第二篇第3-4章 铸件结构设计、特种铸造讲解

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铸件的结构设计

铸件的结构设计

(a)直角连接 (b)圆角连接 图6-35 转角处的热节
(a)直角连接 (b)圆角连接 图6-36 金属结晶的方向性
2.避免锐角连接
如图6-37(a)所示,锐角连接会由于 内角散热条件差而增大热节,容易产生缩 孔、缩松等铸造缺陷。若两壁间的夹角小 于90°,则应采取过渡形式,如图6-37(b) 所示。
(b)改进后
图6-31 内腔的两种结构
2.便于砂芯固定、排气和铸件清理
如图6-32(a)所示,轴承架铸件的内腔需要采用两个砂芯,其中较 大的砂芯呈悬臂状,需用型芯撑支撑固定;如图6-32(b)所示,将轴承 架铸件的内腔改为整体砂芯,则砂芯的稳定性大大提高,并有利于排气。
(a)改进前
(b)改进后
图6-32 轴承架铸件
铸件中垂直于分型面的不 加工表面最好有结构斜度,以 便于起模或者便于用砂垛代替 砂芯。如图6-34(a)所示的铸 件结构设计不合理,对铸件的 结构斜度进行改进后的合理设 计如图6-34(b)所示。
(a)改进前
(b)改进后
图6-34 结构斜度的设计
二、合金铸造性能对铸件结构的要求
(一)铸件壁厚设计合理
工程材料及成形工艺
铸件的结构设计
一、铸造工艺对铸件结构的要求
铸件的结构设计不应只考虑对其结构性能的影响,还应有利于提高 铸件的工艺水平。所以铸件结构应尽可能使制模、造型、造芯、合箱和 清理过程简单化,防止产生废品,并为实现机械化生产创造条件。铸件 外形力求简单,铸件内腔设计合理是铸造工艺对铸件结构的主要要求。
为保证金属液充满铸型,避免浇不足、冷隔等缺陷的产生,铸件应当有合理 的壁厚。每种铸造合金都有其适宜的壁厚,选择得当,既能保证铸件力学性能, 又能防止铸造缺陷的产生。几种常用铸件在砂型铸造时的最小壁厚如表6-7所示。

铸件的结构设计

铸件的结构设计
过大的平面不利于金属液的填充,容易产生浇不到等缺陷, 在进行铸件的结构设计时,应尽量将水平面设计成倾斜形状。
避免大水平壁的结构
6、铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形
铸件在结构设计时,应尽量使其能自由收缩,以减小应力, 避免裂纹。如图所示的弯曲轮辐和奇数轮辐的设计,可使铸件 能较好地自由收缩。
拔模斜度在铸造工艺图上或 模型图上标出。它是对零件图 上没有结构斜度的立壁(垂直 于分型面的非加工面上),给 予的一个较小角度。
(二)铸件内腔的设计 1、 有利于砂芯的固定和排气
型芯的固定主要依靠芯头来保证,若采用图a的结构,则需要 两个型芯,而且其中大的型芯呈悬臂状态,装配时必须采用芯撑 作辅助支撑,若改成图b所示的形状,采用一个整体型芯来形成 铸件的空腔,则既可增加型芯的稳固性,又改善了型芯排气和清 理条件,显然后者的设计是合理的。
1、铸件应有合理的壁厚(铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁
厚之间)
最小壁厚:在各种工艺条下,铸造合金能充满型腔的最小厚度。 主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 临界壁厚:各种铸造合金都存在一个临界壁厚,在砂型铸造条 件下,各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。
缺陷:如果所设计铸件的壁厚小于允许的 “最小壁厚”,铸件就 易产生浇不足、冷隔等缺陷。在铸造厚壁铸件时,容易产生缩孔、 缩松、结晶组织粗大等缺陷,从而使铸件的力学性能下降。
铸件壁联结应尽量避免金属积聚
3)铸件壁与壁的连接 • 设计结构圆角(减小热节、内应力)
转角处形 成分界面,集 中许多杂质, 为铸件的薄弱 环节。
4、防止产生变形
某些壁厚均匀的细长铸件,较大面积的平板铸件,以及壁 厚不均匀的长形箱体都会由于应力而产生翘曲变形,应采用合 理的结构设计予以解决。

特种铸造技术介绍PPT

特种铸造技术介绍PPT
▆ 应用范围
(1)适用于生产形状复杂、精度要求高或难以切削加工成形的各种金属材料(尤其是碳钢及合金 钢)小型零件。如汽轮机、涡轮机的叶片或叶轮,汽车、拖拉机或机床用的各种小件。
2.压力铸造
█ 定义:是指将液态或半液态合金浇入压铸机的压室中,使之在高压和高速 下充填型腔,并在高压下成形结晶而获得铸件的一种铸造方法。常用压射压力 为5-70MPa,压射速度0.5-5m/s,充填时间很短,约0.01-02s。
6、适于有色金属薄壁复杂铸件的大批量生产。
3.低压铸造
█ 定义:是指液态金属在低的气体压力作用下从坩埚中自下而上地充填型腔 并凝固而获得铸件的一种铸造方法。常用压力为0.02~0.06MPa,介于重力和 压力铸造之间。
➢ 工艺过程:
3.低压铸造
3.低压铸造
特点和应用:
1、液态金属自下而上平稳的充填型腔, 型腔中的液流的方向与气体排出的方向一 致,避免了液态金属对型壁、型芯的冲刷 以及气体和氧化物,从而防止了铸件产生 气孔和非金属夹杂物;
3.应用范围
离心铸造是生产管套类铸件的主要方法,广泛应用于生产铸铁水管、缸套、轴套等。
各种铸造方法与砂型铸造加工精度对比:
结束
1.熔模铸造
◆◆ 熔模精密铸造:是指利用易熔材料制成模样,并在模样表面粘结一定厚度的耐火材料,然
后将模样熔化而使金属液充满型腔的一种铸造方法。(也称失蜡铸造)
熔 模 铸 造 工 艺 过 程
1.熔模铸造(1)熔模铸源自的工艺过程① 制作压型 压型根据铸件图制作,压型是压制蜡模的中间铸型。对高精度或大批量生产的铸件,常用机 械加工制成的钢或铝合金压型;对精度要求不高或生产批量不大的铸件常用低熔点合金(锡、铅、 铋)直接浇注的压型;对单件小批量的铸件可用石膏或塑料制作的压型。 ② 制作蜡模 将低熔点熔融态蜡料(常用50%的石蜡+50%的硬脂酸)压入压型中,冷凝后取出,得到单个蜡 模。将若干拉模粘到预制的蜡质浇口棒上,成为蜡模组。 ③ 制作壳型 将蜡模组浸入石英粉与水玻璃配成的浆料中,取出后在其表面撒上一层细石英砂,再浸入氯 化铵的溶液中硬化。如此由细到粗反复涂挂4-5次,指导表面结成5-10mm厚的硬壳后,放入8590℃的热水中,熔去蜡模而得到型腔与蜡模组一致的壳型。

第四章 铸件结构设计

第四章 铸件结构设计

第二节
铸件结构与合金铸造性能的关系
在设计铸件结构时,若不充分考虑铸件所用合金的铸造性能,铸件 上会出现浇不足、冷隔、缩孔、缩松、铸造应力、变形和裂纹等缺陷。
因此,在设计铸件的结构时,除考虑使用要求外,还应考虑以下几个方
面。 一、合理设计铸件的壁厚
1.铸件的壁厚应适当。由于各种铸造合金的流动性不同,在相同铸型条
壁厚/mm
相对强度 1.0 0.9 0.8 0.7
最大壁厚应不超过最小壁厚的三倍。
尤其是铸铁件,其强度并非按壁厚的 增大而成比例地增加,如表所示 。
15~20 20~30 30~50 50~70
一、合理设计铸件的壁厚
2、铸件壁厚尽可能均匀 铸件壁厚不均,会造成铸造合金的局部积聚,在积聚处易产生缩孔和缩 松;同时,由于铸件壁厚不均,即铸件各部分冷却速度不同,会使铸件产 生较大的铸造应力,造成铸件的变形和开裂。如图顶盖铸件的壁厚有两种 设计方案。方案a)的厚壁处易产生缩孔,在连接处产生裂纹。方案b)则 不存在这些问题。
悬臂支架
二、铸件内腔的设计
2.当铸件的内腔较复杂、需用型芯 形成时,应考虑好型芯的稳固、排 气顺畅和清理方便。 如图所示,为 轴承架内腔的两种设计。方案a) 需要两个型芯,其中较大的型芯呈 悬臂状态,需用型芯撑A支承其无 芯头的一端;若将轴承架内腔改成 方案b),则型芯的稳定性大大提 高,而且型芯的排气顺畅、也易于 清理。
Φ100
110
Φ50
Φ80
其余
收缩率1%
Φ50 Φ15×4均布 25 8 Φ200
120 下

本章小结
1、铸件结构与铸造工艺的关系 2、铸造结构与合金铸造性能的关系
3、零件的铸造工艺图的制定及铸件图举例

《铸件结构设计》课件

《铸件结构设计》课件

2
刚度原则
铸件应设计成足够刚度,以保证在工作载荷下不易出现变形或弹性变形,以保证工作的稳定 性和精度。
3
密封原则
当铸件需要有密封性能时,应考虑设计中的各个部位形状和尺寸要求,以保证密封性能达到 要求。ห้องสมุดไป่ตู้
4
工艺性原则
铸件结构设计要充分考虑其铸造工艺的可行性和合理性,以便在制造过程中保证尽可能高的 效率和质量。
铸件结构设计的对象和 内容
铸件结构设计主要面对的是 铸造件的结构设计,包括铸 件的形状、尺寸、结构布局、 壁厚和加工余量等方面的设 计。
铸造工艺及质量要求
铸造工艺的种类
铸造工艺包括砂型铸造、永久模 铸造、压力铸造、熔模铸造和精 密铸造等多种方法,各种方法的 适用范围和优缺点不同。
铸造工艺对铸件质量的影响 铸件的质量要求
5
经济性原则
铸件结构设计要考虑其生产成本和整体能耗,以保证生产过程合理、经济、环保。
铸件结构设计方法
铸件形状和尺寸的确定
铸件的形状和尺寸是根据使用要 求来确定的,同时也受到各种因 素的限制,例如铸造工艺、加工 工艺和热处理等因素。
铸件外形的确定
铸件的外形应该尽可能地简单明 了,以便于加工和生产。同时, 还要考虑各种安全保护措施和外 观装饰要求。
铸件结构设计实例
小齿轮铸件
受力状态复杂,要求高精度、高 强度和高韧性。设计中需要考虑 齿面与轴的径向和轴向间隙、连 通孔位置和形状、冷却设计等问 题。
大型车轮铸件
铸造难度大,生产环境复杂,设 计中要考虑车轮齿面和轮胎的结 合方式和位置、轮缘厚度分布、 余量和受力分析等问题。
冷却器外罩铸件
要求外观美观、耐腐蚀、耐高温、 变形小。设计中需要考虑壁厚的 变化、缩短性和焊接等方面。

《铸件结构设计》课件

《铸件结构设计》课件

实例二:机床床身铸件结构设计
总结词
机床床身铸件结构设计需要满足高精度、高稳定性和高刚度的要求,以确保机 床加工的精度和稳定性。
详细描述
机床床身铸件结构设计是保证机床加工精度和稳定性的关键。设计时需要充分 考虑床身的受力情况,保证其具有足够的刚度和稳定性。同时,床身的结构形 式和材料选择也需要考虑到散热性能和热变形等因素。
目的
确保铸件具有良好的铸造性能、 机械性能、使用性能和经济效益 ,满足生产和使用要求。
铸件结构设计的重要性
01
02
03
提高产品质量
合理的铸件结构设计可以 有效减少铸造缺陷,提高 铸件质量,从而保证产品 的可靠性。
降低生产成本
合理的铸件结构设计可以 减少材料浪费,降低生产 成本,提高企业的经济效 益。
环保和可持续发展
铸件结构设计应考虑环保和可 持续发展要求,采用环保材料
和工艺,降低能耗和排放。
02
铸件结构设计的工艺性
铸造工艺对铸件结构设计的要求
1 2 3
铸件结构应便于制造
铸造工艺需要将金属液体倒入模具中,因此铸件 结构应尽量简单,易于制造和组装。
铸件结构应有利于充型和补缩
铸造过程中,金属液体需要充满模具并形成完整 的铸件,因此铸件结构应有利于金属液体的流动 和补缩。

国际化合作
加强国际合作与交流,引进先进 技术和经验,提升我国铸件结构
设计水化的铸件结构
设计人才。
THANKS
感谢观看
提升生产效率
合理的铸件结构设计可以 简化生产流程,提高生产 效率,降低生产周期。
铸件结构设计的基本原则
满足使用要求
铸件结构设计应满足产品使用 要求,确保其具有足够的强度

铸造最新课件1

铸造最新课件1

a
b
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c
d
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一、影响铸铁组织和性能的因素
铸铁中的碳以化合态渗碳体和游离态石墨形式存在。 碳以石墨形式析出的现象称为石墨化。 1、化学成分
碳是形成石墨的元素,
也是促进石墨化的元素。 含碳愈高,析出石墨愈多、
1)碳和硅
所以:
当铸铁中碳、硅含量 均高时,析出的石墨 就愈多、愈粗大。
石墨片愈粗大。
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2.防止热裂和冷裂
冷裂的防止:① 使铸件壁厚尽可能均匀; ② 采用同时凝固的原则;
③ 对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制磷 的含量,防止冷脆性。
热裂的防止: ① 应尽量选择凝固温度范围小,热裂倾向小的合金。 ② 应提高铸型和型芯的退让性,以减小机械应力。 ③ 对于铸钢件和铸铁件,必须严格控制硫的含量, 防止热脆性。
二、灰铸铁
(二) 灰铸铁的性能
1)力学性能:σb=120-250Mpa,低,仅为钢件的2030%, 伸长率δ≈ 0,塑性韧性差。 是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。 2)良好的减振性
3)良好的耐磨性 4)良好的切削加工性 5)低的缺口敏感性
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二、灰铸铁
(三)灰铸铁的孕育处理 — 孕育铸铁
3.麻口铸铁:组织中既存在石墨、又有莱氏体,是白口和灰 口之间的过渡组织,因断口处有黑白相间的麻点,故而得名。
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根据铸铁中石墨形态的不同,灰口铸铁可分为:
1.灰铸铁:其石墨呈片状。如图a所示。 2.可锻铸铁: 其石墨呈团絮状。如图b所示。 3.球墨铸铁: 其石墨呈球状。如图c所示。 4.蠕墨铸铁 : 其石墨呈蠕虫状。如图d所示。

铸造(全)讲解

铸造(全)讲解

铸造工艺基础
(4)涂料 为防止液态金属与砂型表面相互作用产生粘
砂等缺陷,在型腔表面涂覆一薄层涂料。常 用的涂料是石墨粉。石墨粉熔点大于3000℃ 在高温下与少量氧气化合而燃烧产生气体, 使液态金属与砂型不直接接触。
铸造工艺基础
2、模样和芯盒
(1)模样和芯盒 模样—用于形成铸型的型腔,它和铸 件的外形相适应。 芯盒—用于制造芯子,其内腔与芯子 的形状和尺寸相适应。
(1)型砂和芯砂应具备的性能:
①可塑性。 塌箱、冲砂、砂眼
②强度。
气孔
③耐火度。 ④透气性。
粘砂→切削 加工困难
⑤容让性。
内应力、裂纹
1
铸造工艺基础
1—砂粒
2—空隙
3—附加物
(2)型砂的组成
4—粘土膜
型砂
原砂
粘结剂
附加材料
旧砂
山 海河粘 膨 煤 锯




地 滨滨土 土 粉 屑

SiO2
强度、可塑性
铸造工艺基础
2、现状:
我国铸件产量从2000年起超越美国已连续6年位居世界第一。 十大铸件生产国可分为两类: 一类是发展中国家,虽然产量大,但铸件附加值低,小企业多,从业人 员队伍庞大,黑金属比重大。
一类是发达国家,如美国、日本及欧洲一些国家等,他们采用高新技术 主要生产高附加值铸件。 如表
在机械装备中,铸件占整机重量的比例很高 :
(2)制造ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ样和芯盒的注意要点
①分型面—铸型组元间的接合面。
②收缩余量—为了补偿铸件收缩,模 样比铸件图样尺寸增大的数值。
③机械加工余量—为保证铸件加工面 尺寸和零件精度,在铸造工艺设计时预 先增加而在机械加工时切去的金属层厚 度。

热加工工艺基础-铸造

热加工工艺基础-铸造

热加工工艺基础第一章铸造工艺基础1.名词解释充型能力:液态金属充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。

缩孔:在铸件上部或最后凝固部位出现的容积较大的孔洞。

缩松:铸件断面上出现的分散、细小的孔洞。

逐层凝固:纯金属或共晶成分合金在凝固过程中不存在固、液相并存的凝固区,故断面上外层的固体和内层的液体由一条界限清楚地分开,随着温度的下降,固体层不断加厚,液体层不断减少直到中心层全部凝固。

糊状凝固:合金的凝固温度范围很宽或铸件断面温度分布曲线较为平坦,其凝固区在某段时间内,液固并存的凝固区贯穿整个铸件断面。

中间凝固:介于逐层凝固和糊状凝固之间的凝固方式。

定向凝固:使铸件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。

同时凝固:尽量减少铸件各部位间的温度差使铸件各部位同时冷却凝固。

热裂:凝固后期合金收缩且受到铸型等阻碍产生应力,当应力超过某一温度下合金的强度所产生的裂纹。

冷裂:铸件固态下产生的裂纹。

热应力:由于铸件壁厚不均匀,各部分冷却速度不同,以致在同一时期铸件各部分收缩不一致而产生的应力。

侵入气孔:砂型或砂芯受热产生气体侵入金属液内部在凝固前未析出而产生的气孔反应气孔:合金液与型砂中的水分、冷铁、芯撑之间或合金内部某些元素、化合物之间发生化学反应产生气体而形成的气孔。

·析出气孔:合金在熔炼和浇注过程中接触气体使气体溶解其中,当合金液冷却凝固时,气体来不及析出而形成的气孔。

2.合金的流动性不足易产生哪些缺陷?浇不足,冷隔,气孔,夹渣,缩孔,缩松。

影响合金流动性的主要因素有哪几个方面?合金的种类,合金的成分,温度。

在实际生产中常用什么措施防止浇不足和冷隔缺陷?a.选用黏度小,比热容大,密度大,导热系数小的合金,使合金较长时间保持液态。

b.选用共晶成分或结晶温度范围窄的合金作为铸造合金。

c.选择合理的浇注温度。

3.充型能力与合金的流动性有什么关系?合金的流动性越好,则其充型能力越好。

不同化学成分的合金为何流动性不同?合金的化学成分不同,它们的熔点及结晶温度范围不同,其流动性不同。

铸造基本知识及理论ppt课件

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正确设置浇注位置和分型面是完成外型、取模、设置 浇冒系统和安装砂芯的需求。 ➢ 确定主要工艺参数:
正确选择收缩量、 机械加工余量和拔模 斜度等。
拔模斜度
➢ 浇注系统的设计:
浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道;通常由 交口杯、直浇道、横浇道和内浇道等组成。 设计原那么:确保液态金属可以平 稳 而合理地充溢型腔。 ➢ 补缩系统的设计:
➢ 缩孔:
定义:缩孔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构成一些容积 较产大生的缘孔由洞:。先
凝固区域堵住 液体流动的通 道,后凝固区 域收缩所缩减 的容积得不到
➢ 疏松:
定义:疏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构成一些分散 产性生的缘小由孔:洞。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
温的过
分程类中:,分其为体三积类或,尺液寸态缩收减缩的、景凝象固。收缩和固态
收缩。
浇注温度
铸 液态收缩
件 温
开场凝固温度

度 降
凝固收缩
积 收


凝固终止温度
固态收缩
室温
线收缩
收缩率: 体积收缩是指单位体积的收缩量〔体积收缩 率〕。 线体收积缩收是缩率指:单位长V度上V0V 的1V 收1缩1量0〔% 0线收缩率〕。
顺序凝固:是指经过在铸件上能够出现疏松的厚大部位 安装冒口或放置冷铁等工 艺措施,使铸件上远离冒 口的部位先凝固〔图中 Ⅰ〕,尔后在接近冒口的 部位凝固〔图中Ⅱ、Ⅲ〕, 最后是冒口本身凝固。
顺序凝固表示图
内置冷铁法 外置冷铁法
设置冒口法 冒口、冷铁共用法
➢ 裂纹与变形:

机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造

机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造

第2章 铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章 铸造
铸造工艺特点 1)适合制造形状复杂的毛坯
第2章 铸造
铸造工艺特点 2)毛坯大小不受限制
第2章 铸造
铸造工艺特点 3)材料不受限制(能熔化的金属) 4)生产成本低(原材料来源广泛) 5)应用广泛(历史最久的金属成型方法,40%~80%)
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1)铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2)铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3)面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面 分型面:铸型组元之间的结合面或分界面。 分型面影响: 1)铸件质量; 2)生产工序的难易; 3)切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2)球墨铸铁 由于石墨成球状,它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度,球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能,塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2)球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、 性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3)可锻铸铁 将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火,使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
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
2.3 砂型铸造

第四章 铸件结构与工艺设计(材料成型工艺基础)

第四章 铸件结构与工艺设计(材料成型工艺基础)

常见浇注系统类型
二)冒口

冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
主要作用是在铸件凝固收缩过程中提供由于铸 件体积收缩所需要的金属液,对其进行补缩, 防止铸件产生缩孔、缩松等缺陷。 铸件清理时,将冒口切除,获得健全的铸件。
冒口分类
简单示例
例1:分别指出图示铸件在单件小批和大批生产时应选择 何种造型方法?请画出各自的铸造工艺图。
衬套零件的铸造工艺图
绘制的图样
A.铸造工艺图: 利用各种的工艺符号,把制造模型 和铸型所需的资料直接绘在零件图上所 得到的图样。 即表示铸型浇注位置、分型面、 浇冒口系统、工艺参数、型芯结构尺寸、 控制凝固措施等的图样。
B. 铸件图:又称毛坯图
是反映铸件实际形状、尺寸和技术要求 的图样,也是铸造生产、铸件检验与验收 的主要依据。 C.铸型装配图: 表示合型后铸型各组元之间装配关系的 工艺图。 包括:浇注位置、型芯、浇冒口系统 和冷铁布置及砂箱结构和尺寸等。
2.机械加工余量(RMA)

在铸件加工表面上留出的、准备切削去除的金 属层厚度,称为机械加工余量。 机械加工余量过大:切削加工工作量大,浪费 金属材料;过小:易使零件报废。
等级:分为10级:A、B、、J、K级,加工余量值 依次增大。(上面>侧面>底面) 影响因素:合金种类、铸件的尺寸大小、生产批 量、生产方法、加工面与基准面距离等。

浇注位置与分型面的选择
1.浇注位置的选择
浇注时铸件在铸型中所处的空间位置,称为铸件的浇 注位置。 ①铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面, 以避免出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。 如锥齿轮铸件,其轮齿部位是重要加工面和主要工 作面,应朝下。

《金属工艺学》工程材料及机械制造基础(铸造)

《金属工艺学》工程材料及机械制造基础(铸造)

4) 铸件结构: 壁太薄、大水平面,流动困难
§2 铸件的凝固与收缩Freezing and Shrinkage
液态收缩和凝固收缩得不到补偿,将产生缩孔或缩松
1. 铸件的三种凝固方式 the wideness of paste zone
P36 图2-3 (a)逐层凝固 Freezing layer by layer (c)糊状凝固 Paste freezing (b)中间凝固 Middle freezing
2. 铸造合金的收缩 Shrinkage of the Casting Alloys
合金从浇注、凝固、直至冷却到室温,其体积和尺寸缩减 现象(p36)
液态收缩liquid Contraction 体收缩
凝固收缩freezing contraction 体收缩
固态收缩solid contraction 线收缩
Especially for the production of articles with
complicate shape and structure

例如:机箱、阀体、汽缸等

各种材料

广泛
Suit for almost all kinds of alloy

wide-ranging 大小:g~t
白口铸铁→高温退火→石墨呈团絮状 成分:低碳、低硅;2.4~2.8%C,0.4~1.4%Si 适用范围:中压阀门
形状复杂的薄壁小件:大件容易产生麻口 受一定冲击的零件 大批量生产: 单件成本高 牌号KTH300-06
第二篇 铸造 Foundry
什么叫铸造 Casting? (p33) The production of shaped articles by pouring molten metal into the mould

第二篇第3-4章铸件结构设计、特种铸造

第二篇第3-4章铸件结构设计、特种铸造
缺点:
1.依靠自由表面所形成的内孔尺寸偏差大而内表面粗糙 2.不适于铸造比重偏析大的合金及轻合金. 应用:铸铁管、气缸套、铜套、双金属轴承等.
消失模铸造是指用泡沫塑料聚苯乙烯制成带有浇冒系 统的模型,覆上涂料,用干砂造型,不需取模,直接
浇注的铸造生产方法。
原理
泡沫塑料模 浇注时气化消失
工件
特点和应用:
金属型的结构:水平分型式、垂直分型式及复合分型式等。
结构特点:
结构斜度比砂型铸件大,壁厚均匀。 铸件最小壁厚的限制为: 铝硅合金为2~4mm, 铝镁合金3~5mm, 铸铁2.5~4mm.
(金属型无退让性和溃散性,铸件结构要保证能顺利 出型)
铸造工艺
1、金属型预热 金属型应保持一定的工作温度.具有良好的充型条 件和一定的激冷作用.
浇不足,、冷隔、裂纹等缺陷. 应用:主要适用于有色合金铸件的大批量生产,如铝活塞、
气缸盖、油泵壳体、铜瓦、衬套等
压力铸造---液态金属或半液态金属加压注入到精密的金属铸型 内的一种铸造方法.
高压下(5~500MPa)快速(0.001~0.2)将液态或半液态合金压入 金属铸型中,并在压力下结晶.
分类:按压射部分 的特征分为
1、不分型,不起模,工艺简化,精度提高; 2、能制造形状复杂的铸件和工艺品; 3、冒口设置可自由设置,不易产生缩孔、疏松等; 4、易产生有害气体,铸件易渗碳,降低铸件表面
质量;
5、适于生产起模困难,形状复杂的铸件。
5、铸件防裂筋的应用 易裂处增设以防热裂,厚度为联结壁厚 的1/4-1/3,
防裂筋的应用
第五章 特种铸造
由于铸造是提供毛坯的主要工艺 ,精密铸 造就意味着毛坯组织致密、表面光洁,和 尺寸精度高,可达到少、无切削加工和直 接成形。除砂型铸造以外的铸造方法统称 特种铸造。
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b A─A b B
A─A
B
A
B─B
B─B A
a)
b)
顶盖的设计
ห้องสมุดไป่ตู้
3、铸件壁的联接 ①铸件的结构圆角
②、铸件壁应避免交叉和锐角连接。
改过后的交错接头或环状接头,其热节均较小,且可通 过微量变形来缓解内应力,抗裂性能均较好。
4、避免铸件收缩受阻
a) 图3.4-15 a)偶数轮辐 no
b)
c)
轮辐的设计 b)弯曲轮辐 c)奇数轮辐
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
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。
5、铸件防裂筋的应用 易裂处增设以防热裂,厚度为联结壁厚 的1/4-1/3,
防裂筋的应用
第五章 特种铸造 由于铸造是提供毛坯的主要工艺 ,精密铸 造就意味着毛坯组织致密、表面光洁,和 尺寸精度高,可达到少、无切削加工和直 接成形。除砂型铸造以外的铸造方法统称 特种铸造。 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造
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。
§1 砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求
一、铸造工艺对铸件结构的要求 (一)铸件的外形: 1、尽量避免外表面侧凹 2、铸件要尽量减少分型面数量 3、尽量使分型面为平直分型面
应用: 使用高熔点合金精密铸件的成批,大 量生产,形状复杂,难以切削加工的小零件. 如:汽轮机叶片,工艺品
金属型铸造
金属型铸造---在重力作用下将液体金属浇入金属铸型以获得铸
件的方法。
金属型的材料一般采用铸铁,要求较高时,可选用碳钢或低合 金钢。铸件的内腔可用金属型芯或砂芯得到,薄壁复杂件 或黑色金属件,多采用砂芯,而形状简单件或非铁金属件, 多采用金属型芯。
(a)
(b)
图 3.4-1
端盖铸件
4、铸件形状应尽量简单,避免使用活块。
5、铸件应避免过大的水平面
避免过大水平面,受阻收缩和翘曲变形
a) 改进前结构 罩盖铸件
b) 改进后结构
6、铸件上应有结构斜度
a)
b)
a)
b)
结构斜度
(二)铸件的内腔 1、铸件结构应少用或不用型芯
a)改进前结构 图 3.4-3
b)改进后结构 轴承支架
a)
b)
2、铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理。
(a)改进前的结构
轴承座的结构
(b)改进后的结构
(a)改进前的结构
(b)改进后的结构
轴承支架的结构
上 下
上 下
a)不合理 型芯不便固定
b)合理
活塞结构的改进
§2
合金铸造性能对铸件结构的要求 1、铸件壁厚应合理 2、铸件壁厚应尽可能均匀,避免厚大截面
三特点
1、多次浇注,节约工时、省型砂,提高生产率 2、改善劳动条件 3、铸件的精度和表面质量较高.尺寸公差等级 IT12~IT14,Ra6.3μ m 4、金属型铸件冷却快,组织致密,机械性能高 5、浇冒口尺寸小,液体金属耗量减少,可节约15%~30% 6、成本高,周期长,工艺要求严,易出现白口,多用于生产有色金属 7、不透气、无退让性。所以要求严格的铸造工艺,否则易产生 浇不足,、冷隔、裂纹等缺陷. 应用:主要适用于有色合金铸件的大批量生产,如铝活塞、 气缸盖、油泵壳体、铜瓦、衬套等
第三章
铸件结构设计
第三章
铸件结构设计
本章重点内容: 一、砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求 二、合金铸造性能对铸件结构工艺性的要求
铸造工艺设计是依据铸件的技术要求、结构特点、 生产批量及生产条件确定铸造工艺方案和工艺参 数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等。工艺设计 是生产准备、管理、验收的依据,对保证铸件质 量,提高生产率,降低成本有重要意义。
压力铸造---液态金属或半液态金属加压注入到精密的金属铸型 内的一种铸造方法. 高压下(5~500MPa)快速(0.001~0.2)将液态或半液态合金压入 金属铸型中,并在压力下结晶.
金属型的结构:水平分型式、垂直分型式及复合分型式等。
结构特点:
结构斜度比砂型铸件大,壁厚均匀。 铸件最小壁厚的限制为: 铝硅合金为2~4mm, 铝镁合金3~5mm, 铸铁2.5~4mm. (金属型无退让性和溃散性,铸件结构要保证能顺利 出型)
铸造工艺
1、金属型预热 金属型应保持一定的工作温度.具有良好的充型条 件和一定的激冷作用. 1) 喷刷涂料前预热.保证涂料层致密, 均匀. 合金铸 铁80—150℃; 铸钢100—250℃. 2) 浇注前预热降低冷却速度,防白口. (未预热的金属型导热性好,使金属液降温过快,易 出现冷隔、浇不足、夹杂和气孔缺陷。同时铸型 本身受到强烈热冲击,应力倍增,极易损坏。不 能低于150度)
2 、喷刷涂料 1) 利用涂料层的厚度改变铸件各部分冷却速度,减缓冷却速度, 防白口 2) 保护型壁表面 防高温液体对铸型直接冲蚀和热击 3) 有一定蓄气,排气能力,防气孔. 铸 铁—石墨粉涂料,炭墨涂料; (耐火粘土滑石粉、石墨和水) 铝合金—氧化锌涂料,滑石粉 3 、浇注 合理浇注温度: ∵导热快,t浇 比砂型高20~35℃ 4 、适宜出型时间 收缩快—出型难 冷速大—白口
离心铸造 消失模铸造
熔模铸造---用易熔材料制成模样,然后用造型材料将其包住, 经过硬化,再将模样熔失,从而获得无分型面的铸型. 工艺过程:蜡模制作、型壳制造、焙烧浇注三个阶段
熔模铸造的特点和应用
1铸造精度,光洁度高,且可浇注形状复杂的件 2能铸造各种合金(型壳是高级耐火材料) 3单件,小批,大批量生产均可 4少 无切削加工(Ra3.2~1.6um) 5材料贵,工艺过程繁杂,生产周期长.
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