《金属工艺铸造部分》课件

金属工艺铸造部分铸造是金属制造过程的重要组成部分,需要深入了解材料特性、工艺流程和先进设备等知识。本部分将详细探讨金属铸造的关键技术,帮助您掌握高效可靠的生产实践。课程内容简介金属工艺知识体系包括金属材料、金属铸造、金属热处理、金属焊接等主要工艺内容。铸造工艺原理与实践深入讲解铸造的基本概念、工艺流程及特点,帮助学生掌握铸造工艺的基础知识。提升实践动手能力通过课堂实践与工厂参观,培养学生的金属加工工艺实践能力。铸造概述铸造工艺简介铸造是一种通过将熔融金属注入模具并凝固成型的金属加工工艺。它是制造零件的重要方法之一,广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。铸造工艺流程铸造工艺主要包括模具制作、熔化金属、浇注成型、脱模、清理等步骤,需要严格控制每个工艺环节以确保产品质量。铸件应用广泛经过铸造加工制造的铸件广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域,是许多工业制造的基础。铸造工艺的特点多样性铸造工艺能制造出各种复杂形状和大小的铸件,从小零件到大型构件均可生产。精度高通过先进的铸造技术,可以制造出高精度、尺寸稳定性良好的铸件。生产效率高铸造工艺具有较高的自动化程度和生产效率,能够满足大批量生产的需求。材料利用率高通过合理的设计和先进的铸造工艺,可以大幅降低材料浪费和提高利用率。铸造工艺的分类根据成型方式铸造工艺可分为砂型铸造、金属模铸造、压铸等。每种工艺适用于不同的产品和应用场景。根据浇注方式铸造工艺还可以分为重力浇注、离心浇注以及真空投砂等不同的浇注方式。根据生产规模铸造还可分为批量生产和中小批量生产,不同规模的生产对工艺要求也不尽相同。根据铸件材料铸造工艺还可以根据所使用的铸件材料分类,如铁铸件、有色金属铸件等。铸造材料铁基合金铁基合金是铸造中最常用的材料,包括灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁等。这些材料耐腐蚀、耐磨损,可广泛应用于机械制造、汽车、管道等领域。有色合金常见的有色合金铸造材料包括铜基合金、铝基合金和镁基合金。这些材料重量轻、导热性好,适用于轻工业和航空航天等领域。陶瓷材料陶瓷材料耐高温、耐腐蚀,可用于制造耐磨、耐热的零件。它们在汽车、电子、化工等行业有广泛应用。复合材料复合材料通过组合不同性能的材料获得优异的综合性能。如碳纤维增强铝基复合材料,广泛用于航空航天、汽车等领域。铸件设计基本要求材料选择根据铸件的使用环境和性能要求，选择合适的铸造材料，如铸铁、铝合金等。结构设计考虑铸件的承载能力、应力分布、热处理工艺等因素，设计出合理的结构。壁厚控制合理控制铸件的壁厚，既要满足强度要求，又要考虑铸造工艺的需求。尺寸精度根据铸件的使用要求，确定合适的尺寸公差，确保产品质量。铸件模型制作13D建模使用CAD软件创建三维模型2模型打印利用3D打印机制作实体模型3模型加工对模型进行必要的加工处理铸件模型的制作是铸造工艺的重要环节。首先需要使用CAD软件创建出铸件的三维数字模型。然后再利用3D打印机将数字模型转化为实体物理模型。最后对这个模型进行必要的加工处理,如表面打磨、涂装等,以符合铸造需求。铸造模具模具类型铸造模具主要分为砂型模具和金属模具两大类。砂型模具使用石英砂、膨润土等材料制作，特点是制作简单、成本低。金属模具则使用金属材料精加工而成，模型精度高、使用寿命长。模具设计模具设计需考虑铸件形状、尺寸公差、铸造工艺等因素。模具结构要合理,便于浇注和冷却,确保铸件质量。模具材料选择也很关键,要满足强度、耐热等要求。各种铸造工艺简介砂型铸造利用可再利用的砂型进行铸造,适用于各种金属材料。工艺简单,生产效率高,但产品表面质量较差。金属模铸造使用金属模具进行铸造,产品尺寸精度高,表面质量好。但模具制作复杂,成本较高。压铸工艺将熔融金属快速注入金属模具,产品质量好,生产效率高。适用于生产大批量、外形复杂的零件。离心铸造利用离心力将熔融金属喷射到模具内壁,可制造中空、薄壁铸件。适用于生产大尺寸和转动部件。砂型铸造砂型铸造是一种利用砂型进行铸造的工艺。它是最古老、最常见的铸造方法之一。砂型铸造简单、灵活、成本低廉,适用于大批量生产和复杂形状的铸件。这种工艺通过填充熔融金属到砂型腔中而成型,是一种间接的成形过程。砂型在成型后经过浇注、凝固、脱型等步骤,最终得到所需的铸件。砂型铸造工艺流程1模型制作根据铸件图纸,制作出与铸件外形尺寸相同的模型,用于制作铸造砂型。2砂型制作将砂料装填在模型周围,压实成型,形成正负两个砂型半壳。3浇注铸造将熔融金属倾注到砂型腔中,金属凝固后拆除砂型,即可得到铸件毛坯。砂型铸造工艺特点工艺流程简单砂型铸造的工艺流程相对较为简单,主要包括制模、浇注、冷却和除渣等几个基本步骤,操作较为方便。成本较低砂型铸造所需的原料和设备相对较为廉价,是一种性价比较高的铸造工艺。适用范围广泛砂型铸造可以生产各种尺寸和复杂程度的铸件,适用于小批量生产和大批量生产。金属模铸造金属模铸造是一种使用金属(如铝合金、铜合金等)作为模具材料的铸造工艺。该工艺通过将熔融金属注入金属模具中冷却凝固而制造铸件。相比于传统的砂型铸造,金属模铸造具有高强度、尺寸精度高、表面光洁度好等优点。金属模铸造能够生产出复杂形状和精密程度要求高的铸件,广泛应用于汽车、航空航天、电子电器等行业。金属模铸造工艺流程1模型制作根据产品设计要求制作金属模型。2浇注将熔融金属浇注入金属模具中。3冷却铸件在模具中冷却凝固。4脱模取出冷却后的铸件。5后处理对铸件进行表面处理和机械加工。金属模铸造工艺流程包括模型制作、浇注、冷却、脱模以及后处理等步骤。该工艺利用坚硬耐磨的金属模具制造铸件,相比砂型铸造工艺,金属模铸造可以实现更精密的尺寸控制和更优良的表面质量。金属模铸造工艺特点模具复用性强金属模能够被反复使用,大幅提高生产效率。表面光洁度高铸件表面光滑平整,无需过多后续加工。尺寸精度高铸件尺寸误差小,符合严格的尺寸要求。生产周期短整个生产效率高,从模具制作到铸件产出周期短。压铸工艺压铸工艺是一种高效、高精度的铸造工艺。它通过高压注射熔融金属至金属模具中,使金属快速冷却凝固而成型的方法。该工艺可生产复杂形状的零件,具有尺寸精度高、表面质量好等特点。压铸工艺主要包括冷室压铸和热室压铸两种方式。它广泛应用于生产汽车、电子、家电等领域的铸件。压铸工艺流程模具准备首先需要精心设计和制造高精度的压铸模具。模具材料要求耐高温、耐磨损和可靠性高。加热熔炼将金属原料加热并熔融至合适温度,以便于注入模具腔体。温度控制至关重要。高速注射将熔融金属高速注射进模具,填充整个模腔。注射速度和压力必须精准控制。冷却和脱模在模具中进行冷却,使金属凝固成型。脱模时要小心谨慎,防止损坏铸件。压铸工艺特点高自动化压铸工艺实现了生产过程的高度自动化和机械化，大幅提高了生产效率。成型精度高压力注射和模具冷却系统确保了铸件的尺寸精度和表面光洁度。材料利用率高压铸工艺的废料率较低，可重复使用，大幅提高了材料利用率。生产效率快每次注射成型的速度非常快，大幅缩短了生产周期。离心铸造离心铸造是一种利用离心力成型的铸造工艺。将液态金属装入旋转的模具中,在离心力的作用下金属液被挤压到模具壁上凝固成型。这种工艺可以制造中空和薄壁的铸件,如轮辋、齿轮、管件等。离心铸造工艺的特点是生产效率高、尺寸精度好、表面质量好。适用于制造大规模生产的薄壁铸件。但工艺复杂、设备投资大,不适用于小批量生产。离心铸造工艺流程1模具制作根据产品设计制作合适的离心铸造模具2金属熔炼将金属原料熔化到合适温度3金属浇注将熔融金属浇注到旋转中的模具中4铸件冷却在高速旋转过程中,铸件逐步冷却成型5铸件取出停止旋转并取出成型的铸件离心铸造工艺流程包括了模具制作、金属熔炼、金属浇注、铸件冷却和铸件取出等关键步骤。通过高速旋转模具,可以充分利用离心力来塑造复杂形状的铸件,并保证铸件内部的致密性。这种工艺适用于制造中空、薄壁和大尺寸的铸件。离心铸造工艺特点高生产效率离心铸造工艺可实现铸件的快速成型,大大提高了生产效率。较低的能耗离心力的作用可以降低铸造过程中的能耗,从而提高了能源利用效率。高尺寸精度离心力可以确保铸件的内外表面精度,减少了后续的机加工量。优良的机械性能离心力作用下铸件内部组织致密,机械性能较传统铸造更加优良。投砂工艺投砂工艺设备投砂工艺使用特殊的设备将熔融金属高速喷射到砂型表面,形成精确的产品形状。这种工艺能够快速制造复杂的精密铸件。投砂工艺流程投砂工艺包括熔融金属的高压喷射、快速凝固、砂型开模等多个步骤,实现精确成型并提高生产效率。投砂工艺特点与传统砂型铸造相比,投砂工艺可以制造复杂造型、尺寸精度高、表面光洁的高品质铸件。同时还可大幅缩短生产周期。投砂工艺流程模型准备制作精密铸件所需的模型,确保几何尺寸和表面光洁度。砂料配制根据铸件特性和工艺需求,调配合适的砂料配方。模具装配将模型装入砂模箱,填充砂料并压实,形成铸模。浇注将熔融金属缓慢注入铸模中,完成铸件的浇注成型。冷却与脱模铸件冷却至合适温度后,小心拆除砂模,取出铸件。投砂工艺特点高效快捷投砂工艺操作简单，生产效率高，可以快速制造出复杂形状的铸件。尺寸精度好投砂工艺可以通过控制浇注参数来提高铸件的尺寸精度，减少后期加工。表面质量佳投砂工艺可以制造出光滑均匀的铸件表面，不需要过多的后处理。成本低廉投砂工艺所需的设备和工具较为简单，投资和运营成本较低。铸件加工工艺切割使用各种锯床设备对铸件进行切割分离,如金属带锯床、立式圆盘锯等。磨削采用台式磨床、平面磨床等设备对铸件表面进行修整和精加工。钻孔使用立式钻床、数控钻床等设备在铸件上钻制所需孔径。车削采用车床对铸件进行车削加工,实现外圆、内孔等几何尺寸的精确控制。铸件质量检验尺寸检验采用测量工具对铸件关键尺寸进行检测,确保符合设计要求。表面检验检查铸件表面是否存在缺陷,如裂纹、气孔等,并确保其外观达标。性能检验通过化学分析、机械性能测试等手段,确保铸件性能指标满足使用要求。非破坏性检测使用X射线、超声波等技术,对铸件内部结构进行检测,发现内部缺陷。铸造工艺的发展趋势智能化和自动化铸造工艺正朝着更智能化和自动化的方向发展,利用先进的传感器和控制系统提高生产效率和产品质量。材料创新新型材料的不断涌现,如高强度合金、陶瓷基复合材料等