武汉理工大学,金属工艺学第7章 砂型铸造工艺(谷风教育)
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武汉理工大学的课件 金属工艺学
精密模锻工艺特点：
Ø需要精确计算原始坯料的尺寸，严格按坯料质量下 料。 Ø需要精细清理坯料表面，除净坯料表面的氧化皮、 脱碳层及其它缺陷等。 Ø应采用无氧化或少氧化加热法，尽量减少坯料表面 形成的氧化皮。 Ø精密模锻的锻件精度很大程度上取决于锻模的加工 精度。为排除模膛中的气体，减小金属流动阻力，使 金属更好地充满模膛，在凹模上应开有排气小孔。 Ø模锻时要很好地进行润滑和冷却锻模。 Ø精密模锻一般都在刚度大、精度高的模锻设备上进 行。如曲柄压力机、摩擦压力机或高速锤等。
3.5.4 液态模锻
液态模锻的工艺流程：
原材料配制→熔炼→浇注→加压成型→脱 模→冷却→热处理→检验→入库。
液态模锻原理仿真
直接式液态模锻：压头（成型凸模）直接作用在液态 金属上，在压力下充型、凝固、并伴有微量的塑性变 性组织。适合于生产形状简单、性能要求较高的零件。
间接式液态模锻：同全立式压铸相似。
粉末锻造是粉末冶金成型方法和锻造相结合 的一种金属加工方法。它是将粉末预压成型后， 在充满保护气体的炉子中烧结制坯，将坯料加热 至锻造温度后模锻而成。
粉末锻造的优点（与模锻相比）
Ø材料利用率高，可达90%以上。而模锻的材料 利用率只有50%左右。 Ø机械性能高。材质均匀无各向异性，强度、塑 性和冲击韧性都较高。
高能高速成型的特点: Ø模具简单 Ø零件精度高，表面质量好 Ø可提高材料的塑性变形能力 Ø利于采用复合工艺
高能高速成型的类型
1．爆炸成型
爆炸成型是利用爆炸物质在爆炸瞬间释放出巨大的 化学能对金属毛坯进行加工的高能高速成型方法。除高 能高速成型共有的特点外，爆炸成型还具有以下特点：
(1)简化设备 (2)适于大型零件成型
直接式液态模锻
间接式液态模锻
砂型铸造工艺设计PPT课件
若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工 艺设计时给出铸件的起模斜度。
起模斜度在工艺图上的标注：用角度α或宽度a(mm)表示。 ☆ 用机械加工方法加工模具时，用角度标注； ☆ 用手工加工模具时，用宽度标注。 ☆ 起模斜度的大小应根据模样的高度、表面粗糙度以
及造型方法来确定，如表4-5所示。
3．铸造圆角
砂型铸造工艺设计
• 铸造工艺设计 ：在生产铸件之前，首先要编制出控制 铸件生产工艺过程的技术文件。
• 本章主要介绍砂型铸造工艺设计。
• 主要内容：铸造工艺方案的确定 铸造工艺参数的确定 浇注系统和冒口的确定 铸造工艺方案及工艺图示例
第一节 铸造工艺方案的确定
具体内容： ① 选择铸件的浇注位置及分型面； ② 确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸； ③ 确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角 及收缩率等）； ④ 浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置； ⑤ 绘制铸造工艺图。
• ④内浇道应开在容易清理和打磨的地方。如图4—17所示 的开在铸件砂芯内的内浇道就难以清除。
• ⑤当合金收缩较大且壁厚有一定差别时，宜将内浇道从 铸件厚壁处引入，以利铸件定向凝固；而对壁薄而轮廓 尺寸又较大的铸件，宜从铸件薄壁处引入，以利铸件同 时凝固，减小铸件的内应力、变形量，防止裂纹产生。
二. 冒口
冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
应放置在铸件的热节圆直径dy较大的部位。
明冒口 普通冒口
暗冒口
冒口
特种冒口
保温冒口 发热冒口 大气压力冒口 易割冒口
冒口尺寸计算方法
• 比例法 ：基本原理是使冒口根部的直径d大于铸件被补缩处 的热节圆直径dy，冒口高度H由所选定的系数乘以d得出。
起模斜度在工艺图上的标注：用角度α或宽度a(mm)表示。 ☆ 用机械加工方法加工模具时，用角度标注； ☆ 用手工加工模具时，用宽度标注。 ☆ 起模斜度的大小应根据模样的高度、表面粗糙度以
及造型方法来确定，如表4-5所示。
3．铸造圆角
砂型铸造工艺设计
• 铸造工艺设计 ：在生产铸件之前，首先要编制出控制 铸件生产工艺过程的技术文件。
• 本章主要介绍砂型铸造工艺设计。
• 主要内容：铸造工艺方案的确定 铸造工艺参数的确定 浇注系统和冒口的确定 铸造工艺方案及工艺图示例
第一节 铸造工艺方案的确定
具体内容： ① 选择铸件的浇注位置及分型面； ② 确定型芯的数量、定位方式、下芯顺序、芯头形状及尺寸； ③ 确定工艺参数（如机械加工余量、起模斜度、铸造圆角 及收缩率等）； ④ 浇注系统、冒口、冷铁的形状和尺寸及在砂型中的布置； ⑤ 绘制铸造工艺图。
• ④内浇道应开在容易清理和打磨的地方。如图4—17所示 的开在铸件砂芯内的内浇道就难以清除。
• ⑤当合金收缩较大且壁厚有一定差别时，宜将内浇道从 铸件厚壁处引入，以利铸件定向凝固；而对壁薄而轮廓 尺寸又较大的铸件，宜从铸件薄壁处引入，以利铸件同 时凝固，减小铸件的内应力、变形量，防止裂纹产生。
二. 冒口
冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
应放置在铸件的热节圆直径dy较大的部位。
明冒口 普通冒口
暗冒口
冒口
特种冒口
保温冒口 发热冒口 大气压力冒口 易割冒口
冒口尺寸计算方法
• 比例法 ：基本原理是使冒口根部的直径d大于铸件被补缩处 的热节圆直径dy，冒口高度H由所选定的系数乘以d得出。
成形工艺基础-砂型铸造 ppt课件
它是除粘土砂外用得最广泛的一种型砂。
水玻璃砂铸型或芯无需烘干、硬化速度快、 生产周期短、易于机械化、劳动条件改善。
3.油砂和合脂砂
油砂是以桐油、亚麻仁油等植物油为粘结剂
配制成的型砂。
ppt课件
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合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油稀释而成的 合脂作粘结剂。
油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯 4.树脂砂 树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。 又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。 用树脂砂造型或制芯，铸件质量好、生产率 高、节省能源和工时费用、工人劳动强度低、
3.型砂耐火性
型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。耐 火性差，铸件易产生粘砂。
4.退让性
退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。
退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。
还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等.
ppt课件
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三、手工造型 1.砂箱及造型工具 如图所示。
2.常见手工造型方法 1)整模造型 特点是：模样是整体的，铸型的型腔一般 只在下箱。
ppt课件
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成形底板可根据生产数量的不同，分别用 金属、木材制作；如果件数不多，可用粘土较多 的型砂春紧制成砂质成形底板，称为假箱。
4)活块造型ห้องสมุดไป่ตู้
将模样上妨碍起模的部分，如凸台、肋、耳 等，做成活动的，称为活块。
活块用销式燕尾与模样的主体连接，在起模 时须先取出模样主体，然后取出活块。
ppt课件
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造型过程包括：填砂、紧实、起模、下芯、 合箱以及铸型、砂箱的运输等工艺环节。
大部分造型机主要是实现型砂的紧实和起模 工序的机械化，至于合箱、铸型和砂箱的运输则 由辅助机械来完成。
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组成了 不同的造型机。
7-金属工艺学---练习题[武汉理工大学继续教育]
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一、判断(共计50分,每题2.5分)1、背吃刀量是指工件上已加工面和待加工面之间的垂直距离。
A. 正确B. 错误2、一般进行热处理的钢都是镇静钢。
A. 正确B. 错误3、皮带传动不能保证准确的传动比。
A. 正确B. 错误4、钢的质量好坏是按其中的硫、磷含量来区分的。
A. 正确B. 错误5、钎焊是焊接时，钎料和焊件都熔化进行焊接的。
A. 正确B. 错误6、闪光对焊对接头清理工作要求不高。
A. 正确B. 错误7、气焊焊接黄铜时应该采用中性焰。
A. 正确B. 错误8、CO2气体保护焊所用的焊丝中所含的较多的Si、Mn,是为了使焊缝成分变成低合金钢。
A. 正确B. 错误9、下列是表面热处理面较大，故可对孔进行精加工。
A. 正确B. 错误10、板料弯曲时，弯曲模的角度应等于弯曲件的角度。
A. 正确B. 错误11、箱体上有相互位置要求的孔系加工可以用钻床钻孔来完成。
A. 正确B. 错误12、模锻时只能冲出盲孔，不能冲出透孔，中间留有一层金属，称为冲孔连皮。
A. 正确B. 错误13、钻孔时钻头的旋转运动是主运动。
A. 正确B. 错误14、模型锻造可以锻造形状十分复杂的锻件。
A. 正确B. 错误15、生产类型就是指年产量。
A. 正确B. 错误16、把钢加热成为奥氏体后速冷到Ms线以上等温一段时间再冷却下来的热处理叫等温淬火。
A. 正确B. 错误17、齿轮传动不能保证准确的传动比。
A. 正确B. 错误18、加工铸铁等脆性材料和采用硬质合金高速切削时，不采用切削液。
A. 正确B. 错误19、电焊条焊芯的作用是用于导电的。
A. 正确B. 错误20、车外圆时可以用丝杠走刀。
A. 正确B. 错误二、单选(共计50分,每题2.5分)21、粗加工时车刀角度选择正确的是（）A. 前角大值B. 后角大值C. 前后角都大D. 前后角都小22、焊接时，为防止铁水下流，焊条直径一般不超( )A. 1mmB. 2mmC. 10mmD. 4mm23、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为A. 抗压强度B. 屈服强度C. 疲劳强度D. 抗拉强度24、（）是指企业在销售商品、提供劳务的过程中发生的各种费用，包括企业销售商品过程中发生的运输费、装卸费、包装费、保险费、展览费和广告费，以及为销售本企业商品专设的销售机构（含销售网点、售后服务网点等）的职工薪酬、业务费、折旧费等经营费用。
武汉理工大学,金属工艺学第7章 砂型铸造工艺
机器造型的特点
生产效率高，产品质量稳定
震压式造型、抛砂造型、无箱挤压
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7.2 浇注位置和分型面的选择
铸造工艺图：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。
图中应表示出铸件的浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加 工余量，拔模斜度，铸造收缩率，型芯的数量、形状及固定方法和浇 注系统等。
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7.3.2 铸造收缩率
由于合金在冷却过程中要发生固态收缩(线收缩)，这将使铸件 各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺 寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或芯盒上加上其收缩的尺 寸。
加大的这部分尺寸，一般用铸造收缩率来表示。
K＝［（L模样-L铸件）/L模样］×100%
整理版ppt
整理版ppt
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可见，方案Ⅱ、Ⅲ的优点多余方案Ⅰ。但在不同生产批量下，具体方 案可选择如下：
（1）单件、小批量生产 由于轴孔直径较小、无须铸出，而手工造型 便于进行挖砂和活块造型，选方案Ⅱ较为经济。
（2）大批量生产 由于机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出轴 孔内凸台。同时采用方案Ⅲ从110mm凹槽底面分型，以降低模板制造费 用。
在选择浇注位置时应考虑下列原则：
一、铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置。
因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下 表面致密。
上 上
中 中
中 中
下 下
整理版ppt 不合理
合理
20
二、铸件的大平面应朝下，以免形成夹渣和夹砂等缺陷。
上 上
下 下
不合理
合理
砂型铸造ppt课件
下图为地坑造型结构，造型时需考虑浇注 时能顺利将地坑中的气体引出地面，常以焦炭、 炉渣等透气物料垫底，并用铁管引出气体。
.
26
二、砂型铸造
地坑造型
地坑造型结构
.
27
二、砂型铸造
地坑造型
.
28
二、砂型铸造
制芯
为获得铸件的内腔或局部外形，用芯砂或其他材 料制成的、安放在型腔内部的铸型组元称型芯。绝大 部分型芯是用芯砂制成的。砂芯的质量主要依靠配制 合格的芯砂及采用正确的造芯工艺来保证。
.
18
二、砂型铸造
三箱造型
.
19
二、砂型铸造
铸件图 模样
(a)造下箱
(b)翻箱、造中箱
(c)造上箱 三箱造型
(d)依次取箱 带轮的三.箱造型过程
(e)下芯合型
20
二、砂型铸造
三箱造型
.
21
二、砂型铸造
(6)刮板造型
尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞 轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加 工时间及费用，可以采用刮板造型。
(3)活块模造型
模样上可拆卸或能活动的部分叫活块。 当模样上有妨碍起模的侧面伸出部分(如 小凸台)时，常将该部分做成活块。起模时， 先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块 单独取出，这种方法称为活块模造型。 用钉子连接的活块模造型时，应注意先将 活块四周的型砂塞紧，然后拔出钉子。
.
13
二、砂型铸造
假箱造型
.
24
二、砂型铸造
利用预制的成形底板或假箱来代替挖砂造型中所挖去 的型砂，如下图所示。
假箱造型
用假箱和成形底板造型 a) 假箱 b)成形底板 1-假箱 2-下砂型 3-最.大分型面 4-成形底板 25
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二、砂型铸造
地坑造型
地坑造型结构
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二、砂型铸造
地坑造型
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二、砂型铸造
制芯
为获得铸件的内腔或局部外形，用芯砂或其他材 料制成的、安放在型腔内部的铸型组元称型芯。绝大 部分型芯是用芯砂制成的。砂芯的质量主要依靠配制 合格的芯砂及采用正确的造芯工艺来保证。
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二、砂型铸造
三箱造型
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二、砂型铸造
铸件图 模样
(a)造下箱
(b)翻箱、造中箱
(c)造上箱 三箱造型
(d)依次取箱 带轮的三.箱造型过程
(e)下芯合型
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二、砂型铸造
三箱造型
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二、砂型铸造
(6)刮板造型
尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞 轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加 工时间及费用，可以采用刮板造型。
(3)活块模造型
模样上可拆卸或能活动的部分叫活块。 当模样上有妨碍起模的侧面伸出部分(如 小凸台)时，常将该部分做成活块。起模时， 先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块 单独取出，这种方法称为活块模造型。 用钉子连接的活块模造型时，应注意先将 活块四周的型砂塞紧，然后拔出钉子。
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二、砂型铸造
假箱造型
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二、砂型铸造
利用预制的成形底板或假箱来代替挖砂造型中所挖去 的型砂，如下图所示。
假箱造型
用假箱和成形底板造型 a) 假箱 b)成形底板 1-假箱 2-下砂型 3-最.大分型面 4-成形底板 25
《金属工艺学第七章》PPT课件
特种铸造：除砂型铸造外的铸造方法。 如熔模铸造、压力铸造等。
第七章 铸造成形
3、铸造的特点（重点）
优
点 适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯。
缺 点 工艺过程比较复杂，一些工艺
过程还难以控制。
适应性强，重量，壁厚， 形状，材料种类几乎不受 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。
第七章 铸造成形
第七章 铸造成形
2.影响因素 1)铸件的凝固方式
温度 温度
逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
a bc
液相线
S
液相线 固相线
成分
固
表层
液
中心
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
第七章 铸造成形
2) 影响因素
a)主要取决于合金成分。
a2
a1
300
共晶成分的合金（纯金属除外），流动性 好。
温度（℃）
c)铸型材料
铸型排气: ↓，流动阻力↑ ，流动性越差。 铸型的导热性: ↑，液态金属温度↓，流动性越差 铸型温度: ↑，液态金属与铸型的温差↓，流动性越差
第七章 铸造成形
二、合金的收缩性 收缩的阶段 收缩的影响因素 缩孔与缩松 铸造应力、变形与裂纹
第七章 铸造成形
1.合金的收缩经历三个阶段：
液态收缩：T浇 — T液 凝固收缩：T液 — T固 固态收缩：T固 — T室
脆性金属和合金(如铸铁 等)，铸造是唯一可行的 工艺。
铸件内部组织的均匀性、致密性一 般较差。
铸件易出现缺陷（缩孔、缩松、气 孔、砂眼、夹砂、裂纹等），产品 质量不够稳定。
铸件力学性能比同类材料的塑性成 形件低.
第七章 铸造成形
3、铸造的特点（重点）
优
点 适于做复杂外形，特别是 复杂内腔的毛坯。
缺 点 工艺过程比较复杂，一些工艺
过程还难以控制。
适应性强，重量，壁厚， 形状，材料种类几乎不受 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。
第七章 铸造成形
第七章 铸造成形
2.影响因素 1)铸件的凝固方式
温度 温度
逐层凝固 糊状凝固 中间凝固
a bc
液相线
S
液相线 固相线
成分
固
表层
液
中心
固
表层
液
中心 表层 中心
凝固区
第七章 铸造成形
2) 影响因素
a)主要取决于合金成分。
a2
a1
300
共晶成分的合金（纯金属除外），流动性 好。
温度（℃）
c)铸型材料
铸型排气: ↓，流动阻力↑ ，流动性越差。 铸型的导热性: ↑，液态金属温度↓，流动性越差 铸型温度: ↑，液态金属与铸型的温差↓，流动性越差
第七章 铸造成形
二、合金的收缩性 收缩的阶段 收缩的影响因素 缩孔与缩松 铸造应力、变形与裂纹
第七章 铸造成形
1.合金的收缩经历三个阶段：
液态收缩：T浇 — T液 凝固收缩：T液 — T固 固态收缩：T固 — T室
脆性金属和合金(如铸铁 等)，铸造是唯一可行的 工艺。
铸件内部组织的均匀性、致密性一 般较差。
铸件易出现缺陷（缩孔、缩松、气 孔、砂眼、夹砂、裂纹等），产品 质量不够稳定。
铸件力学性能比同类材料的塑性成 形件低.
砂型铸造工艺设计ppt课件
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5）芯头设计：起定位、 支撑和长度、斜度和间隙。 长度取决于型芯的直 径和长度。
.
4.浇注系统
.
.
浇注系统包括： ①浇口杯。承接浇包倒进来的金属液,也称外浇口。 ②直浇口。联接外浇口和横浇口,将金属液由铸型外面引入铸
2.3 铸造工艺设计
目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造 的工作量，降低铸件成本，在砂型铸造的生产准 备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并 绘制出铸造工艺图。
铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出 铸造工艺方案的图形，其中包括：铸件的浇注位 置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法 及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇 注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺 图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制 造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图， 结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。
手工造型不铸出有质量要求采用型芯363633浇注位置和分型面浇注位置和分型面方案2方案1373744加工余量加工余量基本基本尺寸尺寸加工加工基准基准该表面距加该表面距加工基准尺寸工基准尺寸mama加工加工量量200200端面端面120120端面端面8080顶面顶面jj双面双面8585120120端面端面200200端面端面8080底面底面hh双面双面5555200200200200端面端面侧面侧面hh单面单面77120120200200端面端面侧面侧面hh单面单面5555200200台阶面台阶面200200端面端面4040端面端面底面底面hh双面双面776060孔孔孔直径孔直径8080孔径孔径直径中直径中面面jj双面双面555538385585393955起模斜度
✓少用砂芯 ✓少用活块 ✓便于清理 ✓便于合箱
.
1）使铸件或主要型芯位于同一铸型以避免错箱。
5）芯头设计：起定位、 支撑和长度、斜度和间隙。 长度取决于型芯的直 径和长度。
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4.浇注系统
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浇注系统包括： ①浇口杯。承接浇包倒进来的金属液,也称外浇口。 ②直浇口。联接外浇口和横浇口,将金属液由铸型外面引入铸
2.3 铸造工艺设计
目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造 的工作量，降低铸件成本，在砂型铸造的生产准 备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并 绘制出铸造工艺图。
铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出 铸造工艺方案的图形，其中包括：铸件的浇注位 置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法 及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇 注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工艺 图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制 造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图， 结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。
手工造型不铸出有质量要求采用型芯363633浇注位置和分型面浇注位置和分型面方案2方案1373744加工余量加工余量基本基本尺寸尺寸加工加工基准基准该表面距加该表面距加工基准尺寸工基准尺寸mama加工加工量量200200端面端面120120端面端面8080顶面顶面jj双面双面8585120120端面端面200200端面端面8080底面底面hh双面双面5555200200200200端面端面侧面侧面hh单面单面77120120200200端面端面侧面侧面hh单面单面5555200200台阶面台阶面200200端面端面4040端面端面底面底面hh双面双面776060孔孔孔直径孔直径8080孔径孔径直径中直径中面面jj双面双面555538385585393955起模斜度
✓少用砂芯 ✓少用活块 ✓便于清理 ✓便于合箱
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1）使铸件或主要型芯位于同一铸型以避免错箱。
武汉理工大学《金属工艺学》复习
铸 造
将熔炼好的液态金属浇注到与零件的形状和尺寸相适应的铸型型腔中，待其 冷却凝固后，所获得毛坯或零件的成型方法，称为铸造。 液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充 型能力。充型能力不足时会产生浇不足、冷隔、夹砂、气孔、夹渣等缺陷 影响充型能力的因素 合金的流动性；浇注条件（浇注温度，充型压力）；铸型填充条件（铸型蓄 热能力，铸型温度，铸型中的气体）；铸件结构。
铸造工艺参数：
机械加工余量和铸孔；铸造收缩率；拔模斜度；铸造圆角。
定性地绘出图示零件的铸造工艺图
先绘出零件图，再在零件图上表示出浇注位置、分型面、加工余量、拔模 斜度、型芯轮廓 （P98）
课件画工艺图部分
铸件的结构设计（教材 、课件及作业相关部分）
压力加工
金属压力加工 定义：金属压力加工是指固态金属在外力作用下产生塑性变 形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方 法，又称金属塑性加工。
焊缝的布置
焊缝分散布置的设计
焊缝对称布置的设计
焊缝避开最大应力集中位置的设计
焊缝远离机械加工表面的的设计
焊缝的布置
焊缝位置便于手弧焊的设计
便于自动焊的设计
便于点焊及缝隙焊的设计
错误的焊缝布置
焊接顺序原则：先自由后约束
切削加工
切削运动
机 床 名 称 卧 式 车 床 钻 床 主运动 进给运动 机床 名称 主运动 进给运动
需一副冲孔模、一副落料模。 冲孔模：φ凸=φ孔=100 φ凹=φ凸+Z=100+0.2=100.2 落料模：φ凹=φ落料=200 φ凸=φ凹－Z=200－0.2=199.8
焊 接
焊接方法分类：熔焊，压焊，钎焊
电弧焊
将熔炼好的液态金属浇注到与零件的形状和尺寸相适应的铸型型腔中，待其 冷却凝固后，所获得毛坯或零件的成型方法，称为铸造。 液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰的成型件的能力，称为充 型能力。充型能力不足时会产生浇不足、冷隔、夹砂、气孔、夹渣等缺陷 影响充型能力的因素 合金的流动性；浇注条件（浇注温度，充型压力）；铸型填充条件（铸型蓄 热能力，铸型温度，铸型中的气体）；铸件结构。
铸造工艺参数：
机械加工余量和铸孔；铸造收缩率；拔模斜度；铸造圆角。
定性地绘出图示零件的铸造工艺图
先绘出零件图，再在零件图上表示出浇注位置、分型面、加工余量、拔模 斜度、型芯轮廓 （P98）
课件画工艺图部分
铸件的结构设计（教材 、课件及作业相关部分）
压力加工
金属压力加工 定义：金属压力加工是指固态金属在外力作用下产生塑性变 形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方 法，又称金属塑性加工。
焊缝的布置
焊缝分散布置的设计
焊缝对称布置的设计
焊缝避开最大应力集中位置的设计
焊缝远离机械加工表面的的设计
焊缝的布置
焊缝位置便于手弧焊的设计
便于自动焊的设计
便于点焊及缝隙焊的设计
错误的焊缝布置
焊接顺序原则：先自由后约束
切削加工
切削运动
机 床 名 称 卧 式 车 床 钻 床 主运动 进给运动 机床 名称 主运动 进给运动
需一副冲孔模、一副落料模。 冲孔模：φ凸=φ孔=100 φ凹=φ凸+Z=100+0.2=100.2 落料模：φ凹=φ落料=200 φ凸=φ凹－Z=200－0.2=199.8
焊 接
焊接方法分类：熔焊，压焊，钎焊
电弧焊
金工课件砂型铸造
29
作用：控制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。
内浇口对铸件的质量影响很大，开设内浇口时应注意 的要点： 1、不应开在铸件的重要部位（如重要加工面和定位基准 面），因内浇口处金属液冷却慢，晶粒粗大，所以机械 性能差。 2、内浇口的方向不要正对砂型壁和型芯，防止铸件产生 冲沙及粘砂缺陷。 3、如为大平面薄壁铸件，特别是易氧化合金（易形成氧 化膜表面，如铸钢，铸铝等）的薄壁复杂件，应多开内 浇口，使金属液迅速，平稳的充满铸型，防止产生冷隔
5
第3章 砂型铸造
3，附加物：为改善型（芯）砂的某些性能而加入的材料。 分类： 防粘砂材料：煤粉，重油。不完全燃烧，可产 生隔离气体。 增加型（芯）砂空隙率材料：锯木屑。烧掉后 产生空隙。 4， 涂料和扑粉：可提高铸件表面质量。铸铁用石墨， 铸钢用石英粉。 型（芯）砂的性能 为防止铸件产生粘砂，夹砂，砂眼，气孔和裂纹等缺 陷，型砂应具有以下性能：
13
第3章 常用的造型方法
3.3.1 手工造型 1, 整模造型
概念：就是用一个整体模型造型，其特点是 型腔全部位于一个砂型中，分型面为平面。 特点：操作简单，得到的型腔形状和尺寸精 度较好。 适用：工件的外形轮廓的顶端（一面）有一 最大截面的铸件，如轴承座等件。
造型过程：请看光盘录像
Casting With Sand Model
1
3.1 砂型铸造
3.1.1 砂型铸造概念 用型砂作出与要铸造的零件结构相一致的铸型空腔， 将液态合金浇铸到与要生产的零件尺寸、结构相仿的 铸型空腔，待冷却后得到零件的方法。 型砂铸造特点： 优点：1．具有较强的适应性 2．铸件成本低 原材料：来源广、价格低、投资少、易生产 铸 件：机械加工量相对较小，成本低 缺点： 1．废品率较高，生产过程难以控制； 2．铸件力学性能较差， 3．砂型铸造铸件精度较差。
作用：控制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。
内浇口对铸件的质量影响很大，开设内浇口时应注意 的要点： 1、不应开在铸件的重要部位（如重要加工面和定位基准 面），因内浇口处金属液冷却慢，晶粒粗大，所以机械 性能差。 2、内浇口的方向不要正对砂型壁和型芯，防止铸件产生 冲沙及粘砂缺陷。 3、如为大平面薄壁铸件，特别是易氧化合金（易形成氧 化膜表面，如铸钢，铸铝等）的薄壁复杂件，应多开内 浇口，使金属液迅速，平稳的充满铸型，防止产生冷隔
5
第3章 砂型铸造
3，附加物：为改善型（芯）砂的某些性能而加入的材料。 分类： 防粘砂材料：煤粉，重油。不完全燃烧，可产 生隔离气体。 增加型（芯）砂空隙率材料：锯木屑。烧掉后 产生空隙。 4， 涂料和扑粉：可提高铸件表面质量。铸铁用石墨， 铸钢用石英粉。 型（芯）砂的性能 为防止铸件产生粘砂，夹砂，砂眼，气孔和裂纹等缺 陷，型砂应具有以下性能：
13
第3章 常用的造型方法
3.3.1 手工造型 1, 整模造型
概念：就是用一个整体模型造型，其特点是 型腔全部位于一个砂型中，分型面为平面。 特点：操作简单，得到的型腔形状和尺寸精 度较好。 适用：工件的外形轮廓的顶端（一面）有一 最大截面的铸件，如轴承座等件。
造型过程：请看光盘录像
Casting With Sand Model
1
3.1 砂型铸造
3.1.1 砂型铸造概念 用型砂作出与要铸造的零件结构相一致的铸型空腔， 将液态合金浇铸到与要生产的零件尺寸、结构相仿的 铸型空腔，待冷却后得到零件的方法。 型砂铸造特点： 优点：1．具有较强的适应性 2．铸件成本低 原材料：来源广、价格低、投资少、易生产 铸 件：机械加工量相对较小，成本低 缺点： 1．废品率较高，生产过程难以控制； 2．铸件力学性能较差， 3．砂型铸造铸件精度较差。
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2 应尽量减少分型面的数量
3 应尽量使分型面是一个平直的面
4 应尽量使型芯和活块的数量减少
5
应使铸件的全部或大部分置入下箱
参考资料#
23
2 应尽量减少分型面的数量
参考资料#
24
采用砂芯而不采用多箱造型
参考资料#
25
3 应尽量使分型面是一个平直的面 4 应尽量使型芯和活块的数量减少
不合理
合理 起重臂的分型面
7.3 铸造工艺参数选择
铸造方案确定之后，还必须选定铸件的机械加工余量、收缩率 和拔模斜度等工艺参数。
加工余量
工艺参数
收缩率
拔模斜度
铸造圆角 型芯及型芯头
参考资料#
30
7.3.1 机加工余量和最小铸孔
设计铸造工艺图时，为铸件预先增加要切去的金属层厚度， 称为机加工余量（RMA）。
机加工余量取决于合金的品种、铸造方法、铸件的大小。
• 浇注位置的选择原则 • 分型面的选择原则 • 铸造工艺参数选择（加工余量、收缩率、拔模斜度、铸造
圆角、型芯及型芯头）
参考资料#
28
浇注位置的选择原则：
1、铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置。
2、铸件的大平面应朝下，以免形成夹渣和夹砂等缺陷。
3、应将铸件薄而大的平面放在下部、侧面或倾斜位置，以利于合 金液填充铸型。
参考资料#
12
刮板造型(芯)
对大、中型具有等截面或回转体铸件造型时，为简单起见不用模样，采用 一个与铸件或砂芯截面形状一致的木板（称为刮板）代替模样，根据砂型型 腔或砂芯表面形状，引导刮板做旋转、直线或曲线运动，以形成型腔成为型 芯。
参考资料#
13
二、机器造型
机器造型的实质
将填砂、紧实、和起模等 主要工序实现机械化
机器造型的特点
生产效率高，产品质量稳定
震压式造型、抛砂造型、无箱挤压
参考资料#
14
参考资料#
15
参考资料#
16
7.2 浇注位置和分型面的选择
铸造工艺图：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。
图中应表示出铸件的浇注位置、分型面、铸造工艺参数（机械加 工余量，等。
液
机器造型
刮板造型
态
成
铸造工艺图的绘制
型
砂型铸造的工艺设计
浇注位置的选择 分型面的选择
工
工艺参数的确定
艺
金属型铸造
熔模铸造
压力铸造
特种铸造
低压铸造 陶瓷型铸造
离心铸造
消失模铸造
参考资料#
4
7.1 造型方法的选择
砂型铸造基本工参艺考资过料程# 程序框图
5
7.1.1 常见的造型方法
在砂型铸造中，造型和造芯是最基本的工序。根据造型生产方法的 特点，通常分为手工造型和机器造型两大类。
在选择浇注位置时应考虑下列原则：
一、铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置。
因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下 表面致密。
上 上
中 中
中 中
下 下
参考资料# 不合理
合理
20
二、铸件的大平面应朝下，以免形成夹渣和夹砂等缺陷。
上 上
下 下
不合理
合理
三、应将铸件薄而大的平面放在下部、侧面或倾斜位置，以利于合金 液填充铸型。
4、若铸件周围表面质量要求高，应进行立铸，以便于补缩。应将 厚的部分放在铸型上部，以便安置冒口，实现顺序凝固。
分型面的选择原则：
1、应保证模样能顺利从铸型中取出 2、应尽量减少分型面的数量
3、应尽量使分型面是一个平直的面
4、应尽量使型芯和活块的数量减少
5、应使铸件的全部或大部分置入下箱
参考资料#
29
参考资料#
10
三箱造型
当铸件结构具有两个较大截面，采用一个分型面无法起模时，可选两个 大截面为分型面，用三个砂箱制造铸型。模样从中间小截面处分开，用定位 销连接。中箱高度应与模样的相应高度相适应。
参考资料#
11
活块造型
当铸件侧面仅有局部凸起妨碍起模时，则将局部凸起部分做成活块，并 采用适当的定位措施。取木模时，活块留在砂型内，将其从侧面取出。
不合理
合理 接头分型面采用自带砂芯代替砂芯
参考资料#
26
5
应使铸件的全部或大部分置入下箱
使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保证铸件的尺寸精度
合理
不合理
合理 不合理
参考资料#
27
上次课内容的回顾
• 常用的造型方法
按砂箱特征分：两箱造型、三箱造型 按模样特征分：整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型、假箱 造型、刮板造型
2
第七章 砂型铸造
主要内容
1 7.1 造型方法的选择
本章重难点
2 7.2 浇注位置和分型面的选择 3 7.3 铸造工艺参数的选择 4 7.4 铸件的结构设计
1、砂型铸造的工艺 设计
2、如何将设计的零 件变成铸件？怎样 生产出合格铸件？
参考资料#
3
整模造型
分模造型
手工造型
活块造型
砂型铸造
三箱造型 挖砂造型
首先要考虑零件有几
绘
种可能的分型方案
制 方
浇注位置的选择
法
铸型分型面选择
分型面的选择 浇注位置画法(上和下) 工艺参数定性给出即可
参考资料#
17
铸造工艺图参中考工资料艺#符号及其表示方法
18
衬套的零件图参、考铸资造料工# 艺图、铸件图
19
7.2.1 浇注位置的选择
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。
上
上
下
下
不合理
合理
参考资料#
21
四、若铸件周围表面质量要求高，应进行立铸，以便于补缩。应将厚 的部分放在铸型上部，以便安置冒口，实现顺序凝固。
双排链轮的浇注位置
参考资料#
22
7.2.2 铸件分型面的确定原则
铸型分型面是指铸型组元间的接合面。 分型面的选择原则如下：
1 应保证模样能顺利从铸型中取出
参考资料#
1
上次课内容的回顾
• 铸铁件生产
碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨 白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁
• 铸铁的优点 • 石墨形态对铸铁性能的影响 • 铸铁的石墨化以及影响石墨化因素 • 灰口铸铁件的生产：
• 灰铸铁的孕育处理；球墨铸铁件的生产；可锻铸铁件的生产； • 铸钢件的生产
参考资料#
一、手工造型
各种手工造型方法的特点和适用范围
参考资料#
6
整模造型
参考资料#
7
分模造型
参考资料#
8
挖砂造型
分型面一般都是平面，当分型面为阶梯形或曲面时，则需要通过挖砂来将 分型面露出，以便于起模。挖砂造型费时费力，仅适合单件生产。
参考资料#
9
假箱造型
当分型面不是单一平面且生产批量较大时，为避免挖砂，预先制备好强度较 高的半个铸型来适应其分型面。由于该铸型只用于造型，不参与浇注，故称为 假箱。生产中让可采用木材或金属制成成型底板来代替假箱。