4-课件1-铸造典型案例与习题作业
铸造工艺设计案例.ppt

铸钢件生产技术课程
1.生产条件及技术要求
(1)生产性质 大批量生产。 (2)材质 材质为ZG230-450。 (3)造型、造芯根据工厂条件采用水玻璃砂
造型,热芯盒法制芯。
1.生产条件及技术要求
(4)结构及技术要求 φ25㎜×φ25㎜铸钢阀 体,铸件重为22kg。根据技术要求,外表和 内腔所有型砂、氧化皮、飞边毛刺应清除干 净,凡影响强度和气密性的缺陷,如缩孔、 缩松、裂纹、夹杂物等均不允许存在。铸件 经水压试验,以0. 6MPa压力持续试验2min 以上,未发现渗漏现象则认为合格。凡经焊 补的铸件,焊补后应重新水压试验。水压试 验必须于涂漆前进行。
(2)收缩率 经过实际生产验证,一般尺寸均 按2%。两侧法兰之间距离,由于收缩受阻碍, 实际收缩率较小,约为1%。为了保证两个侧 法兰厚度和加工尺寸,该尺寸按1%收缩率制 作模样。
3.主要工艺参数
(3) 芯头设计 每个铸件有一个砂芯,该砂芯 具有三个水平芯头,长度均取为30mm。只 在芯头端部留芯头间隙,上下方向不留间隙, 以免砂芯浮起,影响铸件壁厚均匀性。
4.冒口设计
已知每个铸件重为22kg,每箱4件,每箱放置4个 冒口。因此仍然相当于一个冒口补缩一个铸件。
(1)用补缩液量法计算冒口 设ZG230-450的体收缩率已知为0.03,钢的密度为
7.8g/cm3,主、侧法兰根部热节圆直径T=36mm。 那么可以计算出该件从浇注到凝固以后所需要补缩 的钢液体积,把此体积视为球形,求出其直径d0。 把d0加上热节圆直径T,则可做为冒口的最小直径。 冒口补缩球直径d0为:
5.补贴设计
厚度按经验关系取为1.2T(1.2×36)=42mm。 补贴高度按冒口高度的0.4倍选取 (0.4H=0.4×160=64mm),为65mm。
铸造工常见造型案例PPT课件

六、操作、考核要求
1. 准备要求 (1)按图样检查模样、刮板、芯盒形状、尺寸正确。 (2)砂箱、浇冒口模样选择合理。 (3)检查筋板连接、固定是否合理。
四、浇注
浇注温度为1320~1360℃,浇注时间,15~22s,铸件清理 后要进行时效处理。
五、铸件缺陷及防止方法
1. 夹砂 由于吊砂不牢或在烘干后砂型出现裂纹,浇注时易出现 夹砂。防止方法是: 吊砂内砂钩放置要合理、稳固,烘干 后砂型出现裂纹时应进行修整,并进行二次烘干。
2. 跑火 由于平面较大,抬型力也大,如紧实不当易产生跑火。防止方法是: 抹箱 要严,砂箱紧固要牢。 3. 起皮 由于平板铸件平面较大,浇注时铁液冲刷时间长,底箱平面易出现翘起, 造成起皮。防止方法是: 紧实度要均匀,下型插钉加固,砂型烘干要干透。
以套筒零件的铸造工艺图为例识读。 1. 识读套筒零件图 2. 识读套筒铸造工艺图 (1)分型、分模面 (2)砂芯的分割
图12-2 套筒零件的铸造工艺图
(3)浇冒口系统 (4)工艺参数分析 3. 模样、型腔尺寸的校验 4. 芯盒尺寸和下芯后型腔尺寸的校验
二、识读壳体铸型装配图
铸型装配图是表达铸型结构的图样,它反映铸型型腔的基本形式,芯、 芯撑、冷铁、浇冒口系统和通气道等在铸型中的相互位置及装配关系,定位 装置和紧固铸型各组元所采用的方法等。
1. 粗读铸型装配图 2. 具体分析铸型结构 3. 分析装配方法
图12-8 壳体铸型装配图
课题二 带轮造型
带轮铸件如图12-10所示:
一、铸件技术要求
1. 带轮轮缘外表面及上下两端面,轮毂内孔及上下两端面都进行机械 加工,不允许有铸造缺陷。
2. 带轮轮辐表面平整、洁净、无裂纹。 3. 材料为HT150。 4. 生产性质为单件生产。
事故案例(铸造、机加工)

二、安全技术风险控制
在制定安全对策措施时,应遵守如下原则: • (3)指示性安全技术措施 间接安全技术措施也无法实现或实施时,须采用检测报警装置、警示标志等 措施,警告、提醒作业人员注意,以便采取相应的对策措施或紧急撤离危险 场所。 • (4)若间接、指示性安全技术措施仍然不能避免事故、危害发生,则应
三、典型事故案例
[案例2]铝水溶液外泄爆炸事故
一、事故经过
2007年8月19日20时10分左右,位于山东省滨州市邹平县境 内的山东魏桥创业集团下属的铝母线铸造分厂发生铝液外溢爆 炸重大事故,造成16人死亡、59人受伤(其中13人重伤),由1 号40吨混合炉向1号铝母线铸造机供铝液生产铝母线,因铝母线 铸造机的结晶器漏铝,岗位工人堵住混合炉炉眼后停止铸造工 作。19∶00左右,混合炉开始向2号普通铝锭铸造机供铝液生产 普通铝锭,至19∶45左右,混合炉的炉眼铝液流量异常增大、 出现跑铝,铝液溢出流槽流到地面,部分铝液进入1号普通铝锭 铸造机分配器的循环冷却水回水坑内,熔融铝液与水发生反应 形成大量水蒸汽,体积急剧膨胀,在一个相对密闭的空间中, 能量大量聚集无法释放,约20∶10发生剧烈爆炸。
一、危险有害因素辨识
按导致事故的直接原因进行分类
2.物的因素 (1)物理性危险和有害因素。包括设备、设施缺陷;防护缺陷;电危害;噪声危害; 振动危害;电磁辐射;运动物危害;明火;能够造成灼伤的高温物体;能够造成冻伤 的低温物体;粉尘与气溶胶;作业环境不良;信号缺陷;标志缺陷;其它物理危险]鞍钢“2·20”重大事故
二、事故发生的原因
(二)间接原因
4.原设计对混砂机没有用水清洗的要求,投入生产后铸钢厂根据生产实际需要,用水清洗混砂机,但未对地面采 取防水防渗处理,铸钢厂利用地坑北侧设置的日常用水点,作为清洗混砂机水源,生产、生活用水等容易沿轨道 沟槽处渗入地坑。
事故案例(铸造、机加工)

三、典型事故案例
[案例3]鞍钢“2· 20”重大事故
一、事故经过
三、典型事故案例
[案例3]鞍钢“2· 20”重大事故
二、事故发生的原因 (一)直接原因 由于地坑渗水,导致砂床底部积水过多,当大量高温钢水短时间内注入砂型,砂床底部积水迅速汽化,蒸汽急剧 膨胀,压力骤增,造成爆炸,将里芯、压铁及废砂向上喷起,是本次事故的直接原因。 (二)间接原因 1.该下环铸件造型期间为冬季结冰期,造型人员从表面进行目测检查,未能发现地坑渗水和砂床底部积水。 2.现行的铸造行业标准、规程等对铸件砂型合箱后砂床底部等含水率没有检测要求。铸钢厂对新工艺、新产品等 铸件产品生产危险因素辨识不足,未能及时制定和采取相关措施控制风险。 3.地坑施工及轨道铺设未按设计图纸进行施工。轨道沟槽与地坑防水墙相接,致使混砂机轨道位于地坑防水墙与 北侧后期浇筑的混凝土设备基础相接处上方,导致地表用水沿轨道沟槽处渗入防水混凝土墙与防水钢板之间的缝 隙中,经由防水混凝土墙的多处裂缝渗入地坑。
事故案例分析培训
(铸造、机械加工)
江苏君信新华安全科技有限公司 2017.11
一、危险有害因素辨识
• 危险、有害因素产生的原因划分为两个方面。 (1)存在危险有害本身具有的物质、能量; (2)危险有害物质、能量失去控制,危险有害物质、能量失 去控制的主要体现,人机环境和管理的缺陷: ①人的不安全行为(13大类);
三、典型事故案例
[案例1]钢水包倾覆事故
一、事故经过 2007年4月18日7时45分,辽宁省铁岭市清河特殊 钢有限责任公司生产车间,一个装有约30吨合金 溶液的钢包在吊运至铸锭台车上方2-3米高度时, 突然发生滑落倾覆,钢包倒向车间交接班室,合金 溶液涌入室内,致使正在交接班室内开班前会的 32名职工当场死亡,另有6名炉前作业人员受伤, 其中2人重伤。
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。
机械制造工艺基础课件第一章铸造

2.制造模样与芯盒的注意要点
(1)分型面——铸型组元间的接合面。
1—上型
2—分型面 3—型芯
4—支座型腔
5—芯头 6—下型
第十七页,共五十八页,2022年,8月28日
(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)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。
第十八页,共五十八页,2022年,8月28日
(4)起模斜度——为使模样容易从铸型中取出或型芯从芯盒
中脱出,在模样或芯盒上平行于起模方向所设的斜度。
一般α=0.5 ° ~3°
第十九页,共五十八页,2022年,8月28日
(5)铸造圆角——制造模样时,凡相邻两表面的交角,都 应做成圆角。
铸造圆角(r为铸造圆角半径)
第四十五页,共五十八页,2022年,8月28日
握包
抬包
吊包
第四十六页,共五十八页,2022年,8月28日
2.浇注温度与浇注速度
浇注温度(℃)——金属熔液浇入铸型时所测量到的温度 。
浇注速度(kg/s)——单位时间内浇入铸型中的金属熔液质量
。
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二、落砂和清理
四、 造芯 五、浇注系统及冒口 六、合型
第十页,共五十八页,2022年,8月28日
一、砂型和造型材料
1. 造型材料 2. 型砂和芯砂 3. 砂型
第十一页,共五十八页,2022年,8月28日
1.造型材料
造型材料——制造砂型和砂芯的材料。 1砂 2 黏土
3 黏结剂 4 附加物
第十二页,共五十八页,2022年,8月28日
第八页,共五十八页,2022年,8月28日
《砂型铸造》课件

历史与发展
历史
起源于古代中国,至今已有数千年的 历史。
发展
随着科技的不断进步,砂型铸造工艺 不断改进,提高了铸造质量和效率。
应用领域
01
汽车制造
发动机、底盘、刹车系统等。
02
机械制造
机床、泵、阀等。
03
航空航天
飞机、火箭、卫星等。
04
船舶制造
船体、发动机、配件等。
PART 02
砂型铸造工艺流程
REPORTING
模具设计与制作
模具设计
根据产品需求和铸造工艺要求,进行 模具设计,包括模具结构、尺寸、材 料选择等。
模具制作
根据设计图纸,采用合适的材料和工 艺,制作出符合要求的模具。
砂型制作
准备砂料
选择合适的砂料,进行筛选和干燥。
砂型制作
将砂料填入模具中,经过振动、夯实、排气等工序,制成砂型。
PART 06
砂型铸造案例分析
REPORTING
案例一:某复杂铸件的生产过程
总结词
工艺流程复杂
详细描述
由于该铸件结构复杂,对铸造技术要求较高,需要采用特 殊的铸造工艺和材料,以确保铸件的质量和性能。
详细描述
该案例介绍了某复杂铸件的生产过程,涉及到模具设计、 砂型制备、浇注、冷却和清理等工艺流程,其中每个环节 都需要精细的操作和严格的质量控制。
总结词
环保与可持续发展
总结词
智能化与自动化趋势
详细描述
该案例介绍了智能化与自动化在新型砂型铸造技术中的应 用趋势,通过引入智能化技术和自动化设备,可以提高铸 造生产的效率和稳定性,降低人工成本和操作风险。
THANKS
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REPORTING
铸造工艺图及设计实例PPT课件(PPT31页)

1.日 本 那 些 再 现曲 水宴的 表演, 有着不 少“中 国元素 ”,但 是由于 现代年 轻人对 古代中 国文化 了解甚 少,并 不知道 哪些元 素来自 中国。 2.本 着 保 证 校 车安 全的原 则,公 安机关 将会同 教育行 政等部 门对校 车驾驶 人进行 逐一审 查,坚 决清退 不符合 安全规 定的校 车驾驶 人。 3.山 寨 文 化 是 一种 平民文 化、草 根文化 ,自然 有其存 在的意 义和价 值,但 山寨产 品的泛 滥则是 中国知 识产权 意识不 足的揭 露与讽 刺。 4.神 舟 7号 宇 宙 飞船 载着三 位航天 英雄胜 利返回 地球, 这艘宇 宙飞船 是我们 国家自 行研制 的,每 一个中 国人不 能不为 之骄傲 。 5.这 家 工 厂 虽 然规 模不大 ,但曾 两次荣 获省科 学大会 奖,三 次被授 予省优 质产品 称号, 产品远 销全国 各地和 东南亚 地区。
6.杭 州 湾 跨 海 大桥 是一座 由我国 自行建 造、自 行设计 、自行 管理、 自行投 资的特 大型交 通基础 设施, 是我国 跨海大 桥建设 史上的 一个重 要里程 碑。 7、 为 防 止 东 南亚 地区发 生的禽 流感传 入我国 ,国家 质检总 局和农 业部今 天联合 发出通 知,自 即日暂 行禁止 进口来 自疫区 的禽类 及其产 品。
注意事项
(6)所标注的各种工艺尺寸或数据,不要盖住 产品图上的数据,应方便工人操作,符合工厂 的实际条件。例如标注拔模斜度,对于手工木 模,则应尽量标注尺寸(毫米)或比例(1/50);对 于金属模则应标注角度,而且所注角度应和工 厂常用铣刀角度相对应。
铸件图( 毛坯图)
铸件图的用途:
(1)是铸件验收的依据。 (2)是冷加工车间进行铸件加工工装设计的 重要依据
4-课件1-铸造典型案例与习题作业

HT200:同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。
(2)在造型工艺上,采取相应措施,减小铸造应力。改善铸型、型芯的退让性, 合理设置浇口、冒口等。 (3)在铸件结构上,尽量避免牵制收缩的结构,使铸件各部分能自由收缩。壁 厚均匀、壁和壁之间连接均匀、热节小而分散的结构,可减少铸造应力。 (4)去应力退火。可减小或消除残余铸造应力。 HT200 退火方式:去应力处理(加温到 550º~626,保温 3~6h,随炉至室温出炉)
图 1-24 尽量采用平直分型面 (3)应尽量使铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面位于同一砂 型中。
图 1-25 螺丝塞头铸件的分型面
图 1-26 尽量减少型芯的数量
图 1-25 为螺丝塞头铸件的分型面。在加工螺纹部分时,是以四方头作为基准
的,为防止错箱造成废品,应该使铸件的全部或大部分位于同一个砂箱,图 1-25a)
可以有多个。 选择分型面的原则:
(1)分型面的选择,应使砂箱最少。图 1-23 为三通铸件的分型方案,方案 3 比较合理。在大批量生产时,两个砂箱可采用机器造型大幅提高生产率。
8
图 1-23 三通铸件的分型方案 (2)尽量采用平直分型面,数量应少。
图 1-24a)分型面为曲面,改成图 1-24b)形状,模型制造及造型工作简化。
合金的结晶温度范围小,凝固区窄,愈倾向于逐层凝固。如: 砂型铸造,低 碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固。】
(4)冷裂纹:大多发生在固态收缩后期低温下形成的裂纹,裂纹较长,缝隙小, 呈连续直线状或圆滑曲线,裂口表面干净,具有金属光泽或轻微氧化色。
铸造实习教案PPT课件

根据产品要求,制定合适的铸造工艺, 包括浇注系统设计、模具结构设计等。
设备检查
确保熔炼设备、模具、浇注系统、冷 却系统等设备处于良好状态,无故障 隐患。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
铸造过程
熔炼与浇注
详细描述金属的熔炼过程,包括 温度控制、时间控制等,以及浇
注操作的要点和注意事项。
模具安装与调整
说明如何正确安装模具,调整模具 位置,确保浇注系统畅通无阻。
04
安全注意事项
安全操作规程
操作前检查
确保工作场所安全,检查设备是否正常,遵守操 作规程。
穿戴防护用品
佩戴安全帽、防护眼镜、手套等,以防止意外伤 害。
遵循安全标识
注意观察工作场所的安全标识,遵循指示操作。
应急处理措施
火灾应急处理
熟悉灭火器的使用方法,掌握火灾应急疏散路线。
机械伤害应急处理
发生机械伤害时,应立即停止操作,进行伤口处理和就医。
03
铸造工艺流程图解
通过流程图直观展示铸造工艺流程,帮助学生更好地理 解。
铸造材料
01
02
03
铸造常用材料
介绍铸造常用的金属材料, 如铸铁、铸钢、有色金属 等。
材料性能与选择
讲解不同材料的性能特点, 以及在铸造过程中如何根 据产品需求选择合适的材 料。
材料质量控制
阐述材料质量控制的方法 和重要性,确保铸件的质 量和稳定性。
触电应急处理
发现有人触电,应立即切断电源,进行急救并拨打急救电话。
安全意识培养
培训安全知识
01
定期组织安全知识培训,提高员工安全意识。
安全意识宣传
02
通过宣传标语、海报等形式,宣传安全意识,营造安全文化氛
安全培训资料(铸造) ppt课件

PPT课件
17
铸造现场可能发生的事故模式分析
【火灾和爆炸】
1 铁水飞溅到易燃易爆品上 2 可燃液压油大量泄漏,被合金熔液点燃 3 坩埚破裂,铁液外泄 火灾原因 4 铁液运输过称中“意外倾覆” 5 电焊火花点燃垃圾 6 抛丸机“集尘袋”粉尘自燃;粉尘自燃
1 死亡
2 大面积烫伤
潜在的人身 伤害
3
烫伤
4 触电(铁水泄漏造成电线漏电的二次灾害)
PPT课件
4
事故发生和预防简述
1.6 怎么确保安全
1、基础的安全管理方法——5S 整理、整顿、清洁、清扫、素养并习惯化(能养成习惯才显示个人素质) 导致事故发生的直接原因:1、人的不安全行为;2、物的不稳定状态;3、作业环境不良。 ☆现场每个员工习惯化的整理、整顿、清洁(3S),可以有效的消除物的不稳定状态; 如: 1、清洁地面和油渍,可以避免滑到、绊倒; 2、整理模具安装零件,可以缩短安装时间和突发事件,保证模具安装安全; 3、整顿保养设备,可以发现设备的安全隐患,请专业人员维修消除; 4、整顿保养工具,可以发现工具的安全隐患,及时维修和更换; 5、对工厂环境进行5S,可以消除作业环境不良,增加作业安全系数。 6、对“作业文件”进行整理、整顿、清洁,可以增加文件的科学性,然后并通过培训
模温机运油管
180℃高温
小心烫伤
PPT课件
19
铸造现场可能发生的事故模式分析
中暑原因
1 工作环境太热,脱水晕倒 2 天气太热,脱水晕倒
【中暑】
11
铸造现场可能发生的事故模式分析
【肢体卷入设备的“转动”机构】
1 衣袖、手套和头发卷入“转动”设备
卷入原因 2 设备在“运转”,操作工去清理垃圾,夹手
金属工艺学习题答案-第二篇--铸造PPT课件

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1
P48(5)
两者不同点:
1.两者的分布不同,缩孔是集中在铸件上部或最后凝 固部位,容积较大的孔洞;缩松是分散在铸件某区域 内的细小缩孔; 2.缩孔比缩松更容易防止。
缩孔比缩松容易防止的原因:
缩孔是由于液态和凝固态收缩容积得不到补足造成, 其集中在铸件上部或最后凝固部分,位置容易找到, 因此可以通过“顺序凝固”的方法来防止。
成形铸件采用离心铸造的原因:
1.提高金属液的充型能力; 2.有利于补缩,使铸件组织致密,质量更好。
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25
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2
P48(6)
顺序凝固原则是指:在铸件上可能出现缩孔的厚大
部位通过安放冒口等工艺措施,使铸件远离冒口的部 位先凝固,然后是靠近冒口部位凝固,最后才是冒口 本身的凝固。 主要用于必须补缩的场合,如铝青铜、铝硅合金和铸 钢件。
同时凝固原则是指:将浇道开在薄壁处,使薄壁处
铸型在浇注过程中的升温较厚壁处高,因而可补偿薄 壁处冷速快的现象。有时为加快厚壁处的冷速,还可 以在厚壁处安放冷铁。 主要用于壁厚均匀的薄壁件,如灰铸铁、锡青铜等。
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9
P73(4)
浇注位置选择对铸件质量影响重大,在制定铸 造方案时必须优先考虑;而分型面选择是影响 铸造工艺合理性的关键之一。
当两者发生矛盾时,抓住主要矛盾,全面考虑, 至于次要矛盾,则应该从工艺措施上去解决。
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10
P73(5)
下
上
单间生产采用:
手工整箱造型
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11
P73(5)
单间生产采用: 手工挖沙造型
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8
P73(1)
机器造型的优越性:大大提高劳动生产率,改 善劳动条件,铸件尺寸精确、表面光洁,加工 余量小。 机器造型的工艺特点:通常是采用模板进行两 箱造型。模板是将模样、浇注系统沿分型面与 模底板连接成一整体的专用模具。造型后,模 底板形成分型面,而模样形成铸型空腔,而模 底板的厚度并不影响铸件的形状与尺寸。
金属铸造实例

金属型铸造生产实例关键词:生产实例由于金属型铸造的合金很多,铸件的形状、大小、复杂程度以及技术要求差别很大,因此铸造工艺是千变万化的。
对于具体问题,必须进行具体分析,并结合实际情况,灵活处理,反复实验总结,才能得出比较合适的工艺方案,现将铸件的生产实例按铸造合金分类介绍如下。
1 铸铁件金属型铸造实例1.1 球墨铸铁齿轮齿轮是最常见的机械零件,工作运行中承受较大的负荷,因此不仅机械加工尺寸精度高,对铸件的质量和力学性能要求也十分严格。
鉴于金属型铸造的优点(见1.2金属型铸造工艺特点),现将齿轮作为轮形铸件的典型代表,介绍其金属型铸造生产工艺。
1)铸件情况:材质QT500-7,零件净重10.4kg,见图JSXT-114;铸件毛重13kg,见图JSXT-115。
2)金属型形式:由于生产批量大,为提高效率,采用金属型铸造机生产。
考虑到具体齿轮毛坯的结构和尺寸(见图JSXT-116),确定采用垂直分型式金属型,定型和动型结构尺寸见图JSXT-117~图JSXT-118。
同时由于254/66>1(见2.2.2 浇注系统的结构形式),故采用底注式。
3)冒口:鉴于球墨铸铁的糊状凝固方式和石墨化膨胀特性,集中设置一个明冒口补缩兼排气和集渣。
冒口的尺寸计算见表JSXB-35,尺寸为下端70×32mm,上端100×48mm,高105mm,见图JSXT-116。
4)浇注系统:直浇道和横浇道截面选择见图JSXT-16 和图JSXT-18,考虑到动型开合及顶出铸件方便选为为半圆形。
尺寸计算见2.2.4金属型浇注系统计算方法,尺寸为φ36mm(半圆);内浇道一个(过多内浇口数量不仅增加铸件顶出阻力、清理麻烦,同时也容易产生因浇注不稳定所造成的卷气现象。
因此,在满足浇注系统各截面积比例而又确保不增大铸件热节的情况下尽量减少内浇口数量),尺寸为60×8mm,参见铸造工艺图(图JSXT-116)。
5)涂料:该齿轮铸件由于轴孔和辐板减重孔分别铸出,开型相对比较困难,铸件顶出阻力较大,故采用润滑性好的石墨涂料——即铸铁Ⅰ号(见表JSXB-125)6)金属型工作温度:见表JSXB-97。
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【铸件凝固的方法有很多种。铸件在凝固的过程中,其断面上一般分为三个 区: 1—固相区 2—凝固区 3—液相区
对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式。 第一,中间凝固:大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。 第二,逐层凝固: 纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液, 固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少, 直达中心。 第三,糊状凝固:合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不 存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化。
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(4)收缩率 由于铸件的收缩,铸件冷却后尺寸比型腔尺寸略为缩小,为保证铸件应有的
尺寸,模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。收缩量=铸件尺寸×铸造 收缩率。
通常灰铁为 0.7~1.0% 。 (5)型芯及型芯头
铸件上孔和内腔及局部妨碍起模的外形用型芯铸出。 型芯头与铸型型芯座之间应有 1~4 mm 的间隙(S),以便于铸型的装配。
以某零件为例:
铸造
零件说明: (1)压盖材料 HT200 (2)工艺分析与设计:铸造、机加工、塑性成形 铸造生产过程:
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一、材料 1.1 材料分析:HT200 HT200 是灰铸铁的牌号,HT 代表灰口铸铁,HT 是灰色铸铁汉语拼音的缩写,灰铸 铁 HT200 表 ø30 试样的最低抗拉强度 200MPa. 材料硬度:163~255HB。抗拉强度和塑性低,但铸造性能和减震性能好。 化学成分:C: 3.1~3.5% Si:1.8~2.1% Mn:0.7~0.9% P<0.15% S≤0.12% 应用:主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
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(2)缩孔与缩松的位置 缩孔集中在铸件上部或最后凝固部位,容积较大,多呈倒圆锥形,内表面粗
糙。 缩松在铸件某区域内内部,厚大部位、中心轴线附近。
****** (3)防止缩孔和缩松的方法:采用“顺序凝固”补缩原则:
工艺:用冒口补充热节圆处的金属液体,用冷铁激冷远离冒口处的金属。使远离 冒口的金属先凝固,而后是靠近冒口的金属凝固,冒口处的金属最后凝固,于是 形成一条补缩通道。 HT200: 2.2.3 铸造内应力 (1)概念:铸件在固态收缩时受阻,会在铸件中产生“铸造内应力”。 (2)作用:铸造内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因。 (3)分类:根据形成原因不同,可分为热应力、相变应力和机械应力三种。 (4)热应力: 热应力的概念:铸件各部分壁厚不均匀,冷却速度不同,同一时期的收缩不一致,
灰铸铁件最小铸出孔(毛坯孔径)推荐如下: 单件、小批量生产时 30~50mm; 成批生产时 15~30mm; 大批量生产时 12~15mm。 对于零件图上不要求加工的孔、槽,不论尺寸大小,一般都应铸出来。 (3)起模斜度 为使模型易于从铸型中取出,铸件上垂直于分型面的立壁在制造模样时应具 有的斜度,见图 1-27,此斜度即为起模斜度。
凸台需用活块或增 加外部型芯才能起 模。延长凸台,省去 了活块或型芯。
凸台阻碍起模。凸台 顺着起模方向布置, 则容易起模。
下孔尺寸小,要用型 芯形成内腔。扩大下 孔,且 D>H,则可形 成自带型芯,省掉型 芯
中空结构,要用悬臂 型芯,采用开式结 构,则省去了型芯。
具有结构斜度,便于 起模。
内壁具有结构斜度, 可形成自带型芯。
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铸型:铸型材料、铸型温度 根据铁碳合金相图
2.2 合金的收缩性、缩孔、缩松、应力、变形、裂纹 2.2.1 收缩 (1)概念:铸件在凝固和冷却过程中,体积和尺寸缩小的现象。 (2)合金的三个收缩阶段:1)液态收缩 2)凝固收缩 3)固态收缩 (3)收缩的作用与影响:
液态收缩和凝固收缩是缩孔或缩松形成的基本原因。 固态收缩是铸造应力、变形、裂纹产生的基本原因。 (4)收缩率:HT200 收缩率:体积 5~8%,线收缩率:1% 2.2.2 缩孔与缩松 (1)概念:液态合金在液态收缩和凝固收缩中,若缩减容积得不到补足,则在铸 件最后凝固的部位形成缩孔或缩松。 大而集中的孔洞称为缩孔。分散在铸件某区域内的细小而分散的孔洞,称为 缩松。
图 1-24 尽量采用平直分型面 (3)应尽量使铸件的重要加工面或大部分加工面和加工基准面位于同一砂 型中。
图 1-25 螺丝塞头铸件的分型面
图 1-26 尽量减少型芯的数量
图 1-25 为螺丝塞头铸件的分型面。在加工螺纹部分时,是以四方头作为基准
的,为防止错箱造成废品,应该使铸件的全部或大部分位于同一个砂箱,图 1-25a)
铸造中,合金的偏析主要有晶内偏析和比重偏析两种。 晶内偏析:晶粒内部化学成分不均匀。晶内偏析的现象在铸钢锭中最为显著, 先结出的晶轴较之后结晶的部分含碳量低、熔点高。 比重偏析:由合金组元的比重不同所引起。 如铅青铜中铜的比重为 8.9g/cm3,铅为 11.3g/cm3,在熔化中,铅总是倾向于
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往下沉,造成了合金成分的不均匀。 具有比重偏析的合金,在熔化、浇注前需仔细搅拌,浇注后应快速冷却。
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(二)铸造工艺图绘制 2.1 浇注位置
概念:浇注位置是指金属浇注时铸件所处的空间位置。 浇注位置的选择原则:
(1)铸件重要工作面或主要加工面应朝下或侧立。图1-19
图 1-19 车床床身浇注位置 图 1-21 平板类件的浇注位置 (2)铸件的大平面应朝下或侧立,以防夹砂等缺陷。图 1-21 (3)大面积的薄壁部分应朝下。在重力的作用下,便于金属充填,防止浇不
比较合理。
(4)应尽量减少型芯的数量
图 1-26a)用型芯来形成内腔,增加了制芯的工作量,图 1-26b)中间的型腔 由自带型芯形成,简化了造型工艺。
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分析与讨论:压盖分型面与浇注位置分析
2.2 工艺参数的确定 1、概念:
铸造工艺参数主要包括:机械加工余量、铸孔、起模斜度、铸造收缩率、型芯 及型芯头、铸造圆角等。 2、工艺参数 (1)机械加工余量
可以有多个。 选择分型面的原则:
(1)分型面的选择,应使砂箱最少。图 1-23 为三通铸件的分型方案,方案 3 比较合理。在大批量生产时,两个砂箱可采用机器造型大幅提高生产率。
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图 1-23 三通铸件的分型方案 (2)尽量采用平直分型面,数量应少。
图 1-24a)分型面为曲面,改成图 1-24b)形状,模型制造及造型工作简化。
导致产生热应力。 热应力分布:一般先行收缩的簿壁部分产生压应力,较慢收缩的厚壁部分产生拉 应力。
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(5)机械应力: 概念:铸件冷却到弹性状态后,由于受到铸型、型芯、浇冒口等的机械阻碍而产 生应力。 性质:机械应力一般都是拉应力,且是一种临时应力,当约束消除后会逐渐释放 而消除。
(6)减小和消除铸造应力的方法: (1)采用同时凝固原则
悬臂芯需用型芯撑 加固,如将铸件的两 个空腔打通,可避免 型芯撑,并使型芯定 位稳固,有利于排气 和清理。
讨论与分析:工艺参数的确定
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(三)浇注系统及冒口设计 1、浇注系统的组成 将液态金属引入铸型型腔而在铸型内开设的通道称为浇注系统。
1)浇口杯:引导金属液平稳流入直浇口。 2)直浇口:通常是一个上大下小的圆锥形垂直通道,可以调节金属液平稳流 入横浇口。 3)横浇口:通常开在直浇口与内浇口之间,其截面形状多为梯形。主要起缓 减金属液的流速、挡渣作用,并使金属液平稳流入内浇口。 4)内浇口:将金属液引进型腔的通道,截面形状多为扁梯形或三角形。
合金的结晶温度范围小,凝固区窄,愈倾向于逐层凝固。如: 砂型铸造,低 碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固。】
(4)冷裂纹:大多发生在固态收缩后期低温下形成的裂纹,裂纹较长,缝隙小, 呈连续直线状或圆滑曲线,裂口表面干净,具有金属光泽或轻微氧化色。
导致冷裂的主要因素有:形状复杂的大件受拉应力部位和应力集中处易发生, 含磷量高易冷脆,材料塑性差等。
2、冒口及作用 冒口为铸型内供储存铸件补缩用熔融金属,并有排气、集渣作用的空腔。是
为避免铸件出现缩孔等缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。 在铸型中,冒口的型腔是存贮液态金属的容器,其主要功能是补缩。
(四)铸件结构设计与分析
考虑铸造工艺构的一般要求
足、冷隔等缺陷,图 1-22b)较合理。
图 1-22 大面积的薄壁部分应朝下 (4)浇注位置应有利于补缩、防止产生缩孔。将铸件厚大部分置于铸件的上
部位置,以便安放冒口,实现自下而上的顺序凝固,便于补缩,防止缩孔。 2.1 分型面 概念:分型面是铸型与铸型的结合面。可能是平面也可能是曲面,可以是一个也
概念:铸件为机械加工而加大的尺寸称为机械加工余量。 铸件的机械加工余量:HB6103-1986 规定的方法。 HT200 取 1.5mm
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(2)铸孔 零件上的孔与槽是否铸出。 通常,较大的孔、槽应当铸出,以减少机械加工余量和减小铸件上的热节,
节约金属。较小的孔、槽,特别是中心线位置有精度要求的孔,由于铸孔位置准 确性差,不铸出留待机械加工。
二、工艺原理(及铸造合金的铸造性能) 2.1 充型能力 (1)概念:指液态金属充满铸型,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。 (2)提出问题:怎样评价铸造合金充型能力的好坏?HT200 (3)分析问题:从材料、工艺、设备与工装三方面进行考虑。
材料:合金的流动性。 工艺:浇注温度:液相线以上 100-150℃。 工艺:浇注压力:重力
工艺:将浇口开在薄壁处,使薄壁处升温较厚壁处高,以减缓冷速;可在厚壁处 安放冷铁,增快厚壁处的冷速,这样可减少铸件各个部位间的温度差,使其均匀 地冷却。
HT200:同时凝固原则主要用于灰铸铁、锡青铜等。
(2)在造型工艺上,采取相应措施,减小铸造应力。改善铸型、型芯的退让性, 合理设置浇口、冒口等。 (3)在铸件结构上,尽量避免牵制收缩的结构,使铸件各部分能自由收缩。壁 厚均匀、壁和壁之间连接均匀、热节小而分散的结构,可减少铸造应力。 (4)去应力退火。可减小或消除残余铸造应力。 HT200 退火方式:去应力处理(加温到 550º~626,保温 3~6h,随炉至室温出炉)