机械制造工程技术基础：铸造成型技术
铸造工艺基础知识及理论
铸造工艺基础知识及理论目录一、基础概念 (2)1.1 铸造的定义与意义 (3)1.2 铸造工艺的种类与应用 (4)二、铸造材料 (6)三、铸造设备 (7)3.1 熔炼设备 (9)3.2 锻造设备 (10)3.3 后处理设备 (11)四、铸造工艺过程 (12)五、铸造工艺设计 (13)5.1 工艺方案的确定 (15)5.2 工艺参数的选择 (16)5.3 工艺文件的编制 (18)六、铸造质量与控制 (20)6.1 铸造缺陷的产生原因及防止措施 (22)6.2 铸造质量检测方法与标准 (23)七、铸造生产与环境 (24)7.1 铸造生产的环保要求 (26)7.2 环保设备的应用与管理 (27)八、现代铸造技术的发展趋势 (28)8.1 快速凝固与近净形铸造技术 (30)8.2 数字化与智能化铸造技术 (31)8.3 生物铸造与绿色铸造技术 (33)一、基础概念铸造工艺是指将熔炼好的液态金属浇入铸型，待其凝固后获得所需形状和性能的金属制品的过程。
它是制造业中非常重要的工艺之一，广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。
铸造工艺的基础知识主要包括液态金属的性质、铸型（即模具）的设计与制造、浇注系统、凝固过程以及后处理等。
这些知识是理解和掌握铸造工艺的基本前提。
液态金属的性质：液态金属在铸造过程中的流动性、填充能力、冷却速度等对其最终的产品质量有着决定性的影响。
了解液态金属的成分、温度、粘度等基本性质对于铸造工艺的设计和实践都是非常重要的。
铸型的设计与制造：铸型是形成金属制品形状和内部结构的重要工具。
铸型的设计需要考虑到金属液的流动性和凝固特性，以及制品的精度和表面质量要求。
铸型的制造也需要选用合适的材料，并经过精密加工才能达到设计要求。
浇注系统：浇注系统是连接铸型和液态金属的通道，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等部分。
合理的浇注系统设计可以确保金属液均匀地注入铸型，并有利于热量和气体的排出，从而提高制品的质量和生产效率。
铸造成形技术-基本知识
(1)流动性 (1)流动性
决定合金流动性的因素主要有： 1、合金的种类：合金的流动性与合金的熔点、 热导率、合金液的粘度等物理性能有关。铸 钢熔点高，在铸型中散热快、凝固快，则流 动性差。
(1)流动性 (1)流动性
2、合金的成分：同种合金中，成分不同的铸造 合金具有不同的结晶特点，对流动性的影响 也不相同。
合金的充型能力及影响因素
1、熔融合金的充型能力: 这里有二个基本概念即充型与充型能力。 ★熔化合金填充铸型的过程,简称充型。 , ★熔融合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓 清晰铸件的能力,称合金的充型能力。
合金的充型能力及影响因素
2、影响合金充型能力的主要因素有： (1)流动性：流动性指熔融金属的流动能力,它是 影响充型能力的主要因素之一。 (2)浇注条件：指的是浇注温度与充型的压力。 (3)铸型条件：熔融合金充型时，铸型的阻铸型 对合金的冷却作用 都将影响合金的充型能力。
(3)铸型条件 (3)铸型条件
4、铸件结构的壁厚 当铸件壁厚过小，壁厚急剧变化、结构复杂 或有大的水平面时，均会使充型困难。因此 在进行铸件结构设计时，铸件的形状应尽量 简单，壁厚应大于规定的最小壁厚。对于形 状复杂、薄壁、散热面大的铸件，应尽量选 择流动性好的合金或采取其它相应措施。
(3)铸型条件 (3)铸型条件
合金的收缩及影响因素
合金的收缩：
铸件在凝固和冷却过程中，其体积减少的现象称为 收缩。
１）收缩过程及影响因素
收缩可分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩，液态 收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常以体积 收缩率表示，它们是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本 原因。 合金的固态收缩，尽管也是体积变化,但它只 引起铸件各部分尺寸的变化。因此，通常用线收缩率 来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等 缺陷的主要原因。
机械制造技术基础名词解释
铸造：铸造是一种将液态金属（一般为合金）缴入铸型型腔、冷却凝固后获得毛胚火零件（通称为铸件）的成形工艺。
铸造应力：铸件收缩应力、热应力和相变应力的矢量和。
熔模铸造：也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精密铸造。
铸造偏析在铸件凝固后，其截面上的不同部位，以至晶粒内部，产生化学成分的不均匀现象，称为铸造偏析。
剪切工序：使板料沿不封闭轮廓线分离的工序。
砂型铸造：用型砂紧实成铸型并用重力浇注的铸造方法。
金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。
压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。
离心铸造：熔融金属浇入绕水平、倾斜或垂直轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。
铸件多是简单的圆筒形，不用芯子形成圆筒内孔。
锻造：锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。
冲压：板料的冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。
焊接：通过加热和(或)加压，使工件达到原子结合且不可拆卸连接的一种加工方法。
包括熔焊、压焊、钎焊等。
收缩性：合金在浇注，凝固直至冷却到室温的过程中体积或尺寸减缩的现象。
流动性：合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。
定向凝固：利用合金凝固时晶粒沿热流相反方向生长的原理，控制热流方向，使铸件沿规定方向结晶的铸造技术。
同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。
落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。
轧制：金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方法。
挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。
冲孔：把坯料内的材料以封闭的轮廓和坯料分离开来，得到带孔制件的冲压方法。
机械制造基础(第二版)第9章 z铸造锻压与焊接
机械制造基础
第九章 铸造、锻压和焊接
9-2 锻压
9-2 锻压
锻压是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下，对金 属坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状及性 能，用以制造机械零件或零件毛坯的成形加工方法，锻压叉 称作锻造或冲压。
砂型铸造的基本工艺过程如图9－6所示。主要工序有制 造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合型、浇注、 落砂清理和检验等。其中造型(芯)是砂型铸造最基本的工序， 按紧实型砂和起模方法不同，造型方法可分为手工造型和机 器造型两种。
9-1 铸造
9-1 铸造
1．手工造型 手工造剂操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，
(1)应尽量使铸件位于同一铸型内
不合理
合理
9-1 铸造
(2)尽量减少分型面
9-1 铸造
(3)尽量使分型面平直
9-1 铸造
(4)尽量使型腔和主要型芯位于下砂箱
不合理
合理
9-1 铸造
（二）确定铸造主要工艺参数 铸造工艺参数是指铸造工艺设计时需要确定的某些数据。 主要指加工余量、起模斜度、铸造收缩率、型芯头尺寸、 铸造圆角等。这些工艺参数不仅和浇注位置及模样有关， 还与造芯、下芯及合型的工艺过程有关。 在铸造过程中，为了便于制作模样和简化造型操作，一 般在确定工艺参数前要根据零件的形状特征简化铸件结构。 例如零件上的小凸台、小凹槽、小孔等可以不铸出，留待 以后切削加工。在单件小批生产条件下铸件的孔径小于30 mm、凸台高度和凹槽深度小于10 mm时，可以不铸出。 1．加工余量 在铸件工艺设计时预先增加而在机加工中再切去的金属层厚 度，称为加工余量。根据GB／T 11350—1989《铸件机械 加工余量》的规定，确定加工余量之前，需先确定铸件的尺 寸公差等级和加工余量等级。
材料成型技术基础和机械制造工艺基础复习资料
材成型技术基础和机械制造工艺基础1. 在机械性能&是指塑性2. 熔模铸造的主要牛产过程有：压制蜡模，结壳，脱模，造型，焙烧和浇注。
3. 常用的特种铸造方法有：熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，低压铸造和4. 影响液态金属充型能力的因素有金属的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个5.6. 根据石墨的形状特征不同，可以将铸铁分为：萱通灰口铸铁，可锻铸铁和球墨铸铁等7. 铸件中可能存在的气孔有侵入气孔，析出气孔，反应气孔三种。
8. 金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。
9. 砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。
10晶）11 .合金的（液态收缩）和（凝固收缩）是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。
1213按铸造应力产生的原因不同可分为（热应力）。
和（机械应力）14铸件顺序凝固的目的是（防止缩孔15控制铸件凝固的原则有二个，即（同时凝固固和16 .焊接变形的基本形式有：收缩变形，角变形，弯曲变形，波浪变形和扭曲变形。
17 .影响陶瓷坏料成型形因素主要有：胚料的可塑性，泥浆的流动性，泥浆的稳定性。
18熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用为（作为电源的一个电弧、熔化后作为填充材料，与母材一起构成焊缝金属等。
19 .焊条药皮由：稳弧剂，造渣剂，造气剂，脱氧剂，合金剂和粘结剂组成20 .焊接的主要缺陷有气孔，固体夹杂，裂纹，未熔合，未焊透，形状缺陷等。
21焊条的药皮由稳弧剂，造渣剂，造气剂，脱氧剂，合金剂和粘接剂组成。
22 与埋弧自动焊相比，手工电弧焊的有点在于可焊的空间位置多23 .熔模铸造的主要牛产过程有压制蜡模，结壳，脱壳，造型，焙烧和浇注24影响陶瓷坯料成形因素主要有胚料的可塑性，泥浆的流动性，泥浆的稳定性。
25影响金属焊接的主要因素有温度、压力。
26粉末压制生产技术流程为粉末制取、配混、压制成型、烧结、其他处理加工。
《机械制造技术基础》知识点整理
第一章机械制造系统和制造技术简介1.制造系统：制造过程及其所涉及的硬件,软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体，称为制造系统。
2.制造系统在运行过程中总是伴随着物料流，信息流和能量流的运动。
3.制造过程由技术准备,毛坯制造，机械加工，热处理，装配,质检,运输,储存等过程组成.4.制造工艺过程：技术准备，机械加工,热处理,装配等一般称为制造工艺过程.5.机械加工由若干工序组成。
6.机械加工中每一个工序又可分为安装，工位，工步,走刀等。
7.工序：一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程.8.安装:在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次,称为一个安装。
9.工位：在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位.10.工步:在一个工序内，加工表面，切削刀具,切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步.11.走刀:切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容.12.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批生产，大量生产.13.成批生产分小批生产,中批生产,大批生产。
14.机械加工的方法分为材料成型法，材料去除法，材料累加法。
15. 材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。
16.材料成型工艺包括铸造,锻造，粉末冶金，连接成型。
17.影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。
18.常用铸造工艺有：普通砂型铸造,熔模铸造,金属型铸造,压力铸造,离心铸造，陶瓷铸造。
19.锻造工艺分自由锻造和模膛锻造.20.粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。
21.连接成型分可拆卸的连接和不可拆卸的连接（如焊接，粘接,卷边接和，铆接）。
22.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。
23.金属切削加工的方法有车削，钻削,膛削，铣削,磨削，刨削.24.切削运动可分主运动和进给运动.25.主运动使刀具与工件产生相对运动,以切削工件上多余金属的基本运动。
电子课件——机械制造工艺基础(第七版) 1第一章 铸造
1 §1—1 概述 2 §1—2 砂型铸造 3 §1—3 特种铸造及铸造新技术
第一章 铸造
§1—1 铸造基础
一、 铸造及其分类
将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型 腔中，凝固后获得具有一定形状、尺寸 和性能的毛坯或零件
砂型铸造
铸 造
特种铸造
熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造
§第1一—章1 铸铸造造基础
整模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
模样分成两 部分，分别 制造上型和 下型，型腔 则位于上型 和下型之间
分模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
2）脱箱造型 在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3）挖沙造型 下型分型面挖成不平分型面（曲面、非平面）
§第1—一2章 砂型铸铸造造
气动微振压实造型机紧砂
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3．造芯
制造型芯的过程称为造芯
手工造芯 机器造芯
芯盒造芯
§第1—一2章 砂型铸铸造造
4．合型
又称合箱，是将铸型的各个组元 组合成一个完整铸型的操作过程
5．熔炼
熔炼是使金属由固态转变为熔融状态的过程
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注
（1）浇注工具
4．铸造圆角
相邻两表面的过渡圆角
§第1—一2章 砂型铸铸造造
5．芯头
在模样上：芯头是模样的凸出部分 在型芯上：芯头是型芯的外伸部分
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注系统
（1）外浇口 （2）直浇道 （3）横浇道 （4）内浇道
7．冒口
§第1—一2章 砂型铸铸造造
三、砂型铸造的工艺过程
1．混砂
机械制造基础铸造第二章
机械制造基础
第二章 铸造成型
§2-1.2
金属与合金的铸造性能
液态合金的充型能力
—— 液态 合金充满铸型型 腔，获得形状完 整、轮廓清晰铸 件的能力。 充型能力不足容易出现浇 不足、冷隔缺陷，尤其对 于薄壁铸件
机械制造基础
第二章 铸造成型
影响充型能力的因素：
1. 合金的流动性 ——液态合金本身的流动能力。
(1). 流动性的测试 螺旋形试样法
机械制造基础
第二章 铸造成型
(2). 影响流动性的因素：
合金的种类：
灰口铸铁、硅黄铜流动性最好， 铸钢的流动性最差。 灰口铸铁：l 1000 mm 硅黄铜： l 1000 mm 铸钢： l 200 mm
机械制造基础
第二章 铸造成型
（2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂 操作的造型工序。 1）特点： ①提高了生产率，铸件尺寸精度较高； ②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。 2）应用：成批、大量生产各类铸件。
机械制造基础
第二章 铸造成型
3）机器造型方法 ①震压造型： 先震击紧实，再用较低的比压（0.15 －0.4MPa ）压实。 紧实效果好，噪音大，生产率不够高。 ②微震压实造型： 对型砂压实的同时进行微震。 紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
要预热后再浇注合金液。
(3). 铸型的排气能力，流动阻力，充型能 力，所以铸型要留出气口。
机械制造基础
第二章 铸造成型
2.1.2.2 铸件的收缩 ① 液态收缩阶段
② 凝固收缩阶段 ③ 固态收缩阶段
T ① ② ③
材料成形技术--第2章 铸造成形
2）设备投资大，生产准备周期长，只适于大量生产。
压力铸造主要用于生产铝、锌、镁等有色合金铸件， 如发动机缸体、缸盖、箱体、支架等。
4. 低压铸造
低压铸造：用较低压力将金属液由铸型底部注入型腔， 并在压力下凝固以获得铸件的方法。 (1).低压铸造的工艺过程 ： 低压铸造的工艺过程如图2-26所示，包括如下过程：
续
刮板造型 用刮板代替模样造型。节约木材， 用于等截面或回转体大中 缩短生产周期，生产率低，技术水 型铸件的单件、小批生产 平高，精度较差 两箱造型 最基本的造型方法。各种 铸型由上型和下型构成，各类模样， 铸型，各种批量 操作方便
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大，必须 主要用于手工造型，具有 有两个分型面 两个分型面的铸件的单件、 小批生产
5. 离心铸造
离心铸造：将金属液浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力作用下成形并凝固的铸造方法。可用金属型也可用砂型
(1).离心铸造的类型 根据铸型旋转轴的空间位置，离心铸造可分为立式 和卧式两大类。 1）立式离心铸造：铸型绕垂直轴旋转，如图2-27a,b所 示。在离心力和重力的共同作用下，内表面为回转抛物 面，因此用于高度小于直径的圆环类或成形铸件。
主要特点如下：
R 1） 铸件 的 精 度 和 表 面质量高 ；尺寸公差 IT11∼IT14， a 12.5∼ Ra 1.6；
2）可制造形状较复杂的铸件； 3）适用于各种合金铸件，尤其是高熔点和难以加工的高 合金钢，如耐热合金、不锈钢、磁钢等。 4）工艺过程较复杂，生产周期长，使加工费和消耗的材 料费较贵，多用于小型零件。 熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合 金及有特殊要求的精密铸件；主要用于汽轮机、燃汽轮机 叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件 的生产。
机械制造基础 第1章-03特种铸造
离心铸造主要用于大批生产铸铁管、气缸套、铜套、双金属 轴承、无缝钢来自毛坯、造纸机滚筒、细薄成形铸件等。
§1-3 特种铸造 五、熔模铸造
1.熔模铸造的工艺过程 将液态金属浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳中，从而获得精密 铸件的方法，称为熔模铸造或失蜡铸造。
§1-3 特种铸造 二、压力铸造
将液态金属高速压人铸型，使其在压力下结晶而获得铸件的方法 1. 压力铸造工艺过程
压型必须用合金工具钢来制造，并要进行严格的热处理。压型工 作时应保持120～280度的工作温度，并定期喷刷涂料。
§1-3 特种铸造 2.压力铸造的特点及应用范围
(1)生产率高，生产过程易于机械化和自动化。
低熔点合金铸件。
三、挤压铸造
挤压铸造也称“液态模锻”，是对进入 挤压模内的液态金属施加较高的机械压 力，使其凝固成为铸件的铸造方法。
1. 挤压铸造的工艺过程
挤压铸造
挤压铸造与压力铸造的主要区别是:
挤压铸造 压力铸造
充型速度(m/s ) 凝固过程
0.1～0.4 15～100
压力下结晶并产生 塑性变形
② 原材料价贵，铸件成本高。
主要用来生产形状复杂、精度要求较高或难以切削加工的小型 合金铸件。在航空、船舶、汽车、机床、仪表、刀具和兵器等行 业得到了广泛应用。
§1-3 特种铸造 六、消失模铸造
用泡沫塑料模样造 型后，不取出模样、 直接浇注，使模样气 化消失而形成铸件的 方法，称为消失模铸 造。
1. 负压消失模铸 造工艺过程
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
华中科技大学机械学院
机械制造技术基础
第1章 铸造工艺
机械工程的工艺技术有哪些
机械工程的工艺技术有哪些机械工程是一门应用科学，旨在设计、制造和维护机械设备和系统。
在机械工程领域，工艺技术是至关重要的一部分，它涉及到如何使用材料和工具来加工、制造和装配机械产品。
下面将介绍一些常见的机械工程工艺技术。
1.铸造技术：铸造是一种重要的制造工艺，通过将熔融金属或合金材料倒入模具中，经过冷却凝固后得到所需的零件或产品。
铸造技术广泛应用于各种金属制品的制造，如铁、钢、铜、铝等。
2.锻造技术：锻造是利用锤击或压力将金属材料塑形的工艺，它可以使金属材料在加热状态下改变形状和内部组织结构。
锻造技术被广泛应用于制造零件和工具，如汽车发动机曲轴、钢轨等。
3.机加工技术：机加工是利用机床和刀具将原材料切削、成型和加工的一种方法。
常见的机加工方法包括铣削、车削、钻削、磨削等。
机加工技术适用于制造各种精密零件和工具。
4.焊接技术：焊接是将金属材料通过高温加热并加入填充材料，使其相互融合的工艺。
焊接技术广泛应用于各种金属制品的制造，如焊接机器人、钢结构等。
5.模具技术：模具是一种用于制造产品的特定形状和尺寸的工具。
模具技术包括模具设计、制造和使用。
模具技术在汽车工业、家电行业和塑料制品等领域中得到广泛应用。
6.表面处理技术：表面处理技术用于改变金属零件的表面性能和外观。
常见的表面处理方法包括电镀、喷涂、阳极氧化等。
表面处理技术可以提高机械零件的耐腐蚀性能和美观度。
7.装配技术：装配技术是将多个零部件组装成一个完整的机械产品的过程。
装配技术包括零部件的准备、定位、固定和测试。
装配技术对于保证产品质量和性能至关重要。
8.质量控制技术：质量控制技术是确保产品满足设计要求和规范的关键。
质量控制技术包括测量和测试技术、质量管理和质量保证等。
质量控制技术在机械工程中起着重要作用，可以提高产品的质量和可靠性。
以上介绍了一些常见的机械工程工艺技术，这些技术在机械制造过程中起到了关键的作用。
随着科技的发展和创新，机械工程工艺技术也在不断地进步和演变，为机械工程的发展提供了强大的支持。
机械制造基础第十章铸造习题解答
第十章铸造习题解答10-1 试述铸造生产的特点，并举例说明其应用情况。
答：铸造生产的特点有：①铸造能生产形状复杂，特别是内腔复杂的毛坯。
例如机床床身、内燃机缸体和缸盖、涡轮叫叶片、阀体等。
②铸造的适应性广。
铸造既可用于单件生产，也可用于成批或大量生产；铸件的轮廓尺寸可从几毫米至几十米，重量可从几克到几百吨；工业中常用的金属材料都可用铸造方法成形。
③铸造成本低。
铸造所用的原材料来源广泛，价格低廉，还可利用废旧的金属材料，一般不需要价格昂贵的设备。
④铸件的力学性能不及锻件，一般不宜用作承受较大交变、冲击载荷的零件。
⑤铸件的质量不稳定，易出现废品。
⑥铸造生产的环境条件差等。
10-2 型砂由哪些材料组成？试述型砂的主要性能及其对铸件质量的影响。
答：型砂由原砂、粘结剂和附加物组成。
型砂的主要性能有：①耐火度。
型砂的耐火度好，铸件不易产生粘砂缺陷。
②强度。
若强度不足，铸件易产生形状和砂眼等缺陷。
③透气性。
透气性差，浇注时产生的气体不易排出，会使铸件产生气孔缺陷。
④可塑性。
可塑性好，造型时能准确地复制出模样的轮廓，铸件质量好。
⑤退让性。
退让性不好，易使铸件收缩时受阻而产生内应力，引起铸件变形和开裂。
10-3 试列表分析比较整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型和刮板造型的特点和应用情况。
答：列表进行比较：10-4 试结合一个实际零件用示意图说明其手工造型方法和过程。
答：以双联齿轮毛坯手工造型为例，手工造型过程如下：①造下砂型——②造上砂型——③开外浇口、扎通气孔——④起出模样——⑤合型——⑥浇注铁水——⑦带浇口铸件。
10-5 典型浇注系统由哪几个部分组成？各部分有何作用？答：典型浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。
浇口杯的作用是将来自浇包的金属引入直浇道，缓和冲击分离熔渣。
直浇道为一圆锥形垂直通道，其高度使金属液产生一定的静压力，以控制金属液流入铸型的速度和提高充型能力。
横浇道分配金属液进入内浇道，并起挡渣的作用，它的断面一般为梯形，并设在内浇道之上，使得上浮的熔渣不致流入型腔。
机械制造工程基础
机械制造工程基础
机械制造工程基础包括机械工艺、机械加工、机械设计等方面的知识。
1. 机械工艺：机械工艺是机械制造过程中的一系列工艺操作和方法的总称，包括铸造、锻造、冷热加工、焊接、表面处理等工艺过程。
机械工艺的选择和优化可以影响到制造成本、质量和生产效率。
2. 机械加工：机械加工是将原材料或半成品经过一系列的切削、磨削、钻孔、铣削、车削等加工方式，将其加工成所需形状和尺寸的工艺过程。
常见的机械加工方法有车削、铣削、钻削等。
3. 机械设计：机械设计是指根据产品的使用要求和工艺要求，设计出满足功能和性能要求的机械产品。
机械设计涉及到材料选择、结构设计、运动学、动力学等方面的知识。
4. 机械制造自动化：机械制造自动化是利用计算机、传感器、执行器等技术手段实现机械制造过程的自动化，增加生产效率和产品质量的一种方法。
其中涉及到自动化设备的选型、控制系统的设计和集成等技术。
5. 机械工程材料：机械制造中使用的材料有金属材料和非金属材料两大类。
金属材料包括钢、铝、铜等，非金属材料包括塑料、复合材料等。
了解不同材料的物理、化学性质以及适用范围对机械制造很重要。
6. 机械安全：机械制造过程中需要考虑机械设备的安全性。
保证机械设备的安全操作和使用，可以减少事故的发生，提高工作效率。
机械安全包括机械结构的安全设计、安全控制系统的设计以及劳动者的安全操作等方面知识的学习和应用。
以上是机械制造工程基础的相关内容，通过学习和实践，可以提高机械制造的技能和能力。
铸造工艺常识知识点总结
铸造工艺常识知识点总结铸造工艺常识包括了铸造的基本原理、工艺流程、材料选择、设备技术和质量控制等内容。
以下是一些铸造工艺的基本知识点总结：1. 铸造的基本原理- 铸造是将金属或合金加热至液态状态，倒入模具，然后冷却凝固成型的制造方法。
这种工艺可以制造出各种大小和形状的零件，具有很高的生产效率和经济性。
2. 铸造工艺流程- 铸造工艺流程包括模具设计、熔炼、浇铸、清理和后处理等关键步骤。
模具设计决定了最终产品的形状和尺寸，熔炼是将原料金属或合金加热至液态状态的过程，浇铸是将熔化的金属倒入模具的步骤，清理和后处理是对铸件进行去除毛刺、砂眼和表面处理的步骤。
3. 铸造材料选择- 铸造材料的选择包括金属及合金的选择，辅助材料的选择。
金属及合金的选择应考虑零件的用途、工作条件、强度要求、耐磨性、耐腐蚀性等因素，辅助材料选择应考虑模具材料，脱模剂，浇口和浇注系统等。
4. 铸造设备技术- 铸造设备包括熔炼设备、浇注设备、模具设备等。
熔炼设备主要有电弧炉、感应炉等，浇注设备主要有手工浇注、重力铸造、压力铸造等。
模具设备包括砂型、金属型、脱壳模、永久模等。
5. 铸造质量控制- 铸造质量控制包括原材料的质量控制、生产过程的质量控制和铸件的质量控制。
原材料的质量控制包括原料化学成分、物理性能、外观质量等。
生产过程的质量控制包括熔炼温度、浇注温度、冷却速度、浇注方式等。
铸件的质量控制包括尺寸精度、表面质量、内部缺陷等。
综上所述，铸造工艺是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各个领域。
掌握铸造工艺的基本知识对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
希望本文对铸造工艺感兴趣的读者有所帮助。
《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
铸
例如：机箱、阀体、汽缸等
造
各种材料
的
广泛
Suit for almost all kinds of alloy
特
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
机械制造基础-铸造过程仿真技术PPT课件
铸造模拟软件简介
铸造模拟软件可以对铸件形成过程中流场、温度场进 行模拟，并且能够对铸造过程中产生的缺陷（如浇不足， 冷隔，缩孔缩松缺陷）进行预测，从而对铸造过程所涉及 的工艺参数工艺方案等做出评价和优化，达到降低铸造废 品率，节省材料和劳动力，最大可能在降低成本，以及大 幅度在缩短铸造工艺定型周期。
材料科学与工程学院
机械制造基础 铸造过程仿真技术
铸造凝固过程仿真模拟研究室
1
内容介绍
（1）铸造工艺设计； （2）铸造模拟软件简介； （3）铸造CAD/CAE集成； （4）铸造模拟技术发展趋势； （5）实例应用； （6）凝固微观组织模拟研究
2
铸造模拟技术发展趋势
（1）由宏观模拟向微观模拟发展 可以预测组织、结构、性能，从而调整生产工艺，生产出理
6
软件组成及功能
3．软件产品系列
· 砂型重力铸造CAE · 砂型低压铸造CAE · 金属型重力铸造CAE · 金属型低压铸造CAE · 熔模精密铸造CAE · 压力铸造CAE .差压铸造CAE .消失模铸造CAE
7
软件组成及功能
铸造模拟软件
前处理
模拟计算
后处理
模型 建立
网格剖分 充型模拟 凝固模拟 应力模拟
想的凝固组织，达到优良的综合力学性能。 （2）单一分散向耦合集成方向发展
流场、温度场、应力/应变场、组织场等之间的耦合，以真实 模拟复杂的实际热加工过程。 （3）共性、通用向专用、特性方向发展
**解决特种热加工工艺模拟及工艺优化问题： 压铸、低压铸造、金属型铸造、实型铸造、连续铸造等特种铸造。
**解决铸件的缺陷消除问题
10
二铸造工艺方法的选择
• 综合分析该铸件，选择用砂型铸造，由于该铸 件为大型铸件，结构复杂。外型采用Z2520II 型造型机，一箱一件，水玻璃砂；手工制芯， 一箱一件 过桥浇注。
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加工或少切削加工即可使用，如：离心 铸造，陶瓷型铸造等。
四 砂型铸造生产
4.1.砂型铸造的生产工艺流程图
套筒铸造生产过程
零件图
配制型砂 制作砂型 配制芯砂 制作型芯
熔炼金属
铸造工艺图 铸型 浇注
模样图 芯盒图 铸型装配图
落砂、清理
五砂 型
❖ 外浇口
容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的 冲击。小型铸件通常为漏斗状，较大型铸件为 盆状。
❖ 直浇道
连接外浇口与横浇道的垂直通道，通常带有 一定的锥度（上大下小），改变直浇道的高度 可以改变金属液的流动速度从而改变液态金属 的充型能力。
五砂 型
❖ 横浇道
将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道， 一般开在砂型的分型面上，其截面一般为梯形。 横浇道的主要作用是阻挡熔渣流入型腔，并分 配液态金属流入内浇道。
二 铸造的特点
2.1.优点
❖ 毛坯形状（外形至内腔）复杂程度高；
❖ 适应性广（铸件材质、大小、批量）；
❖ 材料来源广，成本低（原材料；废料； 形状、尺寸与零件相近，节省材料和加 工费用）。
二 铸造的特点
2.2.缺点 ❖ 铸件的力学性能较差（组织粗大，不均
匀）； ❖ 铸造工序多，质量不容易控制，废品率
铸造成型技术
暖气
阀门
离心式水泵
车床床身
普通车床
98 式 主 战 坦 克
一 铸造
铸造是制作铸型、熔炼金属，将熔 炼的液体金属浇注到铸型中，凝固后获 得一定形状与性能铸件的成形方法。
采用铸造方法获得的金属制品称为铸件。 在机械制造中，大部分机械零件是用金 属材料制成的，铸造方法成为制造毛坯 或零件的重要方法，其加工范围广泛， 生产批量不受限制，成本低廉，节省资 源，是少无切削加工的重要发展方向。
他们的关系： 强度 透气性 退让性 可
塑性 耐火性（与原砂中的二氧化硅 的含量有关）
五砂 型
5.2.砂型的组成和作用
名称 砂箱
作
用
造型时填充型砂的容器，分上、中、下等砂箱。
分型面 各铸型组元间的结合面，每一对铸型间都有一个分型面。
型 腔 用摸样在砂型中形成的，以获得铸件的外形。
型 芯 为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂制成安放在型腔内 部的组元。
尺寸（大 小）
模样
凸
1
型腔
凹
≈1
铸件
凸
零件
凸
＜1 ＜＜1
五砂 型
5.1.型（芯）砂的组成和性能
型芯砂通常是由原砂（即新砂）、粘结剂 （常用的有普通粘土和彭润土）、水及附加 物（如煤粉、木屑等）等按一定的比例配制 而成。
为保证砂型在造型、合箱和浇注时经受 住外力高温金属液的烘烤、冲刷和气体压力 等作用，要求型砂具有一定的性能，如：强 度、透气性、耐火性、退让性和可塑性等。
高； ❖ 铸造生产劳动强度大，环境差。
二 铸造的特点
明成祖朱棣下令铸造的永乐大钟，重约 46.5吨，钟高6.75米，直径3.3米，经文字数 22.7万字，钟唇厚23厘米，钟声持续时间2分 钟，传播距离20千米。
具有五绝：
一绝：铸造年代最久； 二绝：铸成经种最多； 三绝：钟声传播最远； 四绝：力学结构最佳； 五绝：铸造工艺最高。
❖ 内浇道
与型腔直接相连，是浇注系统中引导金属液 进入型腔的通道。其截面多为扁梯形、矩形、 三角形等。它能调节金属液流入型腔的方向和 速度，调节铸件各部分的冷却速度。
五砂 型
浇注系统作用小结 ❖ 将金属液体平稳的导入型腔，以获得轮廓清晰
完整的铸件； ❖ 隔渣，阻止金属液中的杂质和熔渣进入型腔； ❖ 控制金属液流入型腔的速度和方向； ❖ 调节铸件的凝固顺序；
四 砂型铸造生产
❖ 模样：用木材、金属或其它材料制成的， 用来形成铸型型腔的工艺装备。
❖ 型腔：铸型中造型材料所包围的空腔部 分，但不包括模样上芯头形成的相应空 间。
四 砂型铸造生产
❖ 芯盒：制造砂芯或其他种类耐火材料芯 所用的装备。其内腔与型芯的形状和尺 寸相同。
❖ 型芯：为获得铸件的内孔或局部外形， 用芯砂制成的，安放在型腔内部的铸型 组元，又称芯子或芯。
四 砂型铸造生产
❖ 合箱：将铸型的各组元合成一个完整的 铸型的过程，又称合型、组型。
❖ 铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制 成的，包括形成铸件形状的型腔、型芯 和浇冒口系统的组合整体，砂型铸造中 的铸型也叫砂型。
四 砂型铸造生产
4.3.模样、型腔、铸件和零件的关系（以三通模
样为例）
形状（凹 凸）
检验
废次合 品品格
铸 件
四 砂型铸造生产
4.2.名词解释：
❖ 铸造工艺图：是铸造过程中最基本和最 重要的工艺文件之一，它是制造模样、 工艺装备、造型造芯、合型浇铸、落砂 清理及技术检验等的工艺指导性文件。 同时，它也是绘制铸件图和铸型装配图、 编制铸造工艺卡片的依据。铸造工艺图 是利用红蓝两色铅笔，将各种简明的工 艺符号，标注在产品零件图上而成的。
浇注系统 在铸型中用来引导金属液流入型腔的通道。
出气孔 在铸型或型芯上，用针扎出的出气孔，用以排气。
五砂 型
❖ 冒口：是供补缩铸件用的铸型空腔，有些 冒口还起观察、排气和集渣的作用。
❖ 冷铁：是为加快铸件局部冷却，在铸型、 型芯中安放的金属物。
五砂 型
5.3.浇注系统的组成
典型的浇注系统一般由外浇口、直浇道、 横浇道和内浇道四部分组成。
三 铸造的分类
3.1.按材质分 ❖ 黑色金属铸造：铸钢、铸铁。 ❖ 有色金属铸造：铸铜、铸铝及其合金等。
三 铸造的分类
3.2.按生产工艺方法分 ❖ 砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方法。 ❖ 特种铸造：砂型铸造之外的其他铸造方
法， 如：熔模铸造、压力铸造等。
Байду номын сангаас
三 铸造的分类
3.3.按成品分 ❖ 普通铸造：铸件为零件毛坯，需经进一
五砂 型
❖ 强度：型芯砂抵抗外力破坏的能力。 ❖ 透气性：紧实后的型芯砂透过气体的能力。 ❖ 耐火性：型芯砂在高温液体金属作用下，不
软化、不熔融的性能。 ❖ 退让性：铸件凝固后冷却收缩时，型芯砂是
否容易被压缩的性能。 ❖ 可塑性：型砂在外力的作用下成形，去除外
力后能完整的保持所赋予形状的能力。
五砂 型
五砂 型
5.4.浇注系统的类型
根据铸件形状、大小、合金种类和造型方 法的不同，可选用不同的浇口位置。
按金属液注入方式的不同，浇注系统类型 分为顶注式、底注式、阶梯式、中间注入 式等。