第4章 铸造（课件）-《金属加工与实训》同步教学（机械工业版）

第4章 铸造 1．了解铸造生产的工艺过程及其的特点和应用 2．掌握砂型造型、模样、芯盒、造型材料、熔炼、浇铸等基本概念 3.理解砂型造型的生产工艺过程 4.了解特种铸造及铸造新工艺和发展方向 学习目标 4.1 铸造基础知识 4 1．铸造及其特点 (1)铸造 是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入型腔，凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法。铸件是指用铸造方法生产的金属件,如图4-1所示。 图4-1 铸造 a)铸造过程示意图 b)铸件 2 4.1 铸造基础知识 4 (2)铸造生产特点： 1）适用范围较广，能制造各种尺寸和形状复杂的铸件。绝大多数金属均能用铸造方法制成铸件，工业生产中常用的金属材料，如各种铸铁、非合金钢、合金钢、有色金属等都可用来铸造，有些材料(如铸铁)只能用铸造方法来制取零件，铸件的质量可以从几克到200吨以上。 2）铸件的形状与零件尺寸较接近，可节省金属材料，减少切削加工工作量。原材料来源广泛，还可利用金属废料和报废的机件；工艺设备费用少，生产周期较短，成本较低。 3）铸造工序较多，有些工艺过程难以控制，质量不够稳定，废品率较高，铸态组织晶粒粗大，力学性能较差。因此，对于承受动载荷的重要零件一般不采用铸件作为毛坯。 2．铸造方法 在铸造生产中最基本的方法是砂型铸造，除砂型以外的铸造方法统称为特种铸造，包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、挤压铸造等。 3 4.1 铸造基础知识 4 3．铸造安全技术 （1）熔炼、浇注、型砂处理、备料人员应穿戴专用的防护工作服、帽、皮鞋及防护眼镜。 （2）混砂时，要严防铁块、铁钉等杂物混入砂中，以免造成处理设备损坏事故。 （3）砂箱堆放要平稳，搬动砂箱时要注意轻放，以防砸伤手脚。 （4）接触金属熔液、炉渣的工具和浇包，必须保持干燥。挡渣用的铁棍一定要预热，以防爆炸。 （5）往浇包内注入金属熔液时，液面与浇包上沿的距离不得小于浇包内壁高度的八分之一。以防金属液外溢伤人。 （6）所有抬浇包人的行动都要协调，抬起或放下的动作要一致。如果发现金属液飞溅甚至烫伤人时，不能将浇包随意乱丢，以免造成更大的事故。 （7）不要用手脚去接触尚未冷却的铸件。 （8）在炉料破碎或铸件清理时，要注意周围环境，防止伤人。 4 4.2 砂型铸造 4 1. 砂型铸造的工艺过程 砂型铸造是指用型砂紧实成型的铸造方法。 (1)砂型铸造工艺过程如图4-2所示。 图4-2 砂型铸造工艺过程 5 4.2 砂型铸造 4 (2)齿轮毛坯的砂型铸造过程，如图4-3所示。 图4-3 齿轮毛坯的砂型铸造过程 模样 是用来形成铸型型腔的工艺装备。 芯盒 是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备。 6 4.2 砂型铸造 4 2．造型材料 制造铸型或型芯用的材料，称为造型材料。造型材料包括型砂、芯砂及涂料等。 对型砂和芯砂的性能要求 （1）强度 指型（芯）砂抵抗外力破坏的能力。足够的强度可保证砂型在制造、搬运和浇铸过程中不至于变形毁坏。 （2）耐火性 型砂承受高温作用而不软化、不熔融的能力。若型砂耐火性差，易使铸件产生粘砂缺陷。 （3）其它性能 透气性、流动性、韧性、落砂性、溃散性、退让性等。 3．造型方法 造型就是用型砂和模样制造铸型的过程。造型方法分手工造型和机器造型两大类。 一般单件和小批量生产都用手工造型。在大量生产时，主要采用机器造型。 相关链接：型砂备制过程 7 4.2 砂型铸造 4 （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。 常用手工造型材料和工具 8 4.2 砂型铸造 4 常用手工造型方法特点及应用 1）整模造型 特点：模样为一整体，分型面为一平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单。 应用：最大截面在端部且为一平面的铸件，应用较广。 2）分模造型 特点：模样在最大截面处分开，型腔位于上、下型中，操作较简单。 应用：造型较复杂，用于单件、小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。 相关链接：连杆的整体模造型 相关链接：支承台的分模造型过程 9 4.2 砂型铸造 4 3）挖砂造型 特点：整体模样，分型面为一曲面， 需挖去阻碍起模的型砂才能取出 模样，对工人的操作技能要求高，生产率低。