高级铸造工培训解析课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,铸造高级工培训,铸造高级工培训,1,一、铸件成型工艺基础,二、铸造工艺设计及劳动生产率,三、浇冒口系统,四、其他铸造设备,五、高级工造型操作技能,六、设备的维护保养,铸造高级工培训内容,一、铸件成型工艺基础铸造高级工培训内容,2,一、铸件成型工艺基础,1.,液态成形,-,铸造,砂型铸造过程如右图所示,将液态金属浇注到具有与,零件形状、尺寸,相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法,。,一、铸件成型工艺基础1.液态成形-铸造 砂型铸造过程如,3,铸造,金属液态成型技术,将液体金属浇铸到与零件形状、尺寸相适应的铸型空腔中,待其冷却凝固后,以获得零件或毛坯的生产方法,.,称为,铸造,。,用铸造方法制成的毛坯或零件称为,铸件,。,铸造,工艺过程,主要包括：金属熔炼、铸型制造、浇注凝固和落砂清理等。,铸件的,材质,有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有色合金等。,铸造金属液态成型技术,4,液态成型的优点,适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯,对材料的适应性广，铸件的大小几乎不受限制,成本低，原材料来源广泛，价格低廉,一般不需要昂贵的设备,是某些塑性很差的材料,(,如铸铁等,),制造其毛坯或零件的唯一成型工艺,液态成型优 点,液态成型的优点适于做复杂外形，特别是复杂内腔的毛坯对材料的适,5,液态成型的缺点,工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难以控制,液态成形零件内部组织的均匀性、致密性一般较差,液态成形零件易出现缩孔、缩松、气孔、砂眼、夹渣、夹砂、裂纹等缺陷，产品 质量不够稳定,由于铸件内部晶粒粗大，组织不均匀，且常伴 有缺陷，其力学性能比同类材料的塑性成形低,液态成型缺 点,液态成型的缺点工艺过程比较复杂，一些工艺过程还难以控制液态成,6,铸造方法,手工造型,机器造型,金属型铸造,熔模铸造,压力铸造,低压铸造,陶瓷型铸造,离心铸造,液态成型工艺,砂型铸造,特种铸造,铸造方法金属型铸造液态成型工艺砂型铸造特种铸造,7,砂型铸造工艺流程,砂型铸造工艺流程,8,2,.,铸造过程包括以下内容,:,1,）造型和制芯直到装配，得到铸型,2,）金属熔炼,得到成分、温度合格的金属液,3,）浇注，型腔内冷却凝固,4,）清理，检验。得到不同形状、性能要求的铸件,铸造的基本过程：,液 态,金 属,充 型,铸 件,凝 固,收 缩,2.铸造过程包括以下内容:铸造的基本过程：液,9,3,.,铸造的优越性,1,）铸造最适合于制造,形状复杂,，特别是有,复杂内腔,的毛坯件。,实例：汽车发动机曲轴、机床床身、飞机叶轮、,航天器内精密复杂件等铸件。,2,）铸造的适应范围广,3,）成本低,金属的成形方法可分为,铸造、塑性成形（压力加工）、切削加工、焊接和粉末冶金,五大类。,3.铸造的优越性1）铸造最适合于制造形状复杂，特别是有2）,10,曲轴,普通车床床身,飞机叶轮,航天器,曲轴普通车床床身飞机叶轮航天器,11,二、铸造工艺基础,金属液经浇注系统流入型腔直至充满型腔的过程称为金属液的,充型,。,基于两个前提：,一是液态合金（流体）借重力或压力，充满铸型型腔，获得,形状完整、轮廓清晰,铸件的能力,充型能力（流动性）,一是液态合金从浇注、凝固直至冷却至室温过程中，其,体积或尺寸,自然缩减的现象，称合金,收缩性。,二、铸造工艺基础 金属液,12,合金的充型能力,液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力,充型能力的概念,:,充型能力不足,浇不足,冷 隔,夹 砂,气 孔,夹 渣,充型能力的决定因数,合金的流动性,浇注条件,铸型性质,铸件结构等,合金的充型能力 液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精,13,1.,金属液的流动性,流动性是指金属液在型腔内的流动能力。流动性好，铸件成形容易，表面质量好，形状、尺寸精度高。流动性差，铸件会产生浇不到、冷隔等缺陷。,在相同的浇注条件下，合金的,流动性愈好,，所浇注出的,试样愈长,。,试验得出：,灰口铸铁,、,硅黄铜,流动性最好，铸钢流动性最差,1.金属液的流动性 在相同的浇注条件下，合金的,14,流动性：,液态合金本身的流动能力，称为流动性。,流动性好的合金易得优质铸件，且有利于将杂质气体上浮并排除，还有利于补缩。,铸铁：,当,C+Si=6.2%,，砂型，,1300,，螺旋线长度,1500mm,；,4.3%C,铸铁（,1300,）：,1800mm,铸钢：,当,C=0.4%,，砂型，,1600,，螺旋线长度,100mm,；,0.45%C,铸钢（,1600,）：,200mm,铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。,流动性：铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金,15,高级铸造工培训解析课件,16,几种不同合金流动性的比较,铸铁的流动性,铸钢的流动性,实验证明铸铁的流动性好，铸钢的流动性差。,比较下面几种合金流动性能,几种不同合金流动性的比较铸铁的流动性铸钢的流动性实验证明铸铁,17,合金流动性对充型能力的影响,合金流动性的决定因数,合金的种类,:,合金不同，流动性不同,.,化学成分：,同种合金中成分不同的合金具有不同的结晶特点，流动也不同。液态合金中高熔点固态物质，增大了金属液体的黏度，降低了合金的流动性。,结晶特性,:,恒温下结晶，流动性较好；两相区内结晶，流动性较差,.,合金流动性对充型能力的影响合金流动性的决定因数,18,2,、影响合金流动性,的因素,合金种类及合金成分,；,浇注温度；,充型压力；,铸型内流动阻力等。,2、影响合金流动性,19,影响,流动性的,因素：,纯金属和共晶成份合金流动性好，结晶温度范围宽的合金流动性差；,Si,、,P,提高流动性，,S,降低流动性。,1,、化学成分,1),纯金属流动性好,：一定温度下结晶，凝固层表面平滑，,对液流阻力小,.,2),共晶成分合金流动性好,：恒温凝固，固体层表面光滑，,且熔点低，过热度大，推迟了合金凝固,.,3),非共晶成分流动性差：,结晶在一定温度范围内进行，初,生数枝状晶阻碍液体流动,影响,流动性,的,主要,因素,是化学成分,:,影响流动性的因素：纯金属和共晶成份合金流动,20,为减少铸造缺陷，设计铸件时，尽可能选用流动性好的合金，,要求铸件的最小壁厚不小于铸造条件允许的最小壁厚；,砂型铸造：小型铸铁件，允许的最小壁厚为,4,6mm,；小型,铸钢件允许的最小壁厚为,8mm,。,2,、铸型条件,（,1,）铸型的导热能力：,导热性越好，热量越容易散失，流动性越差。,（,2,）浇注系统：,直浇道越低，浇口截面小或分布不合理，流动性差。,（,3,）排气能力,，即透气性，,充型能力。,（,4,）铸型温度,，液态金属与铸型的温差，,充型能力。,3,、浇注条件,（,1,）浇注温度：,一般,T,浇,越高，充型能力越强。,但过高，,易产生缩孔、粘砂、气孔等。,不宜过高。,（,2,）液态金属在流动方向上所受的压力越大，充型能力越强。,4,、铸件结构,铸件厚度太小，,厚薄变化大、多，,结构复杂，,有大水平面结构时，,充型能力,为减少铸造缺陷，设计铸件时，尽可能选用流动性好的合金，2,21,浇注条件对充型能力的影响,浇注,条件,浇注温度,充型压力,浇注系统,浇注温度越高，液态金属的粘度越小，过热度高，金属液内含热 量多，保持液态的时间长，充型 能力强。,液态金属在流动方向上所受的压力称为充型压力。充型压力越大,充型能力越强。,浇注系统的结构越复杂，则流动,阻力越大，充型能力越差。,浇注条件对充型能力的影响浇注浇注温度充型压力浇注系统浇注温度,22,铸型充填条件对充型能力的影响,铸型温度,(,不能过高,),铸型蓄热系数,:,即从金属中吸取热,量并储存的能力,铸型的发气和透气能力：,浇铸时产生气体能在金属液与铸型间形成气膜，减小摩擦阻力，有利于充型。但发气能力过强,透气能力又差时,若浇铸速度太快,则型腔中的气体压力增大，充型能力减弱。,铸型充填条件对充型能力的影响铸型温度(不能过高)铸型蓄热系数,23,铸型条件对充型能力的影响,1,、铸型蓄热能力,:,金属材料导热系数激冷能力 液态金属降温快,充型能力,(,蓄热能力：铸型从金属中吸收储存热量的能力,),2,、铸型温度,:,t,充型,(,在金属型中浇注铝合金铸件，铸型温度由,340,提高到,520,，同在,760,时浇注，螺旋线长度则由,525mm,增加到,950mm,3,、铸型中气体,:,排气能力 充型 减少气体来源，提高透气性,少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜，减少流动阻力，有利于充型,铸型条件对充型能力的影响 1、铸型蓄热能力:,24,铸件结构对充型能力的影响,折算厚度：,折算厚度也叫当量厚度或模数，是铸件体积与铸件表面积之比。,折算厚度越大，热量散失越慢，充型能力就越好。,铸件壁厚相同时，垂直壁比水平壁更容易充填。,(,大平面铸件不易成形,),复杂程度：,铸件结构越复杂，流动阻力就越大，铸型的充填就越困难。,铸件结构对充型能力的影响折算厚度：复杂程度：,25,金属的流动性,：,改善金属,的流动性,加快凝固中液体的补缩,排除内部夹杂物和气体,形成薄壁复杂的铸件,有利于,流动性对铸件质量影响,：,1),流动性好,易于,浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件,.,2),流动性好,有利于液态金属中的,非金属夹杂物和气体上,浮、排除,.,3),流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行,补,缩,.,金属的流动性：改善金属加快凝固中液体的补缩排除内部夹杂物和气,26,金属液在浇注系统中的流动,1,、金属液在浇口杯中的流动,作用：,用来承受来自浇包的金属液流并引入直浇道，防止过浇而溢出；,避免流股直冲直浇道，减少液流对铸型的冲击；,有一定的挡渣作用；,当砂箱高度低、压头不够时，又可用以增加金属液的静压头。,浇口杯,金属液在浇注系统中的流动 1、金属液在浇口杯中的流动作用：用,27,漏斗形浇口杯：,结构简单，制作方便，容积小，消耗金属液少；只能用来接纳和缓冲浇注的金属流股，挡渣能力小；主要用在小型铸铁件及铸钢件，广泛用于机器造型。漏斗口的直径应该比直浇道大一倍以上。可用带滤网的漏斗形浇口杯。,漏斗形浇口杯：结构简单，制作方便，容积小，消耗金属液少；只能,28,池盆形浇口杯,：,挡渣作用明显，但是制作程序复杂，消耗的金属较多，主要用于中大型铸铁件。浇口盆的深度应该大于直浇道上端直径的,5,倍。,在浇口杯底部加设凹坑有利于形成垂直涡流及增强挡渣能力，可有效的吸收金属液的冲击，并在浇注时阻止缓慢浇入的金属液进入直浇道。待包嘴对准，才快速浇注和充满直浇道，使渣子进入的最少。,池盆形浇口杯：挡渣作用明显，但是制作程序复杂，消耗的金属较多,29,液态金属在浇口杯中的流动,液态金属在平底的浇口杯中流动时易出现水平涡流。,流量分布不均匀造成流速方向偏斜。水平分速度对直浇道中心线偏斜，形成水平涡流运动。在涡流中心区形成一个漏斗形充满空气的等压自由液面的空穴。容易将空气和渣子带入直浇道。,图 浇口杯中涡流运动,液态金属在浇口杯中的流动液态金属在平底的浇口杯中流动时易出现,30,浇口杯中液体要有必要的深度，并在整个浇注过程中连续供给金属液，保持液面不变，浇包嘴尽可能接近和迅速浇满浇口杯。,图 浇注状态对液流运动的影响,(a),合理,(b),、,(c),不合理,浇口杯还应有合理的形状和结构，以防止产生水平涡流，提高浇口杯的挡渣能力。,浇口杯中液体要有必要的深度，并在整个浇注过程中连续供给金属液,31,浇口杯的挡渣作用,金属液沿斜壁流下，其流速的减低和流向的改变，形成垂直方向的涡流，有利于杂质的上浮。,图 浇口杯的挡渣作用,浇口杯的挡渣作用金属液沿斜壁流下，其流速的减低和流向的改变，,32,纵向顺浇方便浇注工作，不易产生垂直涡流，轻质点夹杂物进入直浇道的可能性大；纵向逆浇易形成垂直涡流，有助于夹杂物上浮。侧向浇注形成垂直涡流的可能介于上述两者之间，液流从一侧流向直浇道，易形成水平涡流。,图 平底浇口杯中浇注方向对液流流向的影响,a),侧向浇注,b),纵向顺浇,c),纵向逆浇,纵向顺浇方便浇注工作，不易产生垂直涡流，轻质点夹杂物进入直浇,33,纵向逆浇时排渣、排气效果最好；纵向顺浇时效果较差；侧向浇注虽然金属液从浇口杯一侧越过底坎流向直浇道时会出现水平涡流，但涡流的旋转速度也因底坎的限制而小得多。,图 底坎和浇注方向对液流流向的影响,a),纵向逆浇,b),纵向顺浇,c),侧向浇注,纵向逆浇时排渣、排气效果最好；纵向顺浇时效果较差；侧向浇注虽,34,在池形浇口杯中增设隔板和在浇口杯出口处又有底坎，就能把浇包落入浇口杯中流股的紊乱搅拌作用限制在浇注去范围内，且能急剧改变流股方向，形成使轻质点杂质上浮的流向。,图 带隔板和底坎的浇口杯,a),合理,b),不合理,在池形浇口杯中增设隔板和在浇口杯出口处又有底坎，就能把浇包落,35,拔塞浇口杯,a),熔化铁隔片浇口杯,b),扒塞浇口杯,c),浮动闸门浇口杯,即使带隔板和底坎（或凹坑）的浇口杯，也不能完全阻挡浇注开始时液流带入的气体和夹杂物，故浇注重要铸件时，常在浇注前用各种方法将直浇道堵住，等浇口杯充满后再打开，并一直保持浇口杯的液面高度。,拔塞浇口杯a)熔化铁隔片浇口杯 b)扒塞浇口杯 即使带,36,直浇道,直浇道多为圆形或方形断面的锥形管道，作用是从浇口杯向下引导金属液进入浇注系统的其他组元或直接导入型腔，并提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服流动过程中的各种阻力，充满型腔的各个部分。,直浇道一般不能挡渣，而且金属液通过时容易带入气体。当气体被卷入时容易带入气体。当气体被卷入型腔时而又不能顺利逸出时，就会在铸件中形成气孔。,直浇道直浇道多为圆形或方形断面的锥形管道，作用是从浇口杯,37,入口处的连接 采用圆角，其,半径为直浇道上端直径的,0.25,倍。这样可以减少气体的卷入,和冲砂的危险。,直浇道的结构设计,在机器造型机上使用的直浇道多被固定在模板上，其形状必须是圆柱形或上小下大的倒锥形，这时要靠增加直浇道出口以后的阻力，如在横浇道上加设滤网、阻流片等。,入口处的连接 采用圆角，其直浇道的结构设计在机器造型机上,38,图 液流在有机玻璃模型的直浇道内的流动情况,a),圆柱形直浇道，入口为尖角，呈不充满的状态,b),圆柱形直浇道，入口为圆角，充满且吸气,c),上大下小的圆锥形直浇道，入口为尖角，呈不充满状态,d),上大下小的圆锥形直浇道，入口为圆角，充满且三排小孔有液体流出,图 液流在有机玻璃模型的直浇道内的流动,39,直浇道的形状上大下小的锥形。特例：机器造型机上使用直浇道多是上小下大的倒锥形，这时要靠增加直浇道的出口阻力，如在直浇道中增加滤网，阻流片使充满；,直浇道的结构设计,直浇道的形状上大下小的锥形。特例：机器造型机上使用直浇道多是,40,直浇道与横浇道的连接要增设直浇道窝的结构防止冲砂和卷气，使金属液的紊乱程度降低。,窝座的直径一般为横浇道宽的,2,倍左右面，最好接近横浇道的高度，直浇道与横浇道的连接也应做成圆角。,直浇道的结构设计,直浇道与横浇道的连接要增设直浇道窝的结构防止冲砂和卷气，使金,41,直浇道窝,直浇道窝的作用：减小金属液的紊流和对铸型的冲蚀作用，减小局部阻力和压头损失，有利于渣、气与金属液分离并上浮。,湿型砂强度低，必要时可在直浇道底放一干芯片（或耐火砖片）以承受金属液的冲击。,直浇道窝直浇道窝的作用：减小金属液的紊流和对铸型的冲蚀作用，,42,横浇道,横浇道用以连接直浇道与内浇道，并将金属平稳而均匀的分配给各个内浇道；,主要作用是捕集、保留由浇道流入的夹杂物，所以又称“捕渣器”，是浇注系统最后一道挡渣关口。,要求横浇道平稳、缓慢地输送金属液，而低速流动又可减少充填时对型腔时的冲击，利于渣粒在横浇道中上浮并滞留在其顶部而不进入型腔。,横浇道横浇道用以连接直浇道与内浇道，并将金属平稳而均匀的,43,横浇道中液流分配,金属液从直浇道进入横浇道初期，他以较大速度沿长度方向向前运动，等到达横浇道末端冲击该处型壁后，金属液的动能转变为势能，横浇道末端附近液面升高，形成金属浪，并开始返回移动，使横浇道内液面向直浇道方面逐渐升高，直到全部充满。,图 液流分配比例,1-,直浇道,2-,横浇道,3-,内浇道,横浇道中液流分配金属液从直浇道进入横浇道初期，他以较大速度沿,44,撇渣原理,横浇道内向前流动的金属液，在内浇道附近除了有继续向前的运动速度外，还有一个向内浇道流动的速度，于是内浇道会将横浇道中的金属液“吸”进去，即“吸动作用”。,撇渣原理横浇道内向前流动的金属液，在内浇道附近除了有继续向前,45,撇渣原理,吸动区范围大小与内浇道中的液流速度成正比例，还随内浇道断面的增大及内浇道、横浇道高度比值得增大而增大。,生产中常将横浇道做成高梯形，内浇道制成扁平梯形，内浇道置于横浇道之下，使横浇道高度为内浇道高度的,56,倍。,撇渣原理吸动区范围大小与内浇道中的液流速度成正比例，还随内浇,46,为了使从直浇道急转弯进入横浇道的金属液的流动比较平稳，以及使渣来得及浮到横浇道顶部。,直浇道中心到第一个内浇道的距离为,L5h,横,，浇道末端要加长一段距离，以减少最后一个内浇道的吸动作用，甚至加上冒渣口，及使聚集在加长段中的夹杂物不再随液流返回到横浇道的工作段中去。,为了使从直浇道急转弯进入横浇道的金属液的流动比较平稳，以及使,47,横浇道断面形状,内浇道的断面形状有梯形，圆形和圆顶梯形三种。,梯形和圆顶形主要用于浇注灰铸铁和有色金属合金铸件，,圆形断面的横浇道散热最少，但撇渣效果差，用于浇注铸钢件。,横浇道断面形状内浇道的断面形状有梯形，圆形和圆顶梯形三种。,48,横浇道具有撇渣作用的条件：,横浇道必须呈,充满,状态；,液流的,流动速度低于渣粒的悬浮速度,（渣粒能在横浇道中浮起）；,液流的紊流,搅拌作用,要尽量,小,；,应使夹杂物有足够的时间上浮至顶面，横浇道的顶面应该高出内浇道区一定距离，,末端应加长,；,内浇道和横浇道应有,正确,的相对,位置,。,横浇道具有撇渣作用的条件：横浇道必须呈充满状态；,49,横浇道能起撇渣作用的条件：,（）渣粒能浮起；（）能够滞留渣粒（夹杂物能与顶面接触，因磨擦增大而停留，充满液态合金是必要条件）（）夹杂物,有足够时间上浮,，不被吸入内浇道。横浇道到第一个内浇道的长度应为其高度的倍，横浇道的高度最好是内浇道高度的倍。,横浇道多为长梯形，内浇道多扁而宽,。（）延长横浇道的长度：为储存进入横浇道的杂物，应,设延长段,，其最小距离一般在,50,以上。,横浇道能起撇渣作用的条件：,50,增强横浇道挡渣能力的措施,缓流式浇注系统,1-,直浇道,2-,横浇道,3-,内浇道,阻流式浇注系统,a),垂直式,b),水平式,增强横浇道挡渣能力的措施缓流式浇注系统1-直浇道 2-横浇道,51,带滤网式浇注系统,1-,滤渣网,2-,直浇道,3-,横浇道,4-,内浇道,集渣包式,带滤网式浇注系统1-滤渣网 2-直浇道 3-横浇道 4-内浇,52,内浇道,内浇道的作用是引导金属液进入型腔。,内浇道比较短，本身不能挡渣，但是合理的结构尺寸与与横浇道的连接方式将有利于横浇道的挡渣。,内浇道可以调节铸型与铸件各部分的温差和凝固顺序；分配金属液；控制金属液流的充型速度与方向，使之平稳充型。,内浇道内浇道的作用是引导金属液进入型腔。,53,内浇道在铸件上开设位置的选择,对壁厚均匀的铸件，应当采用同时凝固的方式，可选用多个内浇口分散引入金属液。壁厚不均匀的铸件，可从薄壁处引入，这样可以平衡铸型各部分的温差，使铸件大体在相同时间凝固，当需要顺序凝固时；,对需要采用冒口补缩的铸件，应获得顺序凝固的条件，从厚壁处引入金属液，形成从薄壁到厚壁最后到冒口的先后凝固顺序；,内浇道在铸件上开设位置的选择对壁厚均匀的铸件，应当采用同时凝,54,内浇道对凝固顺序的影响及其位置选择,同时凝固能使铸件中内应力最小，因而铸件变形量也小，但不能防止缩孔、缩松，故主要适用于液态和凝固收缩不大的合金,(,灰铸铁,),及壁厚均匀的其他合金的薄壁铸件。,顺序凝固时内应力大，变形也大，易造成裂纹缺陷。但收缩大的合金如铸钢、可锻铸铁及大多数有色金属铸件，防止产生缩孔和缩松常是工艺上首要考虑的问题，故需采用顺序凝固的原则，将缩松、缩孔集中并移入冒口。,内浇道对凝固顺序的影响及其位置选择同时凝固能使铸件中内应力最,55,对于结构复杂的铸件，往往采用同时凝固和顺序凝固相结合的解决方法。即对每一个补缩区按顺序凝固的需要安放内浇道，但对整个铸件，则需要按照同时凝固的方式采用多个内浇道分散充型；,在铸件壁厚相差悬而又必须从薄壁处导入金属时，则应同时使用冷铁使厚壁处先凝固及加大冒口等工艺措施；,内浇道应使液流顺壁流入，不冲刷型壁，不冲击型芯，且不阻碍收缩；,内浇道应该避开铸件的重要加工面部分，防止出现晶粒粗大，降低耐磨性等；,内浇道的位置应使造型清理方便，且不阻碍铸件的收缩。,对于结构复杂的铸件，往往采用同时凝固和顺序凝固相结合的解决方,56,内浇道与横浇道的连接,内浇道与横浇道的交界处角度不应小于,90,。,内浇道与横浇道的连接内浇道与横浇道的交界处角度不应小于90,57,内浇道与横浇道的连接方式,对于封闭式浇注系统内浇道应在横浇道底部，内浇道和横浇道的底面最好在同一平面上，否则浇注之初内浇道不能很好地保持空位而过早地起作用。,内浇道与横浇道的连接方式对于封闭式浇注系统内浇道应在横浇道底,58,内浇道与横浇道的连接方式,对于开放式浇注系统，内浇道开在横浇道顶部，内浇道的顶面不能和横浇道顶面在同一平面上，而要置于横浇道的顶上，以防止整个（或大部分）浇注期中，当横浇道还还未充满时杂质就进入内浇道而不滞留在横浇道顶部。,内浇道与横浇道的连接方式对于开放式浇注系统，内浇道开在横浇道,59,内浇道个数与断面形状,充填型腔的高温金属如集中通过一个内浇道，常会使内浇道附近的铸型局部过热，一起铸件局部晶粒粗大，粘砂、缩孔、缩松等缺陷。所以一般采用两个或更多内浇道。但太多也会使金属冷却过度及氧化。,内浇道个数和断面形状,内浇道个数与断面形状内浇道个数和断面形状,60,2,.,铸件凝固与收缩,（,1,）,液态合金从浇注、凝固直至冷却至室温过程中，其,体积或尺寸,自然缩减的现象,收缩性。,（,2,）合金的收缩性及其对,铸件质量,的影响取决于铸件的,凝固方式。,逐层凝固,糊状凝固,中间凝固,根据凝固区的宽窄“,S”,分,:,逐层凝固；中间凝固,;,糊状凝固；,三种含碳量的铸铁的凝固方式,2.铸件凝固与收缩 逐层凝固糊状凝固中间凝固 根据凝固区,61,逐层凝固,纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不存在固液两相并存的凝固区，所以固体与液体分界面清晰可见，一直向铸件中心移动。,逐层凝固 纯金属和共晶成分的合金在凝固中因为不,62,糊状凝固,铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯穿整个区域。,中间凝固,大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊状凝固之间，称为中间凝固。,糊状凝固 铸件在结晶过程中，当结晶温度范围很宽,63,影响凝固的主要因素,合金的结晶温度范围：,合金的结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越趋向于逐层凝固。在铁碳合金中普通灰铸铁为逐层凝固，高碳钢、球铁为糊状凝固。,铸件的温度梯度：,在合金结晶温度范围已定的前提下，凝固区的宽窄取决于铸件内外层之间的温度差。,若铸件内外层之间的温度差由小变大，则其凝固区相应由宽变窄。,影响凝固的主要因素合金的结晶温度范围：,64,影响铸件凝固方式的因素,1),合金的结晶温度范围,范围小：凝固区窄，愈倾向于逐层凝固,如：砂型铸造，低碳钢 逐层凝固；高碳钢 糊状凝固,2),铸件的温度梯度,合金结晶温度范围一定时，凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小，凝固区愈宽,.(,内外温差大，冷却快，凝固区窄,),温度梯度取决于：合金性质；,铸型蓄热能力；,浇注温度。,影响铸件凝固方式的因素,65,按铸件,壁厚,分布均匀程度不同（即冷却快慢不同）分为：,1,2,3,顺序凝固,同时凝固,同时凝固,（厚薄不同部位趋近同时凝固，金属液从薄部引入）。,顺序凝固,（或称定向凝固,),；薄部先凝固，厚部后凝固，冒口,最后凝固。,按铸件壁厚分布均匀程度不同（即冷却快慢不同）分为：,66,合金的收缩,合金的收缩的过程,:,合金从液态冷却至室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象。合金的收缩给液态成形工艺带来许多困难，会造成许多铸造缺陷。（如：缩孔、缩松、裂纹、变形等）,分类：,液态收缩、凝固收缩和固态收缩三类。,铸件温度降低,浇注温度,室温,凝固终止温度,开始凝固温度,液态收缩,凝固收缩,固态收缩,体积收缩,线收缩,合金的收缩合金的收缩的过程:分类：液态收缩、凝固收缩和固态收,67,（,3,）液态合金收缩过程,三个阶段：,液态收缩；凝固收缩；固态收缩,液态收缩与凝固收缩,主要表现为,体积,的,缩减，,产生,缩孔,、缩松；,固态收缩,导致,尺寸减小，,产生,内应力,和出现,裂纹,。,灰铸铁,收缩性最好,.,（3）液态合金收缩过程 液态收缩与凝固收缩主要,68,金属从浇注温度冷却到室温要经历三个收缩阶段：,（,1,）,液态收缩,是金属在液体状态时的收缩。其原因是由于气体排出；空穴减少，原子间间距减小所致。,（,2,）,凝固收缩,是金属在凝固过程时的收缩。其原因是由于空穴减少，原子间间距减小所致。,液态收缩和凝固收缩在外部表现皆为体积减小，一般表现为液面降低，因此称为体积收缩。是缩孔或缩松形成的基本原因。,（,3,）,固态收缩,是金属在固态过程中的收缩。其原因在于空穴减少；原子间间距减小所致。,固态收缩还引起铸件外部尺寸的变化故称尺寸收缩或线收缩。线收缩对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。,金属从浇注温度冷却到室温要经历三个收缩阶段：,69,合金的收缩,合金收缩,固态合金冷却,液态合金冷却,液态收缩,凝固收缩,缩孔,:,恒温下结晶,缩松,:,两相区结晶,线形收缩,裂纹,变形,应力,合金的收缩合金收缩固态合金冷却液态合金冷却液态收缩凝固收缩缩,70,影响收缩的因素,铸型条件,铸件结构,浇注温度,化学成分,(c,含量,),合金收缩,影响收缩的因素铸型条件铸件结构浇注温度化学成分(c含量)合金,71,影响收缩的因素,1),化学成分,铸铁中促进石墨形成的元素增加，收缩减少。,如：灰口铁,C,、,Si,收；,S,收。因石墨比容大，体积膨胀，抵销部分凝固收缩。,2),浇注温度,温度 液态收缩,3),铸件结构与铸型条件,铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍，实际收缩小于自由收缩。,铸型要有好的退让性。,影响收缩的因素,72,收缩率：,体积收缩,是指单位体积的收缩量（体积收缩率）。,线收缩,是指单位长度上的收缩量（线收缩率）。,体积收缩率：,线收缩率：,其中,V,0,，,L,0,表示铸件在高温,T,0,时的体积和一维方向的长度；,V,1,，,L,1,表示铸件在高温,T,1,时的体积和一维方向的长度。,收缩率：体积收缩率：线收缩率：其中 V0，L0表示铸,73,注意：,在铸模尺寸设计时必须考虑铸件的收缩因素。即利,用每种材料特定的收缩率和实际铸件的尺寸，来换算成铸,模型腔的尺寸。,合金的收缩给铸模的设计和铸件的精密成形等带来较大困难，是多数铸造缺陷产生的根源。,3.3,4.2,0.1,3.6,1400,3.50,灰口铸铁,5.4,6.3,4.2,2.4,1400,3.00,白口铸铁,7.86,3.0,1.6,1610,0.35,碳 钢,固态收缩,（）,凝固收缩,（）,液态收缩,（）,浇注温度（,）,碳含量,（）,合 金,种 类,表,2-1,典型合金的收缩率,V,注意：在铸模尺寸设计时必须考虑铸件的收缩因素。即利 合,74,（,4,）收缩对铸件质量的影响,体积收缩导致铸件内部,缩孔和缩松,的产生,。,缩孔,与,缩松,液体合金在冷凝过程中，如果其,液态收缩,和,凝固收缩,所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一个,孔洞,。,大而集中的称为缩孔，细小而分散的称缩松。,缩孔、缩松可使铸件力学性能、气密性和物化性大大降低，以致成为废品。,（4）收缩对铸件质量的影响 体积收缩导致铸件内部缩孔和缩,75,缩孔的形成,特征：,集中性，位于上部，呈倒锥形，内表面粗糙。,缩孔的形成,:,纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔,.,缩孔,：,定义：,缩孔是指金属液在铸型中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些容积较大的孔洞。,缩孔的形成 特征：集中性，位于上部，呈倒锥形，内表面粗糙,76,缩松的形成,定义：,缩松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些分散性的小孔洞。,产生原因：,当合金的结晶温度范围很宽或铸件断面温度梯度较小时，凝固过程中有较宽的,糊状凝固,两相并存,的区域。随着树枝晶长大，该区域被分割成许多孤立的小熔池，各部分熔池内剩余液态合金的收缩得不到补充，最后形成了形状不一的分散性孔洞,即,缩松,。,另外，缩松还可能由凝固时被截留在铸件内的气体无法排除所致。不过，缩松内表面应该是光滑，近似球状。,缩松的形成定义：缩松是指金属液在铸模中冷却和凝固时，在铸件,77,缩松的形成,分散在铸件某区间的细小孔称为,缩松,。缩松的形成的原因也是由于铸件最后凝固区域的液态收缩和凝固收缩得不到补充，当合金以糊状凝固的方式凝固时就易形成分散性的缩孔导致缩松。,缩松一般出现在铸件壁的轴线区域、热节处、冒口根部和内浇口附近，也常分布在集中缩孔的下方。,缩松特征：,分散性，为细小缩孔，位于铸件壁的轴线区域。,缩松的形成 缩松特征：分散性，为细小缩孔，位于铸件壁的轴,78,B,缩孔与缩松的影响,液态收缩和凝固收缩大的合金，易产生缩孔和缩松；,浇注温度愈高，液态收缩愈大，缩孔的体积也愈大；,纯金属、共晶合金和结晶温度范围窄的合金，容易产生 集中缩孔，但缩松倾向较小，如铸造铝青铜、铝硅合,金；结晶温度范围宽的合金，易于形成缩松，如锡青铜、球墨铸铁等；,显微缩松,多分布在晶粒之间；结晶温度范围越宽的合,金，越易形成显微缩松；它影响铸件的气密性。,宏观缩松,多分布在铸件的中心轴线处或缩孔的下方，在,放大镜下可见密集的孔洞。,B 缩孔与缩松的影响 液态收缩和凝固收缩大的合金，易产生,79,缩松：,分散性，位于铸件壁的轴线区域。为细小缩孔，,比较缩孔和缩松的特征,缩孔：,集中性，位于上部，呈倒锥形，内表面粗糙。,缩松：分散性，位于铸件壁的轴线区域。为细小缩孔，,80,缩孔易出现的部位,缩孔易出现的部位,81,判断缩孔出现的方法,A,等温线法,B,内截圆法,判断缩孔出现的方法A等温线法,82,消除缩孔和缩松的方法,定向凝固原则,是铸件让远离冒口的地方先凝固，靠近冒口的地方次凝固，最后才是冒口本身凝固。实现以厚补薄，将缩孔转移到冒口中去。,原理,合理布置内浇道及确定浇铸工艺。,方法,合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施。,特点：,冒口浪费金属，且铸件的温差大、热应力大、变形大，容易引起裂纹。但组织致密。,消除缩孔和缩松的方法定向凝固原则是铸件让远离冒口的地方先凝固,83,危害：缩孔和缩松减小铸件有效承载面积，降低力学,性能，缩松导致铸件渗漏。,缩孔与缩松的防止方法：,A,选用,逐层凝固,的铸造合金（趋近,共晶,成份）；,B,对于壁厚不匀的铸件，采用,定向凝固,，控制凝固次序，,让薄部先凝固，厚部后凝固；,C,在铸件最后凝固的部位，,设置冒口，,在热节处,放置冷,铁,，把缩孔引入冒口中，最后割去冒口。,冒口,危害：缩孔和缩松减小铸件有效承载面积，降低力学缩孔与缩松的防,84,液态成形内应力、变形与裂纹,内应力,热应力,机械应力,变形,裂纹,铸件在凝固和冷却的过程中，由于铸件的壁厚不均匀，导致不同部位不均衡的收缩而引起的应力。,铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯、浇冒口、砂箱等外力阻碍而产生的应力。,残余热应力的存在，使铸件处在一种非稳定状态，将自发地通过铸件的变形来缓解其应力，以回到稳定的平衡状态。,当热应力大到一定程度会导致出现裂纹。,液态成形内应力、变形与裂纹内应力热应力机械应力变形裂纹铸件在,85,（,5,）铸造内应力、变形与 裂纹,由,固态收缩,受到阻碍而引起,铸造内应力分为两类：,机械应力,指合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍所形成。,铸造结构阻碍得到消除（落砂），机械应力随即消失。,+,+,+,+,+,+,（5）铸造内应力、变形与 裂纹铸造内应力分为两类：+,86,热应力：,铸件因壁厚不均匀，或铸件中存在着较大的温差，在同一时间内铸件各部分收缩不同，先冷却的部位阻碍了后冷却部位的收缩，在其内部产生了内应力。,b),铸件产生热应力与变形的规律：,薄壁、细小部位：冷得快，受压应力（凸出）；,厚壁、粗大部位：冷得慢，受拉应力（凹进）。,热应力：,87,热应力,由于铸件,壁厚不均匀,，,冷速不一,，致使同时期内,线收缩不一致,而相互牵制所引起。,+,-,+,-,+,-,热应力分布规律,：厚部（缓冷）,拉应力,薄部（先冷）,压应力,热应力由于铸件壁厚不均匀，冷速不一，致使同,88,两杆的固态冷却曲线图,(a)(b)(c)(d),89,a),凝固开始，粗细处都为塑性状态，无内应力,两杆冷速不同，细杆快，收缩大,受粗杆限制,不能自由收缩，相对被拉长，粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩,.,b),细杆冷速大，先进入弹性阶段，而粗杆仍为塑性,阶段，随细杆收缩发生塑性收缩，无应力,.,c),细杆收缩先停止，粗杆继续收缩，压迫细杆，而,细杆又阻止粗杆的收缩，至室温，粗杆受拉应力,(,),，,(,),a)凝固开始，粗细处都为塑性状态，无内应力,90,热应力的消除方法,铸件的结构：,铸件各部分能自由收缩,工艺方面：,采用同时凝固原则,时效处理：,人工时效；自然时效,铸件的结构尽可能对称,铸件的壁厚尽可能均匀,热应力的消除方法铸件的结构：铸件各部分能自由收缩 铸件的结构,91,热应力预防方法,:,（,1,）壁厚均匀,（,2,）同时凝固,将浇道开在薄壁处。有时在厚壁处安放冷铁。,优点,:,省冒口，省工，省料，减少热应力，防止,裂纹和变形。,缺点,:,心部易出现缩孔或缩松，应用于灰铁，因,灰铁缩孔、缩松倾向小。,同时凝固主要用于灰铸铁类收缩小、不易产,生缩孔的铸件，也可用于薄壁铸钢件或易变形的,铸件。,热应力预防方法:,92,机械应力,合金的,线收缩,(,固态收缩,),受到铸型或型芯机械阻碍而形成的内应力。主要原因是型砂或芯砂的退让性差造成的,.,体收缩：液态和凝固收缩，过程中总有液态出现,线收缩：固态收缩，也是体积变化，但只引起铸件外部尺寸的变化。是引起铸件内应力、裂纹和变形的主要原因。,机械应力是暂时的，落砂后，就自行消失,防止：,提高铸型和型芯的退让性,.,，在型砂中加一些锯末、煤粉来减小铸件的收缩阻力,.,机械应力与热应力共同作用，可能使某些部位增加了裂纹倾向,.,机械应力防止：提高铸型和型芯的退让性.，在型砂中加一些锯末、,93,变形与裂纹,变形的产生,残留铸件内的热应力是一种非稳态应力。它以铸件变形来自发减缓应力而趋于平衡，以求稳定。,如下图：槽型梁铸件等都是通过铸件变形来力图减小内部热应力,。（车床床身、平板铸件）,变形与裂纹,94,车床床身铸件的变形图,如下图所示：,导轨较厚，冷却速度慢，形成内部残留拉应力；床腿较薄，冷却速度快，形成内部残留压应力，最后导致床身,导轨内凹的挠曲变形,车床床身铸件的变形图如下图所示：,95,平板铸件的变形图,如左图所示的平板铸件：,尽管其壁厚均匀，中心的冷却速度慢受拉，边缘的冷却速度快受压；,平板的上面又比下面散热冷却快，平板产生了外凸的变形。,平板铸件的变形图,96,变形的防止,有如下措施：,采用时效或去应力退火（自然时效：置于露天半年,以上；人工时效：加热,550650,）；,预留挠度，用反变形法补偿（床身预拱出,13mm,）；,铸件结构对称，壁厚均匀；,还有振动法去应力。,变形的防止 采用时效或去应力退火（自然时效：置于露,97,4,）裂纹,热裂纹：,多发生在固相线温度附近，在拉应力作用下，,沿晶界开裂；,冷裂纹：,在较低温度下形成，具有穿晶断裂的特点。,若铸件设计不合理、合金高温强度低、收缩率大或工艺,不合理以及钢和铸铁的含硫量高，均易产生热裂纹。,铁碳合金中含磷较多也会引起冷裂纹；机械碰撞和结构上的缺陷也会产生冷裂纹。,A,产生原因：,当铸件中内应力超过合金的强度极限时，铸件中会产生裂纹,B,分类：,热裂纹、冷裂纹,C,裂纹的防止：,设计铸件时，要求壁厚均匀，转角处采用圆角过渡；,选择收缩倾向小的合金，严格控制,S,、,P,含量；,提高铸型退让性，控制落砂或开型温度，减少机械应力。,4）裂纹热裂纹：多发生在固相线温度附近，在拉应力作用下，A,98,裂纹的产生与预防,裂纹的产生：内应力超过金属的抗拉强度。,分为,热裂和冷裂,热,裂,冷,裂,冷裂,较低温下形成,铸件形状复杂，易形成冷裂,热裂,高温下形成的,在铸件凝固后接近于固相线,裂纹的产生与预防热冷冷裂较低温下形成,铸件形,99,热裂的形状特征：,裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色。,防止措施：,提高铸型和型芯的退让性，减少,机械应力,；,浇冒口的设计要合理；,铸钢件和铸铁件应严格,控制硫的含量；,选择凝固温度小，热裂倾向小的合金。,冷裂的特征：,裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或氧化色。,预防措施：,合理设计，减少铸件,内应力,；,如减少尖角等,降低合金的脆性；,控制,磷的含量，提高退让性,。,热裂的形状特征：,100,裂纹和变形的防止：,以有利于释放铸造应力为原则；,1,、采用正确的铸造工艺,（正确设计浇注系统、补缩系统等）；,2,、铸件形状设计要求简单、对称和厚薄均匀；,3,、对铸件进行热处理。,裂纹和变形的防止：以有利于释放铸造应力为原则；,101,合金在熔炼和浇注过程中吸收气体的特性，称为吸气性。,温度；,合金的种类和气体的成份；,三、吸气性,1,影响吸气性的因素,2,危害：,可导致铸件产生气孔，甚至可达整个铸件截面，而气孔尺寸 小；如铝合金中析出气孔多而小，称为“针孔”，既影响铝合 金的机械性能，又严重影响铸件的气密性。,使金属氧化；,钢中过量的氢易使钢塑性降低（氢脆），甚至产生裂缝。,合金在熔炼和浇注过程中吸收气体的特性，称为吸气性。温度；,102,铸件中的气孔,根据气体的来源，分为析出气孔、侵入气孔和反应气孔。,一、析出气孔,液态合金在冷却、凝固过程中，因气体溶解度下降，析出的气体来不及排除，而在铸件中形成的气孔，称为析出气孔。,析出气孔的特征多为分散小圆孔，表面光亮，直径为,0.5,2.0mm,，或者更大，分布较广，有时遍及整个铸件截面，均匀分布。,防止方法：降低浇注温度。,二、侵入气孔,是由于铸型表面层聚集的气体侵入液态合金而形成的气孔。,侵入气孔的特征是多位于铸件局部表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形。,防止方法：,降低型砂、芯砂的发气量和提高铸型的排气能力。,铸件中的气孔根据气体的来源，分为析出气孔、侵入气孔和反应气,103,三、反应气孔,液态合金与铸型、冷铁、芯撑或熔渣之间，因,化学反应产生气体而形成的气孔,，称为反应气孔。,反应气孔多分布在铸件表层下,1-2,毫米处，呈皮下气孔。,三、反应气孔液态合金与铸型、冷铁、芯撑或熔渣之间，因化学反应,104,高级铸造工培训解析课件,105,四、成份偏析,1.,定义：,2.,分类：,晶内偏析、比重偏析,铸件中化学成份不均匀的现象。,晶内偏析（枝晶偏析）：,晶粒内各部分化学成分不均匀的现象。它对铸件质量 影响不大，重要铸件可以通过扩散退火来减小晶内偏析的 倾向。,区域偏析：,因合金组元的比重不同或因合金组元的熔点不同，导 致铸件区域性化学成分不均匀的现象。它可以通过浇注时 充分搅拌或加快合金冷却速度来防止。,四、成份偏析1.定义：2.分类：晶内偏析、比重偏析铸件中,106,缩孔,厚大热节，孔内粗糙；,气孔,上表皮下，孔内光滑；,砂眼,转角皮表，孔内有砂；,渣眼,上表转角，孔内有渣。,缩孔厚大热节，孔内粗糙；,107,3.,铸件的质量控制,1,）铸件缺陷难以避免,常见缺陷有：缩孔、缩松、裂纹、,气孔,、,粘砂夹砂,、合金成分,与性能不恰当等。,2,）合格铸件中，可允许存在一些铸造缺陷,3,）铸件质量检验,外部、内部、成分、性能。,缩孔,气孔,浇不到,超声波检验,3.铸件的质量控制缩孔气孔浇不到超声波检验,108,铸件的质量,从下列几方面加以控制：,合理选定铸造合金和铸件结构,合理制订铸件的技术要求,模型质量检验,铸件质量检验,铸件热处理,铸件的质量从下列几方面加以控制：,109,复习题,金属液态成形有何最突出的优点？通常有哪些成形方法？,金属铸造性能主要以何种物理特性来表征？其影响因素如何？请分别予以分析？,铸造凝固方式，根据合金凝固特性分成哪几类？它们对铸件质量将分别产生什么影响？,金属液态成形中，其收缩过程分为哪几个相互联系的阶段，对铸件质量将产生什么影响？如何防止缩孔和缩松的产生？,何谓铸件热应力和机械应力？它们对铸件质量将产生什么影响？如何防止铸件变形？,复习题金属液态成形有何最突出的优点？通常有哪些成形方法？,110,小 结,合金工艺性能,充 型 能 力,凝 固 方 式,应力与变形,流动性,浇注条件,铸型条件,逐层凝固,糊状凝固,中间凝固,收 缩 性 能,液态收缩,凝固收缩,固态收缩,小 结合金工艺性能充 型 能 力凝 固 方 式应力与变形流动,111,1.,金属液的流动性,，收缩率,，则铸造性能好，若金属的流动性差，铸件易出现,等的铸造缺陷，若收缩率大，则易出现,的铸造缺陷。常用铸造合金中，灰铸铁的铸造性能,，而铸钢的铸造性能,。,2.,从铸造工艺来讲，防止缩孔和缩松的有效措施是在实现,凝固的条件下在铸件厚大部位设置,或放置,。,3.,合金的收缩经历如处三个阶段,、,和,。,4.,在铸造生产中按照内应力产生的原因，可分为,和,5.,亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔,，流动性,。,6.,铸件的凝固方式有,、,和,高级铸造工培训解析课件,112,二、判断题,1,由于铸件的成本低，并且性能优良，所以常用作重要零件或毛坯。,(),2,金属液的流动性与化学成分有关，一般成分在共晶点或附近的金属流动性较好。,(),3.,为防止缩孔的产生，可安放冒口和冷铁，造成顺序凝固。冒口起补缩作用，冷铁也起补缩作用。,(),4.,气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的机械性能；而且还降低了铸件的气密性。,(),二、判断题,113,铸造工艺设计,概述：,铸造工艺设计要点：,2,、铸型分型面的选择；,3,、工艺参数的确定；,4,、铸造工艺图的绘制（核心）,1,、浇注位置的确定；,浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。,铸型间相互接触的表面。,质量要求很高的铸件,应首先满足,浇注位置,的要求,一般铸件,以简化工艺、降低成本为主，优先考虑,分型面,定义：在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。,作用：制模（模样、芯盒）、造型（芯）、准备生产设备、铸件检验的依据。,包含的内容：浇注位置，分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。,铸造工艺设计概述：铸造工艺设计要点：2、铸型分型面的选择；,114,铸造工艺设计,铸件成形工艺分析内容：,选择铸件,浇注位置和分型面,确定工艺参数,（,起摸斜度、收缩量等）,型芯与芯头设计,浇注系统设计与计算,冒口与冷铁设计与计算,铸造工艺设计：,在生产铸件之前，为了获得外形正确、内部健全的铸件，减少制造铸型的工作量，降低铸件成本，首先要编制出控制铸件生产工艺过程的技术文件。包括：,制定合理的铸造工艺方案，并绘制铸造工艺图。,铸造工艺设计铸造工艺设计：在生产,115,一、铸造工艺设计的依据,1,、生产任务和技术要求,（,1,）审查零件图,（,2,）零件的技术要求,（,3,）生产类型及生产期限,2,、车间生产条件,（,1,）设备状况,（,2,）车间原材料的供应情况,（,3,）工人的技术水平和生产条件,（,4,）模具及工装车间的加工能力及生产经验,3,、设计的经济性,一、铸造工艺设计的依据,116,二、铸造工艺设计的内容,1,、铸造工艺图：用各种符号在零件上表明铸造工艺方案。,如浇注位置、分型面、余量、斜度、收缩率、浇注系,统、冒口、冷铁等。,2,、铸造工艺卡：说明造型、造芯、浇注、清理工艺过程,及要求的文件。,3,、合箱图：表示铸件在砂箱中的位置、型芯的安装，浇,冒口与冷铁的安放、砂箱的结构与大小。,三、铸造工艺设计的程序,1,、对零件图的技术要求及结构工艺性进行分析，有不当,之处应提出改进意见。,2,、选择铸造及造型方法。,3,、确定浇注位置及分型面。,4,、选用工艺参数。,5,、设计浇冒口、冷铁。,6,、砂芯设计。,二、铸造工艺设计的内容,117,铸造方法的选择,造型及,造芯方法,的选择,浇注位置,的选择,分型面,的,选择,工艺方案的确定,造型及工艺方案的确定,118,零件结构的铸造工艺性：,指的是零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件质量，简化铸造工艺过程和降低成本。,铸件设计步骤,：,功用设计；依铸造经验修改和简化设计；冶金设计（铸件材质的选择和适用性）考虑经济性。,审查零件图的作用：,审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。在既定的零件结构下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取防止措施。,总体设计原则：,在满足使用要求的前提下，尽可使制模、造型、造芯、合箱和清理等过程简化。,零件结构的铸造工艺性：,119,铸造工艺图：,铸造工艺图,将工艺设计的内容,（工艺方案）,用,工,艺符号,或,文字,在零件图上表示出来所形成的图样,.,。,车床进给箱体铸造工艺图,铸造工艺图：铸造工艺图将工艺设计的内容（工艺方案）用工车,120,铸造工艺图表达的内容,浇注位置,，,分型面,，分模面，活块，本模的类型和分型负数，,加工余量,，,拔模斜度,，,不铸孔和沟槽,，,砂芯个数和形状,，,芯头形式、尺寸和间隙,，分盒面，芯盒的填砂,(,射砂,),方向，砂芯负数，砂型的出气孔，砂芯出气方向、起吊方向，,下芯顺序,，芯撑的位置、数目和规格，工艺补正量，反变形量，非加工壁厚的负余量，,浇口和冒口的形状和尺寸,，冷铁形状和个数，收缩筋,(,割筋,),和拉筋形状、尺寸和数量，和铸件同时铸造的试样，,铸造收缩率,等,铸造工艺图表达的内容浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类,121,注意事项,(1),每项,工艺符号,只在某一视图或剖视图上表示清楚即可,。不必在每个视图上反应所有工艺符号，以免符号遍布图纸、互相重叠。,(2),加工余量,的尺寸，如果顶面、孔内和底、侧面数值相同时，图面上不标注尺寸，可填写在图纸背面的“木模工艺卡”中，也可写在技术条件中。,(3),相同尺寸的,铸造圆角,、等角度的,拔模斜度,，图形上可不标注，只写在技术条件中。,注意事项,122,(4),砂芯边界线，如果和零件线或加工余量线、冷铁线等重合时，则省去砂芯边界线,。,(5),在剖面图上，砂芯线和加工余量线相互关系处理上，不同工厂有不同做法,:,一种认为砂芯是“透明体”,，因而被芯子遮住的加工余量线部分亦绘出，结果使加工余量红线贯穿整个砂芯剖面,;,另一种认为,:,砂芯是“非透明体”,，因而，被砂芯遮住的加工余量线不绘出。,推荐后一种方法，这种图面线条较少、清晰、便于观察。,注意事项,(4)砂芯边界线，如果和零件线或加工余量线、冷铁线等,123,(6),所标注的各种工艺尺寸或数据，不要盖住产品图上的数据，应方便工人操作，符合工厂的实际条件。,例如标注拔模斜度，对于手工木模，则应