铸造工艺学期末考试复习汇总(共8页).doc

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3）按铸型材料 铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）4特点 1）优点 （1）适用范围广 合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制；（2）铸件具有一定的尺寸精度 通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低 原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷；（2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低；（3） 生产工序多，铸件质量难以精确控制二. 铸造工艺设计概论 1 铸造工艺设计的概念 铸造工艺设计又称铸造工艺规程设计 根据零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制铸造工艺卡等技术文件的过程 2 铸造工艺设计任务 编制有关铸件生产工艺过程的技术文件，即用文字、表格、图纸等说明铸件生产工艺的次序、要求、方法、工艺规范及所用材料的种类和规格等 3 铸造工艺设计目的 保证铸件质量的可靠性和稳定性及低的成本，尽可能达到优质、高效益、低成本、少污染的目的 4 铸造工艺设计依据 1）生产任务 （1）铸造零件图样; （2）零件技术要求; （3）产品数量及生产期限 2）生产条件 （1）设备能力 ;（2）工艺技术水平及原材料供 应;（3）模具等工艺装备加工能力和水平 3）考虑经济性 （1）原材料、炉料的质量及价格；（2）能耗 及工人的操作技术水平与工时费用；（3）生产 设备与工艺装备成本及费用 5 铸造工艺设计内容 1）分析零件的技术要求和结构工艺性2）选择铸造工艺方法 3）确定浇注位置和分型面 4）选择工艺参数 5）设计型芯 6）设计浇注系统、冒口、冷铁和铸肋 7）绘制铸造工艺图和铸件毛坯图 8）工艺装备设计与制造 9）生产调试与制订生产工艺10）编制工艺卡1 铸造方法选用依据 1）适用的合金种类 铸型材料的耐热性，铸型耐火度 及合金充型能力 2）适用的铸件结构及大小 铸件结构特点（尺寸大小与 复杂程度等） 3）铸件尺寸精度与表面粗糙度要求 4）铸件生产批量 5）交货期及生产条件 3 铸造工艺方法与铸造方法的区别和联系 铸造工艺方法包括铸造方法、生产操作工艺和具体生产设备及工艺装备等方面内容，而铸造方法则着重从铸型材料、充型和凝固条件等方面强调工艺方法的共性，不涉及具体生产操作工艺方法和具体生产设备及工艺装备。

铸造工艺方案的确定三. 砂型铸造工艺设计2.1 概述1 砂型铸造工艺设计的概念 根据零件结构的砂型铸造工艺性分析，结合产量和技术要求及生产条件，确定造型和制芯工艺，编制工艺卡等技术文件2 砂型铸造工艺设计依据 1）生产任务；2）生产条件；3）考虑经济性 3 砂型铸造工艺设计内容和基本流程 1）零件图纸的审查（分析零件的技术要求及其砂型铸造的结构工艺性）→2）拟订工艺方案（选择造型、制芯方法，确定浇注位置和分型面，选择机械加工余量、起模斜度和收缩余量等工艺参数） → 3）砂芯设计（砂芯分块及砂芯本体和芯头） → 4）浇注系统、冒口等设计→ 5）绘制铸造工艺图及相关图纸（铸件（毛坯）图，合箱图） → 6）工艺装备设计（型板图、芯盒图、砂箱图、专用量具和样板图、组合下芯夹具图等） → 7）编制工艺规程及工艺卡等技术文件 2.2 砂型铸造零件结构的工艺性 1 零件结构的铸造工艺性概念 是指零件的结构应符合铸造生产要求从避免铸件缺陷和简化铸造工艺两个方面审查零件结构 合金流动性 充型能力 铸件结构 铸造方法2 铸造零件的设计步骤1）功用设计 曲轴 2）基于铸造经验修改和简化设计3）冶金设计（铸件材质的选择和适用性）曲轴 球墨铸铁 锻件4）考虑经济性 3 砂型铸造零件结构的工艺性分析 1）从避免缺陷方面审查铸件结构 （1）铸件应有合适的壁厚，介于最小壁厚与临界壁厚（2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角（3）内壁壁厚小于外壁 （4）壁厚应尽可能均匀，避免肥厚部分，防止形成热节 （5）有利于补缩和实现顺序凝固 （6）防止铸件翅曲变形 （7）避免水平方向出现较大平面 2） 从简化铸造工艺方面改进零件结构 （1）铸件外形 合理设计凸台、肋条和结构斜度，避免侧凹结构 （2）铸件内腔 不用或少用型芯，便于型芯的固定、排气和清理 （3）减少和简化分型面，便于清理 （4）分体铸造和联合铸造压铸件结构的工艺性金属型铸件结构的工艺 熔模铸造铸件结构的工艺性 2.3 造型、制芯方法的确定1.优先采用湿型2.应和生产批量相适应3.适合企业生产条件4.兼顾铸件的精度要求和生产成本2.4 浇注位置与分型面的选择1 浇注位置的选择 1）浇注位置的概念 铸件的浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的状态和位置。

水平浇注 垂直浇注 倾斜浇注 浇注时分型面所处的空间位置 2）确定浇注位置一般原则 ①铸件的重要部位应置于下部②铸件的重要加工面应朝下或或呈侧立面 ③铸件的大平面应位于下部或倾斜④保证铸件的充型能力⑤有利于铸件的补缩 ⑥避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验 ⑦尽量使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 大平板类倾斜浇注 球墨铸铁曲轴 横浇竖冷 立浇 2 分型面的选择 1）分型面的概念 是指两半铸型相互接触的表面2）确定分型面基本原则①分型面应尽可能选在最大截面处②尽可能使铸件全部或大部置于同一半型 ③尽量减少分型面的数目 ④分型面尽可能选用平面 ⑤避免使砂箱过高，便于下芯、检查、合型和浇注⑥注意减轻清理和机械加工量 ⑦受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度 确定分型面与浇注位置的基本原则有的相互矛盾，要根据零件的特点及生产条件加以灵活应用(依据生产实践经验)分型面的选择与其浇注位置有着密切的关系，只有将两者结合起来，综合考虑，才能做到简化生产并易于保证铸件质量2.5 砂箱中铸件数量及排列的确定 1 砂箱（型）中铸件数量的确定原则 合理的吃砂量 ，浇注系统尽可能对称分布、直浇道位置一致，铸件生产平衡（不同大小铸件合理搭配） 。

2 铸件砂箱（型）中的排列 一箱生产多件同种铸件时，浇注系统尽可能对称分布2.6 砂芯设计1 砂芯的功用 形成铸件的内腔、成形孔及铸件外形不能 起模的部位 2 砂芯的基本要求 砂芯的形状尺寸及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的能及时排除型外，铸件收缩时阻力小，容易清砂3 砂芯分类 砂芯按体积大小分类，分为小砂芯、中砂芯和大砂芯 砂芯按体粘结剂分类，分为粘土砂芯、水玻璃砂芯、油脂砂芯、树脂砂芯和水泥砂芯 砂芯按制芯工艺分类，分为常规砂芯、自硬砂芯、热芯盒砂芯、冷芯盒砂芯、温芯盒砂芯和壳芯 砂芯按复杂程度分类，分为Ⅰ级砂芯、Ⅱ级砂芯、Ⅲ级砂芯、Ⅳ级砂芯和Ⅴ级砂芯 4 砂芯的设计工作内容 砂芯分块、确定下芯顺序、设计芯头、校核芯头及解决砂芯通气等问题5 确定砂芯形状（分块）的基本原则 复杂砂芯分块制造，以简化芯盒结构，便于生产操作，保证铸件尺寸精度 总的原则 是： 使造芯到下芯的整个过程方便，铸件尺寸精确，不致造成气孔等缺陷，使芯盒结构简单。

6 砂芯设计的基本原则 1）尽量减少砂芯数量 2）复杂砂芯可分块制造 3）保证铸件内腔尺寸精度和壁厚均匀 4）选择合适的砂芯形状，适应造型、制芯方法 5）填砂面应宽敞，烘干支撑面最好为平面 6）复杂砂芯分块数量较多时，应采用“基础砂芯” 7 芯头的设计 1）芯头的基本作用 定位、固定和支撑砂芯，排气 2）芯头的分类及组成 水平芯头和垂直芯头, 包括芯心头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等结构 3）芯头的定位 砂芯不仅要求安放稳固，而且要求定位准确，不允许砂芯发生移动或者绕芯头轴线转动 4）芯头尺寸设计 （1）垂直芯头的尺寸和间隙 芯头的高度、芯头斜度（芯头和芯座的上部斜度比下部斜度大） 、芯头的间隙 （2）水平芯头的尺寸和间隙 芯头长度（芯头不要太长，只要满足芯头的基本作用 ，强度校核） 、芯头斜度（一般不留斜度，只在芯座上带有斜度，上芯座斜度约为10，下芯座斜度约为5）、芯头的间隙 芯头与芯座的斜度关系 芯头的斜度不得大于芯座，以免合箱时相碰（3）压（紧）环、防压环和集砂槽 压环（压紧环） r=2～5mm ；防压环（防压肩） 高度 0.5～2mm 宽度5～12mm；集砂槽 深度 2～5mm 宽度3～6mm 起到存放散落砂粒的作用 ；（4）定位芯头 砂芯的固定和定位方式 一般用芯头固定，也有用芯撑、螺栓结构等固定 要求固定牢靠，不得出现砂芯漂浮等问题，以保证砂芯位置的准确 （5） 芯撑和芯骨 ①芯骨 材料 铁丝和铸铁； 尺寸与吃砂量 ②芯撑 材料选择 熔点和成分 尺寸大小 熔化时间 表面质量 洁净平整 放。