液态成型学时课程

液态成型学时课程第1页，共115页，2023年，2月20日，星期一第二章液态材料铸造成型技术【计划学时】6学时【主要内容】见下页【学习目标】了解液态材料成型技术基础理论，掌握液态金属成形件的工艺过程和结构设计，了解常用铸造合金，掌握铸造成型技术过程。【重点难点】重点是液态金属成形件的工艺过程和结构设计以及铸造成型技术过程，难点是液态材料成型理论。第2页，共115页，2023年，2月20日，星期一第1节概述第2节液态金属成形件的工艺过程设计第3节液态金属成形件的结构设计第4节铸造成形技术过程主要内容第3页，共115页，2023年，2月20日，星期一1概述

1.1液态成型定义液态材料成形技术通常称之为铸造，它是指熔炼金属，制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法。第4页，共115页，2023年，2月20日，星期一1概述其主要工序如下图所示：零件技术要求原材料造型熔化控制调整成分浇注凝固出模清理、检验等第5页，共115页，2023年，2月20日，星期一1.2液态成形（铸造）的优缺点优点：投资小、生产周期短、技术过程灵活性大、能制造形状复杂的零件。缺点：铸件内部组织疏松、晶粒粗大，易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷；铸件外部易产生粘砂、夹砂、砂眼等。由此，与同样材料的锻件相比，铸件的力学性能低，特别是冲击韧性。又由于铸造工序多，难以精确控制，使铸件品质不够稳定。1概述第6页，共115页，2023年，2月20日，星期一1.3液态成形（铸造）的分类

目前铸造成形技术的方法种类繁多。按生产方法分类，可分为砂型铸造和特种铸造。按合金分类可分为铸铁、铸钢、铝合金铸造、铜合金铸造、镁合金铸造、钛合金铸造等。1概述按工艺方法不同沙型铸造特种铸造熔模铸造压力铸造离心铸造第7页，共115页，2023年，2月20日，星期一1.4各类机械工业中铸件质量所占的比率机械类别比率/％机床、内燃机、重型机器风机、压缩机拖拉机农业机械汽车70～9060～8050～7040～7020～301概述第8页，共115页，2023年，2月20日，星期一

铸件成型工艺过程设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和技术参数，绘制工艺过程图、编制工艺过程卡等技术文件的过程。铸件工艺设计的有关文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并用于直接指导生产操作。因此，铸件工艺过程设计的好坏，对铸件品质、生产率和成本起着重要的作用。2金属液态成型的工艺过程设计第9页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.1

铸造工艺设计内容与步骤2.1.1

铸造工艺过程设计的内容

铸造工艺过程设计的内容主要决定于批量大小、生产要求和生产条件。一般包括：铸造工艺过程图、铸件图、铸型装配图、工艺过程卡、操作技术规程。广义地讲，凡铸造技术装备的设计内容，诸如模具图、模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、专用检具图、专用量具图及组芯夹具图等，均属于铸造工艺过程设计的内容。第10页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.1.2铸造工艺过程设计的步骤铸造工艺方案的内容2.工艺方案的确定1.铸件结构工艺性分析4.型芯设计3.工艺参数确定6.出气冒口补缩冒口5.浇注系统设计8.绘制铸件图7.绘制铸造工艺图2.1

铸造工艺设计内容与步骤第11页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸造方法的选择造型及造芯方法的选择浇注位置的选择分型面的选择工艺方案的确定2.2工艺方案的确定第12页，共115页，2023年，2月20日，星期一1)重要加工面应朝下或位于侧面浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。保证导轨质量均匀2.2.1浇注位置的选择原则2.2工艺方案的确定第13页，共115页，2023年，2月20日，星期一

2)

铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注铸型的上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣外，大平面还常产生夹砂缺陷。同时也有利于排气、减小金属液对铸型的冲刷力。3.2工艺方案的确定2.2.1浇注位置的选择原则第14页，共115页，2023年，2月20日，星期一3）大面积薄壁结构应处于下部或垂直/倾斜放置，防止浇不足和冷隔缺陷；大平面倾斜2.2.1浇注位置的选择原则3.2工艺方案的确定第15页，共115页，2023年，2月20日，星期一

4）易缩孔件的厚大部分、分型面附近的上部或侧面容易出现热节，所以容易形成缩孔的铸件(如铸钢、球墨铸铁、可锻铸铁、黄铜)浇注时应把厚的部位放在分型面附近的上部或侧面，以便安放冒口，实现顺序凝固，进行补缩。1-冒口；2、3-砂芯铸钢链轮的浇注位置3.2工艺方案的确定2.2.1浇注位置的选择原则第16页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.2工艺方案的确定2.2.1浇注位置的选择原则第17页，共115页，2023年，2月20日，星期一

分型面（Partingline）是指两半铸型相互接触的表面。除了实型铸造法外，都要选择分型面。分型面的选择是否正确，对造型工艺、铸件清理以及铸件尺寸和形状有着重要影响。为了便于起模，使造型工艺简化，要考虑分型面形状和数目，活块和型芯的数量与位置。2.2.2

分型面的选择原则3.2工艺方案的确定第18页，共115页，2023年，2月20日，星期一（1）应尽可能使全部或大部分铸件，或者加工基准面与重要的加工面处于同一半型内。以避免因合型不准产生错型，保证铸件尺寸精度。管子堵头分型方案2.2.2

分型面的选择原则3.2工艺方案的确定第19页，共115页，2023年，2月20日，星期一尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件精度。增加外芯凸台妨碍起模易产生错箱。可用于单件生产。3.2工艺方案的确定2.2.2

分型面的选择原则第20页，共115页，2023年，2月20日，星期一（2）应尽量减少分型面的数目

分型面数量少，既能保证铸件精度，又能简化造型操作。3.2工艺方案的确定2.2.2

分型面的选择原则第21页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.2工艺方案的确定2.2.2

分型面的选择原则第22页，共115页，2023年，2月20日，星期一

(3)分型面应尽量选用平面

平直的分型面可简化造型工艺过程和模板制造，容易保证铸件精度（如下图起重臂），这对于机器造型尤为重要。水平分型面----便于造型操作，适宜批量生产！挖砂造型费时、费工，尽量避免。单件生产时可用此法！2.2工艺方案的确定2.2.2

分型面的选择原则第23页，共115页，2023年，2月20日，星期一4）尽量使型腔及主要型芯位于下型。型芯、型腔大部分位于下箱，方案合理上箱太高2.2工艺方案的确定2.2.2

分型面的选择原则第24页，共115页，2023年，2月20日，星期一（1）

机加工余量在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械加工余量。造型方式、合金种类、铸件尺寸、加工面与基准面距离、浇注位置等都对机械加工余量有影响。一般查手册。加工余量必须认真选取，余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料；余量过小，制品会因残留黑皮而报废，或者，因铸件表层过硬而加速刀具磨损。2.2.3

确定工艺参数2.2工艺方案的确定第25页，共115页，2023年，2月20日，星期一与铸件尺寸公差配套使用的铸件加工余量2.2工艺方案的确定第26页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸孔及铸槽铸件上的孔和槽类结构是否铸出，取决于工艺的可行性和必要性。一般来说，尺寸较小的孔不铸出反而经济。设计时查手册。注---零件图上没有要求加工的孔必须铸出。因此，设计时必须注意这类孔的尺寸不可太小！2.2工艺方案的确定（2）最小铸出孔第27页，共115页，2023年，2月20日，星期一小孔不铸出，留待机加工。不铸出孔的表示2.2工艺方案的确定第28页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸钢件最小铸出孔（槽）的尺寸取决于孔壁厚度和深度。需要时，查手册。灰铁铸件铸钢件大量生产成批生产单件、小批量生产12～1515～3030～5030～5050灰铸铁件铸孔尺寸（最小铸出孔）2.2工艺方案的确定第29页，共115页，2023年，2月20日，星期一

（3）起模斜度为了使模样(或型芯)便于从砂型(或芯盒)中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度,此倾斜度称为起模斜度。取决于立壁高度；造型方法和模样材料等因素，一般15′～

3°。立壁愈高，斜度愈小。2.2工艺方案的确定第30页，共115页，2023年，2月20日，星期一（4）铸造圆角

制造模样时，壁的连接和转角处要做成圆弧过度，即铸造圆角。它既可使转角处不产生脆弱面，又可减少应力集中，还可避免产生冲砂、缩孔和裂纹。一般小型铸件，外圆角半径取2～8mm，内圆角半径取4～16mm。2.2工艺方案的确定第31页，共115页，2023年，2月20日，星期一模样尺寸放大率K=（L0-L1）/L0×100%。经验数据（0.7-1%灰铸铁）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,为保证铸件的应有尺寸,模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。通常灰铸铁为0.7％～1.0％,铸造碳钢为1.3％～2.0％，铝硅合金为0.8％～1.2％。（5）铸造收缩率2.2工艺方案的确定第32页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.3

浇注系统及其设计

浇注系统是引导金属液进入型腔的系列通道的总称，是铸型充填系统的组成部分。1-浇口杯；2-直浇道；3-横浇道；4-内浇道2.3.1浇注系统的定义第33页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.3

浇注系统及其设计2.3.2浇注系统的主要功能：1）将铸型型腔与浇包连接起来，平稳地导入液态金属；2）挡渣及排除铸型型腔中的空气及其他气体；3）调节铸型与铸件各部分的温度分布以控制铸件的凝固顺序；4）保证液态金属在最合适的时间范围内充满铸型，不使金属过度氧化，有足够的压力，并保证金属液面在铸型型腔内有必要的上升速度等。第34页，共115页，2023年，2月20日，星期一(a)顶部注入式(b)中间注入式(c)底部注入式(d)阶梯注入式3.3

浇注系统及其设计2.3.3浇注系统的设计1）浇注系统的结构形式第35页，共115页，2023年，2月20日，星期一尽可能阻止熔渣、气体、氧化物及非金属夹杂物吸附或夹附进入铸型型腔；防止铸型型腔和型芯被冲蚀；降低浇注温度；在正确部位以合适的速度把金属液引入铸型型腔，减少铸件的缩孔(松)和变形；减少浇注系统占用的金属，节约液态金属。3.3

浇注系统及其设计2.3.3浇注系统的设计2）浇注系统的基本要求第36页，共115页，2023年，2月20日，星期一

设计浇注系统，首先应该正确地选择浇注系统的类型及其开设的位置，要根据具体情况认真研究，对各种方案进行反复比较，要保证有足够的空间开设浇口和冒口系统。在此基础上还要确定浇注系统各组元的合理尺寸及其之间的比例关系。计算浇注系统要考虑的主要问题是控制金属液流经浇注系统进入型腔的速度和流量。3.3

浇注系统及其设计2.3.3浇注系统的设计第37页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.4

冒口、冷铁的设计

冒口的设计铸型中能储存一定金属液（同铸件相连接在一起的液态金属熔池）补偿铸件收缩，防止产生缩孔和缩松缺陷的专门技术“空腔”称为冒口。冒口的主要作用是补缩铸件。此外还有集渣和通、排气作用。1-明顶冒口；2-暗顶冒口3-铸件；4-边冒口

(a)铸钢件(b)铸铁件2.4.1冒口设计第38页，共115页，2023年，2月20日，星期一

冷铁是用来加大铸件局部冷却速度最常用的一种激冷物，钢材、铜等金属材料也可以用作激冷物。其主要作用为：加快铸件某一部分的冷却速度，调节铸件的凝固顺序，与冒口配合使用，可扩大冒口的有效补缩距离。冷铁分为外冷铁和内冷铁2.4.2冷铁的设计2.4

冒口、冷铁的设计第39页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.5铸造工艺过程图的绘制铸造工艺过程图是在零件图上用规定的技术符号表示出铸造工艺过程内容的图形，它决定了铸件的形状、尺寸、生产方法和工艺过程，是制造模样、芯盒、造型、造芯和检验铸件的依据。第40页，共115页，2023年，2月20日，星期一名称技术符号和表示方法名称技术符号和表示方法分型面用红色线表示，并用红色写出“上、中、下”字样分型分模面用红色线表示分模面用红色线表示，在任一端画“<”号不铸出孔和槽不铸出孔和槽用红色线打叉2.5铸造工艺过程图的绘制第41页，共115页，2023年，2月20日，星期一名称技术符号和表示方法名称技术符号和表示方法机械加工余量用红色线表示在加工符号附近注明加工余量数值，凡带斜度的加工余量应注明斜度浇注系统位置与尺寸用红色线或红色双线表示，并注明各部尺寸型芯用蓝色线表示，并注明斜度和间隙数值;有两个以上型芯时，用数字号“1＃，2＃”等标注2.5铸造工艺过程图的绘制第42页，共115页，2023年，2月20日，星期一2.5铸造工艺过程图的绘制图例：第43页，共115页，2023年，2月20日，星期一设计核心：铸件结构工艺性当采用铸造来做零件毛坯或直接成形时，除形状和尺寸设计以外，还必须进行结构设计。

3液态金属成形件的结构设计第44页，共115页，2023年，2月20日，星期一在一定铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚不应小于最小壁厚。最小壁厚主要由合金种类和铸件尺寸大小决定3.1.1最小壁厚3.1保证铸件质量的铸件结构设计第45页，共115页，2023年，2月20日，星期一砂型铸造铸铁件的最小壁厚／mm铸件种类铸件最大轮廓尺寸<200200~400400~800800~12501250~2000灰铸铁3～44～55～66～88～10孕育铸铁5～66～88～1010～1212～16球墨铸铁3～44～88～1010～12－碳素钢89111416～18低合金结构钢8～99～10121620高锰钢8～910121620不锈钢8～1010～1212～1616～2020～25耐热钢8～1010～1212～1616～2020～253.1保证铸件质量的铸件结构设计第46页，共115页，2023年，2月20日，星期一由于厚壁铸件易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析等缺陷，铸件的力学性能下降。这对于各种铸造合金来说，均存在一个临界壁厚，如果铸件的壁厚超过临界壁厚，铸件的承载能力并不按比例随铸件厚度的增加而增加，而是显著下降。所以，设计厚大铸件时，要避免以增加壁厚的方式提高强度。砂型铸造各种铸造合金铸件的临界壁厚可按其最小壁厚的3倍考虑。3.1.2铸件的临界壁厚3.1保证铸件质量的铸件结构设计第47页，共115页，2023年，2月20日，星期一砂型铸造时，散热条件差的铸件内壁，即使内壁厚度与外壁厚度相等，由于它的凝固速度比外壁慢，力学性能往往比外壁低。同时在铸造过程中易在内、外壁交接处产生热应力，使铸件产生裂纹，对于凝固收缩大的铸造合金还易在此处产生缩孔和缩松。因此，设计时应使铸件内壁厚度小于外壁厚度。其内、外壁厚度相差值可参考相关手册。3.1.3铸件的内壁厚度3.1保证铸件质量的铸件结构设计第48页，共115页，2023年，2月20日，星期一知识回顾和问题1、常见铸件缺陷及特征；2、浇注位置的选择原则。

3、分型面的选择原则、铸造工艺参数的选择；4、浇注系统、冒口和冷铁的设计；5、铸造工艺图的绘制；6、铸件结构工艺性：最小壁厚、临界壁度、内壁厚度。问题：1、常见铸件缺陷有哪些？2、浇注位置的一般选择原则是什么？3、分型面的一般选择原则是什么？4、常用的铸造工艺参数有哪些？第49页，共115页，2023年，2月20日，星期一合金类别铸铁铸钢铸铝铸铜铸件内壁比外壁厚度应减少的相对值/%10~2020~3010~2015~20砂型铸造各种铸造合金件之内、外壁厚相差值注：铸件内腔尺寸大的取下限值。注：铸件内腔尺寸大的取下限值。3.1.3铸件的内壁厚度3.1保证铸件质量的铸件结构设计第50页，共115页，2023年，2月20日，星期一通常情况下，铸件壁的厚度并不完全一致。因此，在壁的过渡处应参考表2-17中壁的过渡形式和尺寸进行设计。示意图壁厚比示意图壁厚比b≤b＞3.1.4铸件壁的过渡和连接3.1保证铸件质量的铸件结构设计第51页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸壁有类型各异的接头，大致分为L型、T型、V型、Y型和十字型等５种。在接头处，因凝固速度慢，容易产生应力集中，在铸件上可能会产生裂纹、变形、缩孔、缩松等缺陷。所以，设计中应选用L型接头，减少和分散热节点，避免交叉连结。图2-39十字型连接形式（a）不合理(b)合理(c)不合理(d)合理3.1.4铸件壁的过渡和连接3.1保证铸件质量的铸件结构设计第52页，共115页，2023年，2月20日，星期一K型连接形式(a)不合理(b)合理(c)不合理(d)合理3.1.4铸件壁的过渡和连接3.1保证铸件质量的铸件结构设计第53页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸件壁的连接形式示意图

3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.4铸件壁的过渡和连接第54页，共115页，2023年，2月20日，星期一壁间连接应避免交叉和锐角3.1.4铸件壁的过渡和连接3.1保证铸件质量的铸件结构设计第55页，共115页，2023年，2月20日，星期一

为了减小热节和防止铸件产生缩孔和缩松，铸件的壁应避免交叉连接和锐角连接。中、小铸件可采用交错接头，锐角连接宜采用过渡形式，大件宜采用环形接头。交错接头

环形接头3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.4铸件壁的过渡和连接第56页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.4铸件壁的过渡和连接第57页，共115页，2023年，2月20日，星期一为了增加铸件的力学性能和减轻铸件的质量，消除缩孔和防止裂纹、变形、夹砂等缺陷，在铸件结构设计中大量采用筋。设计筋时，要尽量分散和减少热节点，避免多条筋互相交叉。3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.5加强筋第58页，共115页，2023年，2月20日，星期一筋与筋和筋与壁的连接处要有圆角过渡，垂直于分型面的筋应有铸造斜度(见表2-19)。除此之外，还应考虑：应用筋提高铸件品质和载荷性能。3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.5加强筋第59页，共115页，2023年，2月20日，星期一如图所示的大平面铸件，按原设计(图(a))，在浇注时因金属液的烘烤，平面A处砂型膨胀较大易裂开脱落，产生夹砂类缺陷。增加筋后不易产生夹砂类缺陷。3.1保证铸件质量的铸件结构设计

壳体铸件

(a)容易产生夹砂(b)不易产生夹砂3.1.5加强筋第60页，共115页，2023年，2月20日，星期一薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形，加上几条筋之后便可避免。如下图所示3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.5加强筋铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用加强筋，可防止以上的缺陷。第61页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.5加强筋第62页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.5加强筋第63页，共115页，2023年，2月20日，星期一非加工面上的铸件壁的内、外两侧，沿起模方向应设计适当的斜度，即结构斜度，可参考下表进行设计。简图斜度a：h使用范围1：5h<25的铸钢和铸铁件1：10～1：20H＝25～的铸钢和铸铁件1：50h>的铸钢和铸铁件1：100非铁合金铸件3.1.6铸造斜度3.1保证铸件质量的铸件结构设计第64页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.1.6铸造斜度3.1保证铸件质量的铸件结构设计第65页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸件上由于需要安装螺栓、压力表、排气塞、排油塞、黄油杯、测温计等，结构设计时就须在安装位置设置凸台。然而，凸台会在零件上造成金属堆积。对于凝固收缩大的金属，在凸台内易形成缩孔、缩松，有损铸件品质。因此，设计凸台时要选择正确的形状和尺寸。凸台之间的中心距较小时，应将凸台连成整体，以便于铸造和切削加工。凸台与铸件垂直壁距离小时，为便于造型，应与垂直壁相连。3.1保证铸件质量的铸件结构设计3.1.7凸台第66页，共115页，2023年，2月20日，星期一3.1.7凸台3.1保证铸件质量的铸件结构设计第67页，共115页，2023年，2月20日，星期一(a)两个分型面的结构(b)一个分型面的结构图2-46容筒铸件的结构

3.2.1简化或减少分型面3.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第68页，共115页，2023年，2月20日，星期一

3.2.2尽量不用或少用型芯3.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第69页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸件结构设计要求不合理的结构合理的结构原结构带加强筋的外形要用砂芯形成。结构改进后，取消了外形砂芯，铸件的强度甚至比原结构还好。

3.2.2尽量不用或少用型芯3.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第70页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸件结构设计要求不合理的结构合理的结构

与分型面垂直的铸壁，应有铸造斜度

与分型面垂直的筋条，应与分型面垂直。

3.2.3铸件的结构应方便起模3.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第71页，共115页，2023年，2月20日，星期一(a)不合理的结构(b)合理的结构

3.2.4有利于型芯的固定和排气3.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第72页，共115页，2023年，2月20日，星期一4.2.5避免变形和裂纹铸件结构设计要求(a)不合理的(b)合理的1、细长易挠曲的铸件应设计为对称截面。由于对称截面的相互抵消作用，变形大大减小。2、合理设置加强筋，提高平板铸件的刚度，防止变形。3、较大的带轮、飞轮、齿轮的轮辐可做成弯曲的、奇数的或带孔辐板。可借轮辐或轮缘的微量变形自行减缓铸造应力，防止开裂。第73页，共115页，2023年，2月20日，星期一(a)有较大的水平面(易产生夹渣、气孔，清理困难)(b)倾斜面(不易产生夹渣、气孔)(c)阶梯面(不易产生夹渣、气孔)

4.2.6有利于防止夹砂和气孔4.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第74页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸件的清理工作包括清砂、切割浇冒口、去除飞边毛刺、打磨修正等。这部分工作量大、劳动条件差。因此，铸件轮廓设计要考虑利于清砂、利于切割冒口，也可减少设置冒口的结构(a)合理结构(K部不易粘砂)(b)不合理结构(K部易粘砂)

4.2.7有利于铸件清理4.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第75页，共115页，2023年，2月20日，星期一(a)不合理的结构(切割冒口与除芯困难)(b)合理结构(切割冒口与除芯容易)

4.2.7有利于铸件清理4.2

适应铸造工艺过程的铸件结构设计第76页，共115页，2023年，2月20日，星期一不合理结构综合案例第77页，共115页，2023年，2月20日，星期一知识回顾和问题问题：1、如右图所示浇注位置如何选取？2、分型面如何选取？3、浇注系统如何设计？冒口、冷铁如何设置？4、如何绘制铸造工艺图？第78页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程B、支座方案Ⅰ

沿底版中心分型。轴孔下芯方便，但底版上四个凸台必须采用活块且铸件在上、下箱各半。方案Ⅱ沿底面分型，铸件全部在下箱，不会产生错箱，铸件易清理。但轴孔内凸台必须采用活块或下芯且轴孔难以铸出。第79页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.1砂型铸造概论5.1.1定义：砂型铸造采用具有一定性能的型（芯）砂来制造铸型及砂芯（型芯），从而得到完整铸件的方法。最基本的液态成形方法，应用最广，占铸件总产量80-90%，灵活性大，生产周期短，成本低。5.1.2主要步骤：一、型砂与芯砂的制备；二、铸造工艺方案设计；三、模型的制造；

第80页，共115页，2023年，2月20日，星期一四、造型；五、设计浇注系统；六、造芯；七、浇注；八、落砂及后期管理第81页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程第82页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.1.3砂型铸造的特点

①可以制造形状复杂的毛坯或零件；②加工余量小，金属利用率高；③适应性强，应用面广，用于制造常用金属及合金的铸铁件；④铸件的成本低；⑤铸件的晶粒比较粗大，组织疏松，常存在气孔、夹渣等铸造缺陷，机械性能比锻件差；⑥铸造生产工序多，铸件质量不够稳定，废品率较高；⑦铸件表面较粗糙，多用于制造毛坯。第83页，共115页，2023年，2月20日，星期一铸型种类铸型特征主要特点适用范围湿型砂（湿型）以粘土作粘结剂，不经烘干可直接进行浇注的砂型生产周期短、效率高，易于实现机械化、自动化，设备投资和能耗低；但铸型强度低、发气量大，易于产生铸造缺陷单件或批量生产，尤其是大批量生产。广泛用于铝合金、镁合金和铸铁件干砂型（干型）经过烘干的高粘土含量（粘土质量分数为12％～14％）的砂型铸型强度和透气性较高，发气量小，故铸造缺陷较少；但生产周期长，设备投资较大、能耗较高，且难于实现机械化与自动化单件、小批生产品质要求较高，结构复杂的中、大型铸件表面烘干型浇注前用适当方法将型腔表层（厚15～）进行干燥的砂型兼有湿砂型和干砂型的优点单件、小批生产中、大型铝合金铸件和铸铁件自硬砂型常用水玻璃或合成树脂作粘结剂，靠砂型自身的化学反应硬化，一般不需烘烤，或只经低温烘烤铸型强度高、能耗低，生产效率高，粉尘少；但成本较高，有时易产生粘砂等缺陷单件或批量生产各类铸件，尤其是大、中型铸件常用砂型的主要特点和适用范围第84页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.2

型砂的制备5.2.1型砂的性能要求1）具有高强度，能成形；2）具有足够的耐火性；3）透气性好；4）有一定的退让性，保证铸件冷却收缩不一致时不阻碍收缩，防止产生应力、裂纹等。5.2.2型砂的组成1）以粘土为粘结剂的型砂主要成分：石英砂（SiO2），粘土，水第85页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程特点：成本低，适用范围广，回收利用性好，但对大型铸件，铸钢件和要求质量很高的铸件不适宜选用。改进：加入木屑—提高退让性；加入煤粉—表面光洁

2）以水玻璃（Na2O.mSiO2

）作为粘结剂的型砂特点：砂型强度高，型腔尺寸准确，砂型无需烘干，适合大型铸件。3）树脂砂成份：以合成树脂作为粘结剂特点：能快速固化，无需烘干，发气少，强度高，退让性好，形腔尺寸准确，易于铸件脱离。第86页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.3造型方法5.3.1

手工造型①以手工操作为主，劳动强度大，劳动生产率低，铸件缺陷率较高；②适用于重型铸件和形状复杂铸件的单件、小批量生产。5.3.2机器造型①生产效率高，劳动条件得到改善；②精度比手工造型铸件高；③设备投资较大，适于形状不太复杂但生产批量较大的铸件的生产。第87页，共115页，2023年，2月20日，星期一零件木模砂箱分模面5.3.3手工造型之两箱造型5铸造成形技术过程第88页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型缺陷铸件最大截面在一端，且为平面。5.3.3手工造型之两箱造型第89页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用。

5.3.4手工造型之三箱造型第90页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程

在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资大型铸件单件生产时,降低铸型高度,便于浇注操作。但造型费工，而且要求操作者的技术水平较高。5.3.5手工造型之地坑造型第91页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低。5.3.6手工造型之挖沙造型第92页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程

用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高。

5.3.7手工造型之刮板造型第93页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程带轮的刮板造型

导向刮板造型第94页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程

铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。单件小批生产带有突起部分的铸件。5.3.8手工造型之活快造型第95页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.3.9机器造型之震实造型填砂→震击紧砂→辅助压实→起模工艺特点:机器造型工艺是采用模底板进行两箱造型。模底板是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型面，模样形成铸型空腔。第96页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程5.3.10机器造型之高压造型第97页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程

抛砂机头的电动机驱动高速叶片，连续地将传送带运来的型砂在机头内初步紧实，并在离心力的作用下，型砂呈团状被高速（30－60m/s）抛到砂箱中，使型砂逐层地紧实。

抛砂紧实同时完成填砂与紧实两个工序，生产效率高、型砂紧实密度均匀。抛砂机适应性强，可用于任何批量的大、中型铸型或大型芯的生产。5.3.11机器造型之抛砂造型第98页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程射芯机工作原理壳（吹）芯制造原理5.4机器造芯第99页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程压力铸造是将熔融合金在高压作用下，以高速充填铸型型腔，并在高压下结晶凝固而获得铸件的特种铸造工艺。两个特点高压：比压30-70MPa高速：充型时间0.01-0.2秒5.4特种铸造之压力铸造第100页，共115页，2023年，2月20日，星期一压铸技术流程图压铸技术流程图第101页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程按压室是否浸在熔融金属中，分冷室压铸机热室压铸机按压室位置，分卧式压铸机立式压铸机主要构成：合型机构、压射机构、机座、液压传动系统、控制系统、润滑冷却系统等。5.4.1压铸机分类第102页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程第103页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程精度高（IT11-14级；3.2-0.8m）、组织致密；适应形状复杂、轮廓清晰、薄壁深腔铸件；可组合压铸或镶嵌压铸；生产率高、材料利用率提高60-70%、实现少切削和零切削，经济效益好。5.4.2

压铸特点第104页，共115页，2023年，2月20日，星期一5铸造成形技术过程压铸模总体结构示意图1-铸件；2-导柱；3-冷却水管；4-定模；5-动模；6-顶杆板7-顶杆；8-型腔；9-排气槽；10-浇注系统5.4.3

压铸模具第105页，共115页，2023年，2月20日，星期一压缩气体坩埚炉铸型熔化黄铜水主要步骤通气充型加压凝固放