机械制造技术第二章

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第一节铸造
冒口是指在铸型内，储存供补缩铸件用熔融金属的空腔，也 指该空腔中充填的金属。其作用是补缩、排气和除渣。冒口 一般设置于铸件的顶部或“热节”处。
(2)造芯制造型芯的过程，称为造芯。型芯主要用来形成铸 件的内腔，其方法分为手工造芯和机器造芯两类，一般情况 下采用手工造芯，大量生产时采用机器造芯。造芯时，一般 在型芯内放置芯骨，用来提高型芯的强度;开设通气孔，以增 加排气能力。型芯大多需要烘干，以进一步提高强度和透气 性。图2-3为用简单芯盒手工造芯的示意图。
第二章材料成型方法
第一节铸造 第二节焊接 第三节锻造和冲压
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第一节铸造
铸造是将金属液浇入预先制备好的铸型中，凝固后获得具有 一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法。用铸造方 法所获得的毛坯或零件统称铸件。铸件通常都是毛坯，经切 削加工后才能成为零件。
用于铸造成型的金属材料有铸铁、钢、铝合金、铜合金、 镁合金等，其中以铸铁应用最为广泛。铸造的种类可分砂型 铸造和特种铸造两大类。砂型铸造的铸型以原砂为主，加入 适量瓤结剂、附加物和水，按一定比例混制而成。因其成本 低廉，适应性广，是目前铸造生产中应用最广泛的一种方法。 特种铸造是在制造铸型时采用少用砂或不用砂的特殊工艺装 备，获得比砂型铸造表面质量好、尺寸精确、力学性能较高 的铸件。
清理是落砂后从铸件上清除表面粘砂以及浇冒口、毛刺、 氧化皮等多余金属的过程的总称。清理的方法分手工清理和 机械清理。手工清理用风铲和铁刷进行清理;机械清理有摩擦 清理法、喷丸清理法和抛丸清理法等方法。
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第一节铸造
2.造型材料
造型材料包括型砂和芯砂两种。
型砂和芯砂应具有以下性能:透气性、强度、耐火度、可塑 性、退让性。
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第一节铸造
(5)浇注浇注是将金属液从浇包注入铸型的过程。为了利于熔 渣的上浮和清理，出炉温度一般应该高些，而浇注温度应适 当低些，以减少液态金属气体的溶解量和冷凝时的收缩量。 浇注速度应该适当，以免产生铸造缺陷。
(6)落砂与清理落砂是铸件在完全凝固，并经充分冷却后， 使铸件与型砂、砂箱分开的操作。落砂过早，铸件温度高， 冷却太快，会使铸件表层硬化，易产生变形，甚至开裂;反之， 生产周期加长，生产率降低。
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(3)合型将铸件的各个部分组合成一个完整铸型的操作过程称 为合型。合型前应该认真检查各个部分，安装型芯，然后将 上型盖上、压紧。若产生错位，会使铸件产生偏芯、错箱等 缺陷。
(4)金属的冶炼冶炼的目的是获得一定化学成分和温度的金 属液。铸铁的冶炼常采用冲天炉，其炉料有金属料、燃料和 熔剂。金属料包括铸造生铁、回炉铁、废钢和铁合金;燃料为 焦炭;熔剂常采用石灰石或氟石，其作用是降低炉渣的熔点， 增加其流动性，实现炉渣与铁液的分离。
造型材料由原砂、黏结剂、水和附加物等组成。原砂是型 砂和芯砂的主要组成部分;黏结剂的作用是将砂粒互相瓤结在 一起，使型砂具有一定的强度和可塑性，常用的有陶土、油 类、树脂与水玻璃等;附加物是为了改善型砂的某些性能而附 加的物质，如加入煤粉可提高耐火性能，加入水玻璃可提高 强度，加入木屑可改善透气性和退让性等。型(芯)砂的制备过 程主要包括烘干、筛分、混砂、松砂、停放闷砂等。
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第一节铸造
3.造型方法 砂型铸造的造型方法很多，一般分为手工造型和机器造型
两大类。 (1)手工造型手工造型是传统的造型方法，它操作灵活，应
用范围广，对模具、砂箱的要求也不高，但生产率低，主要 用于单件、小批量生产。按照模样的特点可以分为整模造型、 分模造型、挖砂造型、活块造型等方法。 ①整模造型整模造型的模样是一个整体，其特点为铸型简 单、造型简易，适用于形状简单最大截面在端部的铸件。其 工艺过程由填砂、紧实、制作出气道、翻转下砂箱、制作上 砂箱、浇注系统、起模和完成浇冒系统、修模、合箱等组成。
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第一节铸造
一、砂型铸造 砂型铸造是型砂紧实成铸型的铸造方法，应用最为普遍。 1.砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程是:制造模样、芯
盒;配制型砂、芯砂;造型和造芯;烘干、合箱;熔炼金属，浇注; 落砂、清理与检验等，如图2-1所示，主要工序是造型、造芯 和金属熔炼。 (1)浇注系统与冒口将液态金属平稳地导入、填充型腔与冒口 的通道，称为浇注系统。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和 内浇道组成，如图2-2所示。除导入液态金属外，浇注系统还 起到挡渣、补缩与调节冷却顺序等作用。
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第一节铸造
②分模造型将模样沿外形的最大截面处分成两部分，并用销 钉定位，型腔位于上、下两个砂箱内，造型过程如图2-4所示。 其特点是模样分开的分模面就是铸型的分型面，造型操作方 便，适用于形状比较复杂的铸件，特别是有孔的铸件。
③挖砂造型某些铸件，如手轮，其轮缘的外形为曲面，用整 体模样造型时，将阻碍起模的型砂挖掉，造型过程如图2-5所 示。其特点是要求较高的操作技术，生产效率低，适用于单 件、小批量生产。
(2)机器造型机器造型是现代化铸造车间生产的重要手段，能 够高效率地生产出尺寸精确、表面粗糙度值小、加工余量少 的铸件，劳动条件较好。但需专用设备，故只适用中、小件 的批量生产。机器造型的主要工序实现了机械化，消除了操 作者技术水平个体差异的影响，而且砂型的紧实程度更符合 铸件成型的要求，型腔轮廓清晰准确，铸件质量好。
④活块造型将模样上阻碍起模的部分做成活动的活块。起模 时，先取出模样的主体，然后取出活块，此法叫做活块造型， 造型过程如图2-6所示。其特点是造型费工，要求操作技术高， 活块容易松动、错位，影响铸件精度，适用于单件、小批量 生产。
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第一节铸造
⑤刮板造型用与铸件截面形状相同的刮板代替实体模样的造 型方法，叫做刮板造型，造型过程如图2-7所示。特点是不用 模样，节省了材料与工时，但要求造型技术高，适用于尺寸 较大的回转体、等截面的铸件的单件、小批量生产。