团上的手指痕迹清晰，砂团掰断时断面不粉碎，说明型砂的干湿适宜、 性能合格。这种方法简单易行，但需凭个人经验，因人而异，也不准确。学生实际操作：湿型砂的制备第二单元铸型的结构及整模造型生产过程 铸型的组成及各部分名称用型砂及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。这种铸型又称砂型， 是由上砂型、下砂型、型腔（形成铸件形状的空腔）、砂芯、浇注系统和砂箱等 部分组成的。铸型的组成及各部分名称见图。上、下砂型的接合面称为分型面。 上、下砂型的定位可用泥记号（单件、小批生产）或定位销（成批、大量生产）1器我口一型腔3一苦口4一择气道5一出气孔方一泓注第登了一上期8一下期9一赤芯10 一分如面整模造型方法整模造型过程如图所示。整模造型的特点是：模样是整体结构，最大截面 在模样一端