铸造模具技术讲课(2015年7月13日+方建儒)
铸造模具相关流程介绍 ppt课件
铸件结构：铸件局部厚大，R角小 铸件壁厚
铸造工艺：冒口颈过大，局部过 尽量均匀，
热
合理放冒
口
铸件薄厚不均 铸造工艺不合理
铸造时增 加加强筋
等
三.热处理工艺
所用的热处理有退火和调质处理
铸钢热处理工艺
热处理工艺
作用
应用
硬度
退火
消除内应力
所有的铸钢件
调质
细化淬火前钢的组织， 侧围和翼子板等铸
（淬火+回火） 减小变形和开裂，同 时改善钢的塑性、韧
实体修改后
更改后优点：1、实体上直角处更改为 圆角，圆角半径为R40，有利于内应力 释放 2、另一处增加加强筋，强化砂型结构 增强铁水流动能力
建议：强化铸钢件圆角概念,在结构 允许的情况下，在易出现问题的部 位加大R角，减少因R角过渡剧烈产 生内应力集中造成的开裂
C
由于尖角产生开裂
B
A、B两处为切 割冒口后补焊 不好造成的裂
注：铸造涂料是一种耐火粉料， 具有隔离、绝热、抗粘砂和减低铸件表面 粗糙度等作用
④冒口及出气孔 设计
冒口
出气 孔
出气 孔
出气孔：在 泡沫及其它 地方尽量多 布，目的是 将泡沫燃烧 的气体排出
冒口和出气孔位置设计好后，将上下砂箱固定好位置后，对上砂箱进 行填砂。
（4）浇铸（初始浇铸温度一般在155 0-1560C之间，浇铸时间在1-2分 钟之内）
砂子循环 利用
冷却
开箱
一次喷丸
成品发运
产品检验 /检查
二次喷丸
表面修磨
注：浇注温度：灰铁是1380℃，球铁是1420℃ 浇注方式：底柱浇注、侧面浇注 冷却时间：浇注后原地凝固10h，随后移动位置冷却48-115h 开箱温度：300℃以下 出 品 率：77%左右（铸件:铁水=1:1.3）
铸造基础知识培训课件
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.7.321.7.302: 26:2702:26:27July 3, 2021
14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年7月 3日星 期六上 午2时26分27秒 02:26: 2721.7.3
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暗冒口
冒口— 储存补缩用金属 液的空腔。
冷铁
热节 冷铁
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寻找热节的方法
等温线法 内切圆法
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§1-3 铸造内应力、变形和裂纹
一、内应力的形成
铸件在凝固以后的继续冷却过程中，其固态收缩受 到阻碍，铸件内部即将产生内应力。
1.机械应力（收缩应力）
1.白口铸铁：碳全部以Fe3C的形式存在，断口呈银色。 具有良好的耐磨性，有时也用来制造一些耐磨件， 如轧辊、粉碎机锤头、和犁铧等。
2.灰口铸铁：碳大部或全部以石墨形式存在，断口呈暗灰色。
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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4.3%C 铸铁：1800mm
浇注温度为1300℃，含碳
量为4.3%的铸铁，流动性在螺旋 铸棒中，却能填充1800mm
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合金流动性主要取决于合金化学成分所决定的结晶特点
液相线 固相线
300
温度（℃）
200 共晶点
100
0
a）在恒温下凝固
流动性（cm）
80
60
40
20 0
浇铸模具培训课程设计
浇铸模具培训课程设计一、教学目标本课程旨在通过系统地学习浇铸模具的相关知识，使学生掌握模具的基本设计原理、制造工艺及使用维护方法，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
在知识目标方面，要求学生了解模具的分类、结构及功能，理解模具设计的基本原则，掌握模具的制造和维修技术。
在技能目标方面，要求学生能够独立完成模具的设计和制作，具备模具故障诊断和解决的能力。
在情感态度价值观目标方面，培养学生对浇铸模具行业的热爱和敬业精神，提高学生的创新意识和团队协作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括模具的基本概念、模具设计、模具制造、模具使用与维护等方面。
具体内容包括模具的分类和结构、模具设计的基本原则和方法、模具材料的选择、模具制造的工艺流程、模具的使用与维护等。
教学内容将结合实例进行讲解，使学生能够更好地理解和掌握相关知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
包括讲授法、案例分析法、实验法等。
通过讲授法，使学生掌握模具的基本知识和设计原理；通过案例分析法，使学生学会解决实际问题；通过实验法，提高学生的实际操作能力。
同时，将采用互动式教学，鼓励学生积极参与讨论，提高学生的思考能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
教材和参考书将作为学生学习的基本资料，多媒体资料将用于辅助教学，使学生更加直观地理解模具的结构和制造过程，实验设备将用于学生的实践操作，培养学生的实际操作能力。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等几个方面。
平时表现主要评估学生的出勤、课堂参与度、团队协作等情况，占总评的20%。
作业主要包括课堂练习和课后作业，占总评的30%。
考试分为期中考试和期末考试，占总评的50%。
期中考试主要评估学生对模具设计原理和制造工艺的掌握情况，期末考试主要评估学生对模具使用和维护能力的掌握情况。
铸造讲座PPT课件
套内粘砂必要时解剖检查） ○表面涂装（光洁度、厚度检查）
○防锈（浸防锈剂、包装）
第30页/共34页
●水套内清洁度检查 ○残砂≤克 ○无气眼针残余 ○无钢丸残留 ●材质检查（试棒、本体） ○化学成份（以机械性能为准、成份是内控指标） ○机械性能（抗拉强度、屈服强度） ○延伸率 ○硬度 ○金相组织
●电器系统、液压系统、水冷却系统、测温系统、炉料、工具、 计量器具、记录等的确认；
●炉衬状况（直径变化、局部变化、炉口、烧结层状态）；
●按熔炼作业指导书要求放启炉块、配料、加料、送电熔化；
●冷却水温度、流量、压力；
●铁水成分控制（配料、取样、送样、检测报告、成分调整）；
●温度控制（熔化炉内、出炉温度）
检、废品按规定放置） ●清理作业结束（场地清理清扫、定置管理、
作业记录）
第29页/共34页
六、检验
1、检验作业：（以4DA1缸盖为例、详见各工序作业指导书） ●作业前的准备（检查作业指导书、检具、量具、工具、检查记
录表） ●检查作业（按作业指导书检查作业、作产品标识、产品分类堆
放、检查记录、出示检查报告） ●外观检查： ○飞边、毛剌 ○白口深度 ○表面粗糙度（含铸件外表面、气道、水套表面粗糙度，必要时
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3、冲天炉熔化的管理： ●底焦高度 ●配料单
●加料记录（炉料名称、数量、时间、批次、操作者签字、组长签字）
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●风量 ●风压 ●风温 ●熔化速度 ●铁水温度
●运行中冲天炉的管理：安全、棚料、料位高度、风口、出铁口、出渣口、 冷却水温度等
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4、熔化电炉的管理（含保温炉）：
铸造工艺培训教材
思考
1、机床手轮在单件和批量生产时 应分别使用何种铸造方法？
2、指出以下零件在批量生产时应 使用何种铸造方法？ 大污水铸铁管、汽轮机叶片、机床 床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮
2、工艺过程：
熔模铸造
第2节 特种铸造
三、压力铸造
将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型的型腔中，并在压 力下凝固，以得到铸件的一种铸造方法。
1、工艺特点： 高速高压。 多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。
2、工艺过程：
压力铸造
第2节 特种铸造
四、离心铸造
将熔融的金属浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力的作 用下凝固成形，以得到铸件的一种铸造方法。
3、常用的特种铸造方法：
金属型铸造 压力铸造
熔模铸造
离心铸造
第2节 特种铸造
一、金属型铸造
将液态金属注入用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。 1、工艺特点：
一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要用于大批 大量生Байду номын сангаас铜、铝、镁等非铁合金铸件。
2、工艺过程：
金属型铸造
第2节 特种铸造
二、熔模铸造
? 分模造型是将模样沿最大截面处分成两半， 型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。 常用于最大截面在中部的铸件。
? 刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可 降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。 但生产率低，工人技术水平要求高。用于有 等载面或回转体的大、中型铸件的单件、小 批生产、如带轮、铸管、弯头等。
(3)铸件组织性能差 铸件晶粒粗大，力学性能差.
铸造
第1节 砂型铸造
砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前 90% 以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。
铸造培训PPT课件课件
态度，不断提升自己的专业技能和创新能力，以适应行业发展的需求。
02
关注行业动态与发展趋势
个人需要关注铸造行业的最新动态和发展趋势，了解新技术、新工艺和
新材料的应用情况，以便及时调整自己的职业规划和发展方向。
03
培养跨学科综合能力
未来铸造行业将更加注重跨学科综合能力的培养，个人需要注重学习机
械、材料、计算机等相关学科知识，提高自己的综合素质和竞争力。
03
铸造工艺与操作
熔炼工艺与操作
01
02
03
04
熔炼设备选择
根据生产需求选择适当的熔炼 设备，如电弧炉、感应电炉等
。
熔炼材料准备
准备好所需金属原料、熔剂、 燃料等，并进行预处理。
熔炼过程控制
控制熔炼温度、时间、气氛等 参数，确保金属液质量。
熔炼安全操作
遵守安全操作规程，注意防火 、防爆、防烫伤等。
绿色环保与可持续发展
环保意识的提高将促使铸造行业朝着更加绿色环保的方向 发展，采用低污染、低能耗的生产工艺和材料，推动行业 可持续发展。
个性化定制与柔性生产
市场需求的多样化将促使铸造企业向个性化定制和柔性生 产方向转型，以满足客户多样化的需求。
对个人职业发展的建议和思考
01
持续学习与创新
随着技术的不断进步和市场需求的不断变化，个人需要保持持续学习的
铸造培训ppt课件
contents
目录
• 铸造基础知识 • 铸造设备与工具 • 铸造工艺与操作 • 铸造缺陷分析与防止措施 • 铸造安全与环保要求 • 总结与展望
01
铸造基础知识
铸造定义与分类
铸造定义
铸造是一种通过熔化金属或非金 属材料，并将其倒入模具中冷却 凝固，从而获得所需形状和性能 的工件的制造方法。
铸造知识PPT课件
尺寸精度和表面粗糙度控制方法
尺寸精度控制方法
采用高精度的造型和制芯设备；加强模样和芯盒的制造精度 ；严格控制型砂和芯砂的性能等。
表面粗糙度控制方法
选用细粒度的型砂和芯砂；提高铸型的表面光洁度；优化浇 注系统设计，减少铁液对型壁的冲刷等。
05
特种铸造技术简介
压力铸造（压铸）
定义
压力铸造是利用高压将熔融金属压入金属模具中， 并在压力下快速凝固成型的铸造方法。
冷铁应用
02
在铸件厚大部位放置冷铁，以加快该部位的冷却速度，实现顺
序凝固，防止缩孔和裂纹缺陷。
其他辅助措施
03
根据铸件特点和生产要求，还可采用其他辅助措施，如设置出
气孔、加强型芯的固定和排气等。
04
常见铸造缺陷及防止措施
气孔、夹杂等内部缺陷产生原因及防止方法
气孔产生原因
型砂水分过多或过少；造型操作不当； 浇注系统设计不合理；熔炼过程控制不
准备原材料
选择符合要求的金属原材 料，并进行必要的预处理。
铸造工艺过程
熔炼金属
将金属原材料按照一定比 例配料，通过熔炼设备将 其熔化，获得符合要求的 液态金属。
制造模具
根据铸件的结构和尺寸， 设计并制造相应的模具， 包括型腔、型芯、浇口、 冒口等部分。
浇注
将液态金属倒入模具中， 注意控制浇注温度、速度 和压力等参数。
智能化生产
应用机器人、自动化生产线等智能化设备，实现铸造生产的自动化、 柔性化和智能化，提高生产效率和产品质量。
数字化检测
采用三维扫描、无损检测等数字化检测技术，实现铸件质量的快速、 准确检测，提高产品质量和生产效率。
绿色、环保、可持续发展理念在铸造中体现
CrMoNi系新型铸造热锻模具钢的微合金化
CrMoNi系新型铸造热锻模具钢的微合金化姜启川方建儒赵宇光王树奇关庆丰赵玉谦马云海瞿芝碧摘要向成分(%)：C 0.1～0.5，Cr 1.0～5.0，Mo 0.3～2.0，Ni 1.0～2.0新型铸造热锻模具钢中加入微合金化元素Nb、V、Ti、RE、Ca 等，细化了晶粒、改善了夹杂物形状及分布。
冲击韧性、延伸率、断面收缩率提高了一倍左右，断裂韧性和抗冷热疲劳性能也有明显改善。
关键词铸造热锻模具钢微合金化Micro\|Alloying of A New Cr\|Mo\|Ni Steel Seriesfor Cast Hot\|Forging DieJiang Qichuan, Fang Jianru, Zhao Yuguang, Wang Shuqi,Guan Qingfeng, Zhao Yuqian, Ma Yunhai and Qu Zhibi (Material Science and Engineering Institute, Jilin University of Technology,Changchun 130025)Abstract With grain refining, and morphology and distribution of inclusions improving by adding micro\|alloying element \| Nb, V, Ti, RE and Ca, the impact toughness, elongation and reduction of area of new C 0.1～0.5\|Cr 1.0～5.0\|Mo 0.3～2.0\|Ni 1.0～2.0 steel for cast hot\|forging die increased by over 1 time, and the fracture toughness and thermal fatigue resistance of steel improved obviously.Material Index Cast, Hot\|Forging, Die Steel, Micro\|Alloying采纳铸造方法来制造热锻模具省去了锻造工序，而且型腔铸出，可做到少、无加工，废弃模具能够通过重熔而得到再生回用，具有成本低，节约资源、能源，生产周期短等优点。
压铸模具基础知识介绍PPT课件
2021
3
第一部分 压铸模结构
以下是一幅较常见的压铸模结构爆炸图
导柱 螺钉
液压抽芯装置 分流錐 动模镶块 动模套板 顶杆固定板 导套 顶针 顶针推板 复位针
螺钉 垫块 支脚
浇口套
冷却水套 锲紧块 斜导柱
冷却水管 导滑槽
滑块
2021
支脚紧固螺钉
4
➢压铸模主要是由定模和动模两个
部分组成
据熔融金属在模具内填充情况，而开设排气通道。 用于容纳液态金属在充填过程中排出气体、杂物冷污合金等。
溢流槽
2021
43
2021
44
溢流槽的结构形式： （1）布置在模具分型面上的溢流槽 （2）布置在模具型腔内部的溢流槽。 其形式有： 杆形溢流槽 管形溢流槽 环形溢流槽 双级溢流槽 波纹状溢流槽
2021
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排气槽
在压铸时模具型腔内的部分气体约30% 在型腔内不能顺利排出而卷入金属液体中在 填充过程中，会产生反压力，迫使流速下降， 造成铸件冷隔欠铸气孔疏松等缺陷。为了消 除由此而产生的铸件缺陷，要开设排气槽， 排气槽一般和溢流槽配合，设在积渣槽后端。 有些情况下也单独开设排气槽。
2021
良好的排气条件取决于排气槽的合理布局及位置、 数量、尺寸、容积、结构形式等方面。
溢流槽的形状和位置：在设置溢流槽形状和位置 时应考虑以下几点：
2021
40
（1）在横浇道的未端和型腔深处。
（2）在金属液最后充填部位。
（3）在金属液的汇合处及容易产生涡流卷气和氧
化夹渣的区域。
（4）需要防止涡流和紊流改善液态金属流动状态
液最终都能保持压力部位。
（7）充填金属液先充填型腔深处再次流向分型面,以达到
铸造基础知识培训课件
马氏 体-奥 氏体 球墨 铸铁
奥氏 体球 墨铸 铁
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铸铁及分类
蠕墨铸铁
铁素体蠕墨铸铁
珠光体蠕墨铸铁
铸铁性能与其石墨的蠕化程度（蠕化率）及基体有关
11
铸铁及分类
珠光体蠕墨铸铁
在石墨蠕化良好条件下，珠光 体蠕墨铸铁的强度和硬度较高，耐 磨性强。适于制造耐磨零件，如汽 车的刹车毂等。
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铸铁及分类
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德国材料的表示方法
1.灰铁： EN-GJL-250 2.球铁： 单注试样： EN-GJS-400-18LT EN-GJS-400-18RT 附注试样： EN-GJS-400-18U-LT EN-GJS-400-18U-RT
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日本材料的表示方法
1.灰铁： FC250 2.球铁： 单注试样： FCD400-18 FCD400-18L 附注试样： FCD400-18A FCD400-18 AL
灰铁的成分、性 能、组织
影响冷却速度的因素 A 铸型材料：不同铸 型材料的导热能力不 同。如金属型比砂型 导热快，冷却速度大， 使石墨化受到严重阻 碍，易获得白口组织 B 铸件壁厚：铸件壁 越厚，冷却速度越慢， 则石墨化倾向越大， 易得到粗大石墨片和 铁素体基体；反之则 易得到细小石墨和珠 光体基体
7
铸铁及分类
灰铸铁： 灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰 口铸铁，这种铸铁具有一定的机械性能、 良好的铸造性能以及其它多方面的优良性 能，因而在机械制造业中获得最广泛的应 用。
由于灰铸铁对冷却速率的敏感性（壁厚效应），同一种牌号铸铁在 不同铸件壁厚条件下的实际强度有很大的差别（薄壁与厚壁之间在 强度上的差别达50-80MPa）。
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灰铁的成分、性 能、组织
熔模铸造工艺知识培训精品课件
2）、内浇道尺寸的确定
a．比例系数法
此法依据铸件上热节圆直径或热节圆截面积，由下式确定 内浇道直径或内浇道截面积。
D内=（0.6~1.0）D节
S内=（0.4~0.9）S节 式中： D内—内浇道直径，mm
D节—铸件上热节圆直径，mm S内—内浇道截面积，mm2 S节—铸件上热节圆截面积，mm2 这种方法简单，但精度差，因为比例系数取值范围较大。
Ra=3.2~0.8цm 3．使用寿命可达几千次以上 4．制造成本较低
应用范围
1．生产批量大的铸件 2．要求尺寸精度高、表面粗糙度
值低的铸件
1．生产批量较大（几千件）的铸 件
2．机械加工困难的、型腔复杂的 压型
3．试生产铸件
石膏压型
1．材料：石膏 2．尺寸精度低，型腔表面粗糙度Ra=6.3~1.6цm 3．母模可用木模，生产周期短，成本低
1.1 概述
定义：用熔模材料（通常为低熔点的材 料如蜡料）制成熔模样件并组成模组， 然后在模组表面上涂料（耐火材料）， 待干燥固化后，将模组加热熔出模料形 成中空型壳，经高温烧结后浇注金属液 体，清理后得到铸件。由于熔模材料通 常为蜡基材料，因此又称“失蜡铸造”。
工艺流程：
压型制造
熔模样件 制造
组装模组
封闭式或开放式浇注系统是按照直浇道、 横浇道、内浇道的尺寸比例划分的。 封闭式浇注系统
S内≤S横≤S直
优点： 1）金属液完全充满浇注系统，可防止金属 液卷入气体。
2）有较好挡渣能力 缺点：进入型腔流速高、产生喷溅和冲砂、 氧化。
开放式浇注系统
S直 ≤S横≤ S内
优点：因为金属液不能充满浇注系统， 金属液流动平稳，充型快；
3.0
各类压铸模具培训资料
Ｐ－12
８．射出波形
高速
增壓 啟動
昇壓時間
高速加速
速
度 ・ 鑄
高速
壓
低速
・ 變
位
低速加速
低速
高速區間
鑄造壓力 時間
餅厚
起點
空打行程
Ｐ－13
９． 圧鋳機械仕様
機器名稱
射出油缸直徑 增加油缸直徑 増圧比 ＡＣＣ圧
射出力
(Mpa) (kN)
DC 135EL
φ 90
φ140
2.42
9.3
143
DC 135H
增壓油缸直徑 射出油缸直徑 Ｐ－14
４０ １５
６
６
１０
（１２０） ２００
１２０ （７０）
（１３５）
算出来了吗？
ダ営技 04．09．13
渡辺
Ｐ－15
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
（１．３）２ × １２３ × １００ （ ３８．５ ） ３
４）閘門速度 ＝
３８．５ １．３
× １．７５ ＝ ５２ m/ｓ
＝ ３３２ ㎝/ｓ ＝ ３．３２m/ｓ
７００ ５） 高速區間 ＝
３８．５ ×２．６
＋ １㎝ ＝ ８㎝ ＝ ８０㎜
気泡 Ｐ－8
③ 鑄造壓力
（１）鑄造壓力
鑄造壓力 ＝
增加油缸剖面積 柱塞剖面積
铸造培训课件
铸造培训课件•铸造技术概述•铸造工艺流程•铸造材料及性能•铸造设备及维护•铸造质量控制与改进目•典型铸造产品案例分析录01铸造技术概述铸造是一种金属成形工艺，通过将熔融的金属倒入模具中，待其冷却凝固后形成所需形状的零件。
铸造具有制造成本相对较低、适用范围广泛、易于生产复杂形状零件等优点。
铸造的定义与特点1 2 3铸造广泛应用于汽车、航空航天、机械、建筑等领域。
汽车发动机、变速器、车桥等零部件均采用铸造工艺制造。
航空航天领域的发动机、涡轮盘等关键部件也采用铸造工艺制造。
03数字化铸造技术得到快速发展，如3D打印技术、数值模拟技术的应用提高了铸造生产效率和精度。
01精密铸造技术得到越来越广泛的应用，如熔模铸造、消失模铸造等。
02绿色铸造技术逐渐成为行业发展趋势，通过采用环保材料、节能技术等手段实现铸造生产的绿色化。
02铸造工艺流程包括铸造用砂、粘结剂、涂料等，需要根据不同的产品需求选择适当的造型材料。
造型材料包括模样、芯盒、修型工具等，需要根据不同的产品需求和工艺方法选择适当的造型工具。
造型工具造型材料与工具工艺流程设计根据产品要求和生产条件，设计出合理的铸造工艺流程，确定各工序的参数和操作要求。
铸造工艺模拟利用计算机模拟技术对铸造过程进行模拟，预测可能出现的缺陷和问题，优化铸造工艺方案。
铸造工艺设计模具制造与安装制造出精确的模具，并确保其安装正确，以保证铸造出的毛坯符合要求。
熔炼与浇注选择合适的熔炼材料和浇注系统，控制熔炼温度和浇注速度，以获得质量良好的铸件。
铸造过程控制分析气孔和缩孔产生的原因，采取相应的防治措施，如严格控制熔炼温度和浇注速度等。
气孔与缩孔分析变形和裂纹产生的原因，采取相应的防治措施，如改进浇注系统和设计合理的铸件结构等。
变形与裂纹铸造缺陷分析与防治03铸造材料及性能铸造用材分类及选用01按状态分类：液态、固态02按材质分类：金属、非金属03按使用性能分类：耐磨、耐腐蚀、高强度、高韧性铸造合金材料•铸造铝合金•铸造铝硅合金（Al-Si）•铸造铝铜合金（Al-Cu）•铸造铝镁合金（Al-Mg）•铸造铜合金•铸造铜锡合金（Cu-Sn）•铸造铜锌合金（Cu-Zn）铸造陶瓷材料02碳化硅陶瓷03氮化硅陶瓷铸造复合材料•金属基复合材料•铝基复合材料•铜基复合材料•钛基复合材料•非金属基复合材料•聚合物基复合材料•碳基复合材料材料性能与检测硬度、强度、韧性、疲劳性能等密度、热膨胀系数、热导率、电导率等材料耐候性能材料检测方法耐腐蚀、抗氧化、抗老化等物理性能试验、化学分析、金相检验、无损检测等04铸造设备及维护1铸造设备分类及功能23用于制作砂型模具，包括震实台、造型机、砂芯机等；砂型铸造设备如熔模铸造、石膏型铸造、金属型铸造等特殊工艺的设备；特种铸造设备如冲天炉、电炉、坩埚炉等熔炼设备。
铸造模具技术讲课方建儒讲课文档
铸件设计
模具设计
铸造模拟
铸造生产
铸造合金材料 铸造工艺选择与确定铸件结 构设计
加工余量
收缩率 浇注系统 溢流系统
冷却系统 加热系统 液压系统 电控系统
优化
流动模拟
凝固模拟 疏松模拟
热节模拟
热平衡模拟 结构分析
工艺参数的设置与调试 铸件检测及质量控制
第三十页，共68页。
三、铸造模具先进制造技术
压铸模具整体优化设计
第十八页，共68页。
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
2. 模具的工艺特点
由于我国模具加工的技术手段还普遍偏低，同时又有上述生产特点，当前 我国模具制造上的工艺特点主要表现如下：
(1)模具加工上尽量采用万能通用机床、通用刀量具和仪器，尽可能地减少专用
二类工具的数量。
(2)在模具设计和制造上较多的采用“实配法”、“同镗法”等，使得模具零件的互
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一、模具行业宏观论述
随着我国汽车制造业快速发展和轻量化制造技术进步，铸造模 具（主要是汽车铸造模具）迎来了快速发展的大好时机。近年 来，随着国家节能减排战略的实施，高真空压铸、低压铸造、 差压铸造以及挤压铸造等轻合金铸造技术高速发展，铸造模具 产值以超过25%以上的速度逐年增长。铸造模具近年来虽然取 得了较大的技术进步，但与发达国家仍然具有很大的差距。随 着汽车轻量化战略的实施，未来十年甚至二十年越来越多的汽 车发动机系统、变速器系统、悬架系统、甚至车身结构件将逐 渐实现由黑色金属向铸造有色金属的转变，铸造模具将进入一 个高速发展的黄金时期。同时，也将有力的促进电子、航空、 航天、建筑等行业的发展。
热冲压模具
宁波辉旺 1.0亿 压铸模具（缸体、变 吉利、徐 2 12 32 30 110 22 2 2 2
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一、模具行业宏观论述
模具行业产品的分类
模具行业属于专用设备制造业且品种繁多，共有10大类
46小类，包括冲压、塑料、橡胶、铸造、锻压、挤压等类 型，是一种涵盖各种用于金属和非金属成形的特殊装备。
根据调查与统计，人们常见的工业产品有60%～90%的零件需要用模具成形。
一、模具行业宏观论述
多工位级进模具
造中得到越来越广泛的应用，宏观论述
模具的主要加工方法
一、模具行业宏观论述
模具的主要加工方法
特种加工方法的分类
二、铸造模具行业发展现状
名称 产值 主要产品 主要用户 设 编 计 程 人员 数 钳 控 工 主要设备 总 数 深 三 人 控 孔 坐 数 钻 标 60 320 37 2 3 合 模 机 3
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
(6)模具加工向机械化、精密化和自动化发展。 目前产品零件对模具精度的要求越来越高，高精度、高寿命、高 效率的模具越来越多。而加工精度主要取决于加工机床精度、加工
工艺条件、测量手段和方法。
目前精密CNC高速铣床、五轴加工中心、精密数控电火花线切割机
床、以及三坐标测量机、白光扫描仪等先进设备的应用越来越普
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
(2)模具材料优异，硬度高。 模具的主要零件多采用优质合金钢制造。这类钢材从毛坯锻造、加 工到热处理均有严格的要求。热处理变形也是加工中需认真对待的问
题。
(3)单件生产。
模具不是直接使用的产品，而是为生产产品而制造的工艺装备，这就
使模具生产具有单件小批生产的特点。通常，每制造一副模具，都必 须从设计开始，大约需要一个多月甚至几个月的时间才能完成，设计
翻边零件 压筋零件
塑料模具制品
模具标准件
塑料模具
冲压模具
模具生产机床
一、模具行业宏观论述
铸造是指将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固， 并进行处理后，最终成为金属制品的一种生产方式。 根据铸造生产工艺的不同又可分为砂型铸造、压力 铸造、重力铸造、熔模铸造、壳型铸造、消失模铸 造等。铸造方法不同，所用的铸造模具就有所不同， 其中砂型铸造和压力铸造是两种铸件产量比较大的 铸造方法。
二、铸造模具行业发展现状
铸造模具高寿命技术 1. 高性能压铸模具和低压铸造模具材料几乎全 部为进口； 2. 各类铸造模具基本上无表面处理； 3. 模具寿命偏低； 4. 砂型铸造模具以普通厢式炉热处理为主，压 铸模具开始采用真空热处理技术。
三、铸造模具先进制造技术
1. 与国际先进水平相比，铸造模具精度偏低，铸 件废品率偏高，铸造模具寿命偏低，导致大量 高端模具依赖进口。 2. 在汽车结构件高真空压铸模具等方面还处于空 白阶段。 3. 对高端发动机缸体、高档自动变速器等大型精 密压铸模具技术缺乏开发经验； 4. 在无机树脂铝合金缸盖重力铸造模具和结构件 挤压铸造模具方面，处于起步阶段；
一、模具行业宏观论述
模具的主要加工方法
特种加工相对于常规机械加工，有如下特点： (1) 加工情况与工件的硬度无关，可以实现以柔克刚。 (2) 工具与工件一般不接触，加工过程不必施加明显的机械力。 (3) 可加工各种复杂形状的零件。 (4) 易于实现加工过程自动化。
正因为特种加工有上述这些可贵的特点，所以特种加工在模具制
NC 加工式
模具图
一、模具行业宏观论述
模具设计与加工流程
从零件设计至装配调试前的流程展开：
零件设计
客户图档
修补残缺及尺寸调整
零件检查
浇注模拟
决定浇铸口
分析零件拔模斜度及厚度
指定缩尺
模具设计
模具中心及模仁辅料
决定分模面位置
产生公母模
模具图
组合模芯与模座
决定顶针位置
制作浇道
制作水道
NC加工
选择机器
选择刀具
二、铸造模具行业发展现状
铸造模具数值化制造技术 1. CAD/CAM/CAE一体化技术已经逐步在中国 铸造模具企业开始采用； 2. 数控铣已经广泛应用于模具加工，新工厂高 速加工和五轴加工已经开始投入应用,但高速 五轴编程技术、编程模拟技术、刀具技术、 刀柄技术还有待提高； 3. 电火花、线切割、钻孔技术还广泛应用于铸 造模具制造业； 4. 3D打印、智能化检测、逆向工程、企业生产 管理信息化刚刚起步。
遍，使模具加工向高技术密集型发展。
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
2. 模具的工艺特点
由于我国模具加工的技术手段还普遍偏低，同时又有上述生产特点， 当前我国模具制造上的工艺特点主要表现如下： (1)模具加工上尽量采用万能通用机床、通用刀量具和仪器，尽可能 地减少专用二类工具的数量。
(2)在模具设计和制造上较多的采用“实配法”、“同镗法”等，使 得模具零件的互换性降低，但这是保证加工精度，减小加工难度的有 效措施。今后随着加工技术手段的提高，互换性程度将会提高。 (3)在制造工序安排上，工序相对集中，以保证模具加工质量和进度 ，简化管理和减少工序周转时间。
时并存。大部分企业主要以数字控制阶段为主，但同时仍有不少企业
停留在手工操作加机械化阶段。纯粹手工操作阶段已成为历史，今后 的发展方向是CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化。模具无纸化制造
将逐渐替代传统的设计和加工。
一、模具行业宏观论述
模具设计与加工流程
零件设计
浇注模拟
模具设计
选择模座
装配调试
电极及线 切割加工
一、模具行业宏观论述
模具设计和加工技术
模具制造（包括设计和加工）技术大致可分为5个发展阶段： – 手工操作阶段 – 手工操作加机械化（普通通用机床与工具）阶段 – 普通通用机床与工具 – 数字控制阶段 – 计算机化阶段和CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化阶段 我国模具制造企业众多，目前技术发展水平参差不齐，各个阶段同
设定程序
路径编辑
产生GM码
产生加工程序单
一、模具行业宏观论述
模具制造流程
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
模具制造属于机械制造的研究范畴，但一个机械制造能力较强的企业
，未必都能承担模具制造任务，更难保证制造出高质量的模具。因为模 具生产制造难度较大，与一般机械制造相比，有许多特点：
1. 模具的生产特点
一、模具行业宏观论述
模具的主要加工方法
2. 特种加工
特种加工从广义上说，是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需 要在加工过程中施加明显的机械力，而是直接利用电能、化学能、声 能、光能等来除去工件上的多余部分，以达到一定的形状、尺寸和表 面粗糙度要求的加工方法，其中包括电火花成形加工、电火花线切割 加工、电解加工、电化学抛光、电解磨削、电铸、化学蚀刻、超声波 加工、激光加工等。
三、铸造模具先进制造技术
1、模具高真空技术
模具的密封是高真空压铸的难点，包括分型面、全部杆件、其它活动及漏 气部分。密封方式一般采用密封条或高温油脂密封。真空压铸生产稳定性 是衡量真空系统及模具密封结构优劣的重要条件。
三、铸造模具先进制造技术
2、模具热平衡技术
热平衡系统智能化、自动化是压铸模具热平衡系统发展的终极目标。模具的重要部位 设臵温度传感器，通过压铸机的智能控制系统自动调整模具的工作温度，实现压铸过 程温度控制自动化的目标。快速冷却技术，高导热材料，钨基粉末冶金材料等。
三、铸造模具先进制造技术
压铸模具整体优化设计
压铸动态过程
压铸过程整体有 限元模型建立 模具温度场 铸件应力
模具热平衡
模具热应力 整体单元710万
-350 -300 -250
Stress(MPa)
-200 -150 -100 -50 0 50 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0
机密文件 不得外传
铸造模具概况
主讲：方建儒
博士
2015年7月13日
一、模具行业宏观论述
模具行业的地位
模具是现代工业，特别是汽车、航空、电子电器、仪器仪表、
武器、日用品等必不可少的工艺装备，因此模具质量的高低决定
着产品质量的高低，模具行业也被称之为“百业之母”。
依据相关资料统计，模具带动其相关产业的比例大约是1:100。
、制造周期都比较长。
一、模具行业宏观论述
模具的生产和工艺特点
(4)生产周期短。
当前由于新产品更新换代的加快和市场的竞争，客观上要求模具生
产周期越来越短。
(5)试模和试修。
由于模具生产的上述特点和模具设计的经验性，模具在装配后必须 通过试冲或试压，最后确定是否合格。同时有些部位需要试修才能最
后确定。因此在生产进度安排上必须留有一定的试模周期。
一、模具行业宏观论述
2015年4月将开始兑现和实施《京都议定书》中关于 削减二氧化碳排放的计划与约定内容，各行各业都 在开始为之准备和布局产业结构，模具行业为先导 行业，必将迎来一次大的机遇。2014年中国铸件连 续15年蝉联世界首位，总产量达到了4450万吨，产 值达到了7500亿元人民币。金属铸造模具是铸造生 产中最重要的工艺装备之一，占到中国模具总量的 9%左右。
1.2亿 压铸模具、金属模、 浇注模、砂箱小车 一汽 2 12 4
2.5亿
46
32
30 110 22
2
2
2
32
20 180 26
2
3
3
60
-
99
-
1
4
2
40 280 82
二、铸造模具行业发展现状
铸造模具设计技术 1. 以三维设计为主，模具主要是分散设计， 没有明确的设计分工; 2. 压铸模具普遍实行充填和凝固模拟;芯盒模 具开始进行射砂模拟. 3. 经验积累主要靠设计员之间的传帮带，数 据归档整理欠佳,设计标准化刚刚起步,。 4. 辅助件逐步采用标准件