模块五　金属毛坯的形成课件 （课件）- 高二《机械制造基础》同步教学（劳动版）

第一篇　金属材料及热加工基础 模块五 金属毛坯的形成 1 课题 一 铸造 任务　铸造灰铸铁件 任务说明 ◎ 通过对灰铸铁零件的铸造，了解砂型铸造的全过程，并了解铸造的工艺特点及应用。 技能点 ◎ 一般零件的砂型铸造方法。 知识点 ◎ 砂型铸造的工艺过程。 ◎ 铸件的检验和缺陷分析。 ◎ 常见的造型方法。 2 一、任务实施 将熔融金属浇注或压射到铸型型腔中，待其凝固后得到具有一定形状和性能的铸件的方法称为铸造。 （一）任务引入 铸造如图5-1 所示的灰铸铁件，生产类型为单件、小批生产。试说明铸造的工艺过程和铸造方法，并分析铸造过程中可能产生的缺陷。 （二）分析及解决问题 1．灰铸铁件的铸造工艺过程 主要包括以下几个工序：型砂和芯砂的配制、模样和芯盒的制造；造型、造芯；合型；熔炼、浇注；落砂、清理；检验入库。 3 图5-1 所示的灰铸铁件砂型铸造的工艺过程如图5-2 所示。 （1）模样和芯盒的制造 1）模样的制造。用来形成铸型型腔的工艺装备称为模样。 2）芯盒的制造。芯盒的空腔与型芯的形状和尺寸相适应。 4 制造模样时要考虑以下问题： ①加工余量。加工余量是指为保证铸件加工尺寸和零件精度，在设计铸件时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。 ②收缩余量。为了补偿铸件的收缩，模样比铸件图样尺寸增大的数值称为收缩余量。 ③起模斜度。起模斜度是指为使模样易于从铸型中取出或使型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。 ④铸造圆角。制造模样时，凡相邻两表面的交角都应做成圆角。 ⑤芯头。芯头是指型芯的外伸部分。芯头不形成铸件的轮廓，只是落入芯座内用来定位和支承型芯。 5 （2）造型 用造型材料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。 （3）造芯 制造型芯的过程称为造芯。型芯是为形成铸件的内腔或局部外形而制成的安放在型腔内部的铸型组元，也称芯子。造芯也可分手工造芯和机器造芯。 （4）设置浇注系统和冒口 1）设置浇注系统。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成 2）设置冒口。冒口是指在铸型内储存供补缩铸件用熔融金属的空腔。 6 （5）合型 将铸型的各个组元（如上型、下型、型芯等）组合成一个完整铸型的操作过程称为合型（又称合箱）。 （6）熔炼与浇注 熔炼是指使金属由固态转变成熔融状态的过程，铸铁的熔炼一般在冲天炉内进行。将熔融金属从浇包注入铸型的操作称为浇注。 （7）落砂和清理 1）落砂。用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作称为落砂。 2）清理。清理是落砂后从铸件上清除表面黏砂、型砂、多余金属（包括浇冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。 7 2．铸件的检验及缺陷分析 （1）铸件的检验 经落砂、清理后的铸件应进行质量检验。铸件质量包括外观质量、内在质量和使用质量。 （2）铸件可能产生的缺陷分析 铸件常见的缺陷有气孔、缩孔、砂眼、黏砂和裂纹等。 8 1）气孔。气孔是表面比较光滑，呈梨形、圆形、椭圆形的孔洞。产生气孔的原因有造型材料中水分过多或含有大量的发气物质，砂型和型芯的透气性差，以及浇注速度过快而使型腔中的气体来不及排出等。 2）缩孔。缩孔是形状不规则、孔壁粗糙并带有枝状晶的孔洞，常出现在铸件最后凝固的部位。产生缩孔的原因是铸件在凝固过程中收缩时得不到足够熔融金属的补充，即由补缩不良而造成。 3）砂眼。铸件内部或表面带有砂粒的孔洞称为砂眼。产生砂眼的原因有型砂强度不够或型砂紧实度不足，以及浇注速度太快等。 4）黏砂。造成黏砂的原因是型砂的耐火性差或浇注温度过高。 5）裂纹。分为冷裂纹和热裂纹两种。 9 二、知识链接 （1）铸造成型方便且适应性强。 （2）铸造所用的原材料大多来源广泛、价格低廉，还可利用报废零件和废金属材料，且生产设备较简单，投资少，因而铸造的成本较低。 （3）铸件的形状、尺寸与零件很接近，因而减小了切削加工的工作量，可节省大量金属材料。　 （一）铸造的工艺特点　 1．铸造的优点 10 2．铸造的缺点 （1）砂型铸造生产工序较多，有些工艺过程难以控制，因此铸件易产生缺陷。 （2）铸件的力学性能不如同类材料的锻件高，因此，受力不大或承受静载荷的零件常采用铸造毛坯。 （3）劳动强度大，劳动条件较差。 （二）铸造的分类 1．砂型铸造 （1）手工造型 全部用手工或手动工具完成的造型工序称为手工造型。 11 12 常用手工造型方法的特点和适用范围见表5-1。 13 如图5-6 所示为整模造型过程。 14 如图5-7 所示为法兰管铸件的分模造型过程。 15 （2）机器造型。用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型。 2．特种铸造 （1）金属型铸造。通过重力作用进行浇注，将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法称为金属型铸造。 （2）压力铸造。使熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法称为压力铸造