铸造教案(二)

铸造教案（二）

【教学组织】

1．提问10分钟

2．讲解70分钟

3．小结5分钟

4．布置作业5分钟

5. 两课时

【教学内容】

3．造芯

●制造型芯的过程称为造芯。

型芯可以手工造芯，也可以机器造芯。

a）准备芯盒b）紧砂，放置芯骨c）刮平，扎通气孔d）敲打芯盒e）打开芯盒

图4-16 对开式芯盒造芯示意图

型芯必须具有较高的强度、耐火性、透气性、退让性和溃散性。通过合理地配制芯砂和正确的造芯工艺，可以保证型芯的性能要求。

（1）在型芯上开设通气孔。

（2）在型芯里放置芯骨。

a）铁丝芯骨b）铸铁芯骨

图4-17 型芯的通气方式图4-18 铁丝芯骨与铸铁芯骨（3）刷涂料及烘干。

4．浇注系统

●为了顺利填充型腔和冒口，开设在铸型中的一系列通道，称为浇注系统。

浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。

图4-19 浇注系统组成

浇注系统可设计成顶注式浇注系统、中注式浇注系统、底注式浇注系统、阶梯式浇注系统等形式。

a）顶注式b）中注式c）底注式d）阶梯式

图4-20 常见的浇注系统形式

5．熔炼

常用的金属熔炼设备有：冲天炉（适于熔炼铸铁）、电炉（适于熔炼铸钢）、坩埚炉（适于熔炼非铁金属）。

6．合型、浇注、落砂、清理和检验

（1）合型（或合箱）是将铸型的各个组元如上砂型、下砂型、型芯、浇口杯等组合成

一个完整铸型的操作过程。

（2）浇注是将熔融金属从浇包注入铸型的操作。

（3）落砂是用手工或机械使铸件和型砂（或芯砂）、砂箱分开的操作过程。

（4）清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂（芯砂）、多余金属（包括浇口、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总和。

（5）检验是指铸件清理后，应进行质量检验。

三、特种铸造简介

1．金属型铸造

●金属型铸造是指在重力作用下将溶融金属浇入金属型获得铸件的方法。

金属型铸造的特点是：一个金属型可浇注几百次甚至几万次，节省了造型材料和造型工时，提高了生产率，改善了劳动条件，所获得的铸件尺寸精度高。

图4-21 垂直分型式金属型

金属型铸造主要用于非铁金属铸件的大批量生产，如铝材内燃机活塞、汽缸体、汽缸盖、轴瓦、衬套等零件常用此法来成形。

2．压力铸造

●压力铸造是将熔融金属在高压下高速充填金属型腔，并在压力下使其凝固的铸造方法。

压力铸造的特点是：在高压高速下注入金属熔液，可得到形状复杂的薄壁件，而且压力铸造的生产率高。

压力铸造适用于大批量生产薄壁、复杂形状的非铁金属小铸件。

3．离心铸造

●离心铸造是将液态金属浇入绕水平主轴或倾斜主轴高速旋转的铸型中，并在离心力的作用下凝固成铸件的铸造方法。

离心铸造的特点是：铸件组织致密，力学性能较好，但其内表面质量较差。

离心铸造主要用于生产空心旋转体铸件，如各种管子、缸套、轴套、圆环等，也适合于

生产双金属铸件（如双金属滑动轴承件）。

4．熔模铸造

●用易熔材料（如蜡料）制成模样，在模样上包覆若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样后经高温焙烧即可浇注的铸造方法，称为熔模铸造。

a）母模b）压型c）熔蜡d）铸造蜡模e）单个蜡模

f）组合蜡模g）结壳、熔出蜡模h）填砂、浇注

图4-24 熔模铸造工艺过程示意图

熔模铸造的特点是：铸型是一个整体，无分型面，以熔化模样作为起模方式，可以制作出各种形状复杂的小型铸件（如汽轮机叶片、刀具等），而且铸件尺寸精确、表面光洁，可以达到少切削或无切削加工。

熔模铸造常用于中小型形状复杂的精密铸件或熔点高、难以压力加工或难以切削加工的金属。

四、铸造新技术和新工艺简介

1．真空密封铸造

●真空密封铸造是利用真空使密封在砂箱和上、下塑料薄膜之间的无水、无粘结剂的干石英砂紧实并成型。在保持真空的状态下，下芯、合型、浇注和使铸件凝固，然后在失去真空的状态下使型砂自行潰散，并取出铸件的铸造方法。

真空密封铸造的最大优点是：铸件质量高，与机器造型比较设备简单，初期投资以及运行和维修费用低，模板和砂箱使用寿命长，金属利用率高，可铸出3mm厚的薄壁件。

真空密封铸造的主要缺点是：造型操作比较复杂，对于小铸件的生产，其生产率不易提高。

真空密封铸造适合于生产面积大、壁薄、形状不太复杂、表面轮廓比较清晰的铸件。

2．悬浮铸造

●悬浮铸造是指在浇注金属液时，将一定量的金属粉末添加到金属液流中，使其与金属液掺和在一起而流入铸型的一种铸造方法。

3．半固态铸造

●半固态铸造是指将既非全呈液态，又非全呈固态的固态-液态的金属混合浆料，经压铸机压铸，形成铸件的铸造方法。

4．低压铸造

●铸型安放在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔池表面形成低压力（一般为60~150KPa），使金属液通过升液管充填铸型和控制凝固的铸造方法，称为低压铸造。

图4-26 低压铸造示意图

低压铸造主要用于非铁金属（如铝合金、镁合金）制作的气缸体、缸盖、曲轴箱、内燃机活塞等铸件。

5．铸造过程的计算机数值模拟技术

利用数值模拟技术可以对极为复杂的铸造过程进行定量描述和仿真，模拟出铸件充型、凝固及冷却中的各种物理过程，并依此对铸件的设计结构和质量进行综合评价，做到简化和方便设计过程，提高设计速度，优化设计方案。

【教学重点与难点】

1．重点：造芯、压力铸造、熔模铸造

2．难点：浇注系统

【教学方法与教学手段】

1．利用试样、挂图等教具。

2．利用多媒体资料进行短时演示。

3．在讲解过程中要结合典型案例进行介绍。

【小结与布置作业】

1．小结

本次课主要介绍造芯、浇注系统、特种铸造、铸造新技术等内容，学完之后：第一，要了解基本概念、特点和应用；第二，学习过程中，要理论联系实际，并注意借助多媒体资料，帮助自己提高学习效率和拓展知识面，同时注重师生之间、同学之间的相互交流和探讨，提高交流能力和表达能力。

2．布置作业

一边复习本章的相关知识，一边完成《金属加工与实训习题集》中相关习题，并相互相

互交流探讨。

锻压教案一