材料成形工艺

材料成形工艺第一页，共四十二页，编辑于2023年，星期日◆什么是特种铸造（specialcasting

）？与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法◆特种铸造有什么作用？弥补砂型铸造的不足：一个铸型只能用一次，造型工作量大，极大降低效率；铸件尺寸误差大，表面粗糙度大低，浪费材料、时间；废品率高；劳动条件差；第二页，共四十二页，编辑于2023年，星期日1.熔模铸造用易熔材料制成模型，然后用造型材料将其包住，经过硬化后，再将模型加热熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型，浇铸后获得铸件的方法。

由于易熔材料主要成分是石蜡，因此，熔模铸造又称为失蜡铸造（lost-waxmolding)。第三页，共四十二页，编辑于2023年，星期日工艺过程：蜡模制造结壳脱蜡焙烧浇注第四页，共四十二页，编辑于2023年，星期日第五页，共四十二页，编辑于2023年，星期日用途：高熔点合金精密铸件的成批、大量生产；形状复杂、难以切削加工的小零件；特点：铸件精度和光洁度较高；可浇注形状复杂的铸件；能铸造各种合金；特别是高熔点合金；铸件成本较高；铸件的尺寸和重量受到限制；第六页，共四十二页，编辑于2023年，星期日2.实型铸造采用聚苯乙烯发泡塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在金属液的作用下，塑料模样燃烧、气化、消失，金属液取代原来塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后获得所需铸件的铸造方法。第七页，共四十二页，编辑于2023年，星期日实型铸造工艺过程第八页，共四十二页，编辑于2023年，星期日特点和适用范围（1）无需起模，无分型面，无型芯，因而无飞边毛刺，铸件的尺寸精度和表面粗糙度接近熔模铸造，但尺寸却可大于熔模铸造。（2）形状复杂铸件的模样均可采用泡沫塑料模粘合为整体，减少了加工装配时间，可降低铸件成本10%～30%；（3）造型效率比砂型铸造提高2～5倍；（4）模样只能使用一次，且泡沫塑料的密度小、强度低，模样易变形，影响铸件尺寸精度。浇铸时模样产生的气体污染环境。适用范围：不易起模等复杂铸件，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。第九页，共四十二页，编辑于2023年，星期日3.压力铸造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)压铸机和压铸工艺过程压铸机是压力铸造生产的主要设备，按压室（压射室）分,一般分热压室压铸机（压室浸于金属液中）和冷压室压铸机（压室与金属液保温炉分开）两大类。

目前应用较多的是卧式冷压室压铸机。卧式冷压室压铸机的压铸工艺过程如图所示。图卧式冷压室压铸机的工作过程第十页，共四十二页，编辑于2023年，星期日压力铸造的优点：铸件的精度和表面质量比其它铸造方法都高；可以铸出形状复杂的薄壁件；能获得晶粒细小、组织致密的铸件；压力铸造的不足：压铸设备造价高，铸型投资大，导致铸件成本高于其它铸造方法；压铸合金的品种有限，主要适用于低熔点有色金属；铸件易产生气孔；第十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期日4.离心铸造将液态金属浇入高速旋转的金属铸型（有时带有砂衬）中，使金属液在离心力作用下而附着于铸型的内壁，经冷却凝固而成为铸件的一种铸造方法。(1)离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备,按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式两种。离心铸造示意第十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期日离心铸造分：立式离心铸造卧式离心铸造适合于高度小于直径的圆环类铸件适合于长度较大的套筒类铸件第十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期日1)特点

①铸件组织致密,无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷,力学性能好;②铸造圆形中空铸件时,不用型芯和浇注系统,降低了金属消耗;③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;④可生产双金属铸件,如钢套内镶铜轴承等,其结合面牢固;⑤离心铸造适应性较广,铸造合金的种类几乎不受限制;⑥既适于铸造中空件,又可以铸造成形铸件，适应性强。2)应用

离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。(2)离心铸造的特点和应用第十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期日5.低压铸造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0.02～0.06MPa。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。第十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期日(1)低压铸造的工艺过程向坩埚中通压缩空气→金属液上升充型→保压、凝固→将坩埚上部与空气相通→取出铸件。如图。自下而上充型，压力下凝固。低压铸造工艺过程第十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期日特点:①

可人为的调整压力,适应性强;②

可用于各种铸型;适用于各种合金及各种大小的铸件;③

铸件组织致密,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，气密性要求的铸件尤为重要，可生产形状复杂、轮廓清晰、薄壁铸件；④浇注时压力较底,底注充型,平稳且易控制，无飞溅冲击，不易夹渣，砂眼，气孔;⑤

金属的实际利用率高;⑥设备简单,投资少,操作简便,劳动条件好,易于实现机械化、自动化。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。(2)低压铸造的工艺特点和应用第十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期日第五章铸造工艺设计由零件图转化为铸造工艺图和工艺文件的过程主要内容：◆选择铸造成形方案◆确定浇注系统、工艺参数◆绘制工艺图、编制工艺卡和工艺规范第十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期日一、铸造成形方案的选择1.浇注位置的选择浇注位置：金属浇注时铸件所处的空间位置。同一个铸件，可以有多种浇注位置。第十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期日注意：浇注位置与浇口位置是两个不同的概念。同一个浇注位置，可以有多种浇口位置。浇注位置正确与否，将大大影响铸件的质量。第二十页，共四十二页，编辑于2023年，星期日（1）重要的加工面放在下部和侧面原因：1）上表面容易产生气孔、夹渣；

2）缩孔缩松往往产生在上部；浇注位置的选择原则：图例1图例2（2）铸件的大平面应朝下原因：1）防止产生气孔、夹渣；

2）防止产生夹砂缺陷；图例3第二十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期日（3）铸件的大面积薄壁部分，应放在下部或侧部原因：便于充满铸型，防止浇不足和冷隔图例4（4）应便于安放冒口，对铸件补缩浇注位置的选择原则：第二十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期日1)减少分型面（1）应便于起模，使造型工作简化（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱以保证铸件精度（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱图例12)减少活块3)减少型芯4)避免弯曲的分型面图例2图例3动画演示2.分型面的选择原则第二十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期日二、铸造成形工艺参数的选择工艺参数机械加工余量起模斜度铸造圆角收缩率型芯的形状和尺寸第二十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期日机械加工余量：铸件上为切削加工而加大的尺寸；铸件上标有加工符号的表面，必须留有。大小根据合金种类、生产批量、铸件大小、加工面在铸型中的位置确定附表灰铸铁件的机械加工余量（mm）铸件最大尺寸mm浇注时位置加工面与基准面的距离/mm<5050-120120-260260-500500-800800-1250<120顶面底、侧面3.5-4.52.5-3.54.0-4.53.0-3.5120-260顶面底、侧面4.0-5.03.0-4.04.5-5.03.5-4.05.0-5.54.0-4.5第二十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期日铸件上的孔、槽：大孔应铸出，如果该孔需切削加工，则要加余量；小孔不必铸出，留待机械加工更经济表3-1砂型铸造最小铸孔（mm）铸造合金壁厚最小孔径灰铸铁3-106-1020-2510-1540-5012-18铸钢30-50铝合金、镁合金20铜合金25第二十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期日起模斜度：为便于起模，在模样上垂直于分型面的表面增加的斜度；通常为15′-3°；内壁的起模斜度比外壁大第二十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期日铸造圆角：为便于铸造，铸件壁间连接处增加的圆角。一般R3-5收缩率：由于收缩，铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证应有的尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个收缩率；灰铸铁0.7％-1.0％；铸钢1.3％-2.0％第二十八页，共四十二页，编辑于2023年，星期日芯头：型芯的外伸部分，落入芯座内，定位和支撑型芯芯座：专为放置芯头的空腔斜度：便于下芯和合型；一般5°-10°间隙：便于铸型的装配；一般1-4mma：垂直型芯b：水平型芯第二十九页，共四十二页，编辑于2023年，星期日三、铸造工艺图铸造工艺图：是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案和工艺参数的图形表示的内容有：分型面、浇注位置、浇注系统、型芯、加工余量、拔模斜度等示例2车床进给箱体铸造工艺图第三十页，共四十二页，编辑于2023年，星期日842-ø12R35R55ø66ø501030上下凡加工表面均应加余量余量大小注在粗糙度符号上分型面、浇注位置第三十一页，共四十二页，编辑于2023年，星期日ø50上下ø661030+3+3+3+3+42o5o非加工表面拔摸斜度30~1’o铸造圆角R3~5收缩率1%拔模斜度：为便于起摸，在模型的垂直于分型面的表面上设置的斜度第三十二页，共四十二页，编辑于2023年，星期日图1-42车床进给箱体铸造工艺图（局部）第三十三页，共四十二页，编辑于2023年，星期日床身横截面图上中中下导轨面导轨面左图：导轨面在上，质量差；右图：导轨面在下，质量好；返回第三十四页，共四十二页，编辑于2023年，星期日图例2卷扬机滚筒左图：造型简单，但上表面质量差于下表面；右图：造型难度较大，但整个圆柱表面质量均匀；上中中下上下返回第三十五页，共四十二页，编辑于2023年，星期日图例铸造大平板上下上下返回模型图第三十六页，共四十二页，编辑于2023年，星期日图例某箱体铸件上下上下H2H1浇口返回第三十七页，共四十二页，编辑于2023年，星期日上下上中中下减少分型面数量方案1方案2