《砂型鑄造》PPT課件.ppt

2020年9月2日1時37分,第三章 砂型鑄造,2020年9月2日1時37分,液態(tài)成型工藝分類：,機(jī)器造型,金屬型鑄造 熔模鑄造 壓力鑄造 低壓鑄造 陶瓷型鑄造 離心鑄造,液態(tài)成型工藝,砂型鑄造,特種鑄造,整模造型 分模造型 三箱造型 活塊造型 挖砂造型 刮板造型,手工造型,2020年9月2日1時37分,砂型鑄造： 是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)。 是由中國古代勞動人民發(fā)明的?，F(xiàn)在仍是主要的鑄造生產(chǎn)方法。砂型鑄造概述-視頻。,目的及要求： 1.了解手工造型和機(jī)械造型的常用方法； 2.了解澆注口、冒口按放方法； 3. 掌握澆注口位置、分型面的選擇原則并靈活運(yùn)用。 重點(diǎn)及難點(diǎn)： 1.常用手工造型方法； 2.澆注系統(tǒng)設(shè)計； 3.工藝條件的確定。,砂型鑄造自動生產(chǎn)線-視頻。,2020年9月2日1時37分,為了獲得健全的鑄件、減少制造鑄型的工作量、降低鑄件成本，必須合理地制定鑄造工藝方案，并繪制出鑄造工藝圖。,砂型鑄造工藝過程簡圖：,砂型鑄件從設(shè)計到產(chǎn)品的大致過程-動畫演示。,2020年9月2日1時37分,鑄造工藝圖的繪制,分型面的選擇,澆注位置的確定,工藝參數(shù)的確定,設(shè)計要點(diǎn),鑄造工藝設(shè)計要點(diǎn)：,2020年9月2日1時37分,鑄造工藝圖： 是在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形。是指導(dǎo)模樣設(shè)計、生產(chǎn)準(zhǔn)備、鑄型制造和鑄件檢驗的基本工藝文件。,2020年9月2日1時37分,工藝圖包括： 澆注位置，鑄型分型面，型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及其固定方法，冒口和冷鐵的尺寸和布置, 加工余量，收縮率，澆注系統(tǒng)，起模斜度等。,參考表：鑄造工藝圖中符號及其表示方法。,2020年9月2日1時37分,繪制方法,鑄造工藝圖的繪制：,根據(jù)零件，首先要考慮這個零件有幾種可能的分型方案，需進(jìn)行分析比較； 對澆注位置有要求時要優(yōu)先考慮； 對澆注位置沒有要求時，優(yōu)先確定方案，即優(yōu)先考慮分型面。,2020年9月2日1時37分,下面主要介紹，鑄造工藝方案的制定過程中，有關(guān)造型方法的選擇、澆注位置和分型面的選擇等內(nèi)容。,2020年9月2日1時37分,第一節(jié) 造型方法的選擇 造型是砂型鑄造最基本的工序，造型方法的選擇是否合理，對鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影響。 有手工和機(jī)器造型方法。,一、手工造型 手工造型用材料、工具及造型方法：視頻。 手工造型操作靈活，大小鑄件均可適應(yīng)，它可采用各種模樣及型芯，通過以下造型方法制出外輪廓及內(nèi)型形狀復(fù)雜的鑄件。 整模造型1，2； 分模造型1，2； 挖砂造型1，2； 活塊造型1，2； 刮板造型1，2； 三箱造型1，2。,2020年9月2日1時37分,手工造型方案選定： 主要根據(jù)鑄件幾何體形狀、安放位置等選擇分型面和造型方案。,2020年9月2日1時37分,應(yīng)用： 1）單件、小批生產(chǎn) 由于鑄件的尺寸較大，又屬回轉(zhuǎn)體，故在單件、小批生產(chǎn)條件下壓環(huán)宜采用刮板- 地坑造型（視頻）。-節(jié)省許多工時和木材，降低成本。 2）成批生產(chǎn) 在鑄件的生產(chǎn)批量較大、又缺乏機(jī)械化生產(chǎn)的條件下，仍可采用手工造型。,特點(diǎn)： 1、手工造型對模樣的要求不高。 一般采用成本較低的實(shí)體木模，對于尺寸較大的回轉(zhuǎn)體零件還可以采用成本甚低的刮板造型方法來造型。 2、對砂箱的要求也不高，可減少砂箱的費(fèi)用。 3、缺點(diǎn)為生產(chǎn)率低，對工人技術(shù)水平要求較高，而且鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差。但實(shí)際生產(chǎn)中難以取代的造型方法。,2020年9月2日1時37分,二、機(jī)器造型（造芯） 機(jī)器造型的實(shí)質(zhì)： 將填砂、緊實(shí)和起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。,采用機(jī)器來造型和造芯，并與機(jī)械化砂處理、澆注和落砂等工序共同組成流水生產(chǎn)線。 1、機(jī)器造型類型： 常用的有震壓式造型和射壓造芯機(jī)。 震壓式造型機(jī)：,2020年9月2日1時37分,射壓造芯機(jī)：,2020年9月2日1時37分,2、機(jī)器造型的工藝特點(diǎn) 通常采用模板進(jìn)行兩箱造型。因機(jī)器造型不能緊實(shí)中箱，故不能進(jìn)行三箱造型。 機(jī)器造型特點(diǎn)： 大大提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件，鑄件尺寸精確，表面光潔，加工余量小。 盡管機(jī)器設(shè)備的投資大，但在大批量生產(chǎn)中鑄件的成本仍能顯著降低。,2020年9月2日1時37分,第二節(jié) 澆注位置和分型面的選擇 澆注位置：是指澆注時鑄型分型面所處的空間位置(上下)。 鑄型分型面：是指鑄型中相互結(jié)合的組元間的結(jié)合面。三箱造型澆注位置和分型面。,2020年9月2日1時37分,一、澆注位置選擇原則,（1）鑄件的重要加工面應(yīng)朝下或側(cè)立。因鑄件的上表面容易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷，組織也不如下表面致密；,（2）鑄件的大平面應(yīng)朝下。大平面朝上容易產(chǎn)生夾砂缺陷；,2020年9月2日1時37分,（3）為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜的位置；,（4）對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件，應(yīng)使厚的部分放在鑄型的上部或側(cè)面，以便在鑄件厚壁處直接安置冒口,使之實(shí)現(xiàn)自下而上的定向凝固。,2020年9月2日1時37分,二、鑄型分型面的選擇原則 是鑄造工藝合理性的關(guān)鍵之一。 鑄型分型面的選擇應(yīng)能在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝，節(jié)省人力物力。,選擇原則,應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面； 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量； 應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少； 應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱；應(yīng)使鑄件的全部或大部分置入下箱； 應(yīng)保證模樣能順利的從鑄型中取出。,2020年9月2日1時37分,1）應(yīng)使工藝造型簡化： 盡量使分型面平直、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯等，盡量使鑄型只有一個分型面，以便采用工藝簡便的兩箱造型； 應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面： 若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型。,2020年9月2日1時37分,應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量（之一）,2020年9月2日1時37分,應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量（之二）,2020年9月2日1時37分,應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量（之三）,2020年9月2日1時37分,應(yīng)盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少,2020年9月2日1時37分,應(yīng)盡量使鑄件全部或大部分放在同一砂箱，以保證鑄件的精度； 1）為便于造型、下芯、合箱和檢驗鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱；,2）加工基準(zhǔn)面與大部分加工面在同一砂型內(nèi)；使鑄型總高度為最低。,2020年9月2日1時37分,應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出（之一）,2020年9月2日1時37分,可見，具體鑄件難以全面滿足，有時甚至互相矛盾。 因此，必須抓住主要矛盾、全面考慮，至于次要矛盾，則從工藝措施上設(shè)法解決。,應(yīng)保證模樣能順利從鑄型中取出（之二）,1、質(zhì)量要求高的鑄件： 應(yīng)滿足澆注位置要求的前提下考慮造型工藝的簡化。 2、沒有特殊質(zhì)量要求的鑄件： 以簡化工藝、提高經(jīng)濟(jì)效益為主要依據(jù)，不必過多地考慮澆注位置。,2020年9月2日1時37分,第三節(jié) 鑄件工藝參數(shù)的選擇 鑄件工藝參數(shù)有-,機(jī)械加工余量；,收縮率；,拔模斜度；,鑄造圓角；,型芯及型芯頭。,工藝參數(shù),2020年9月2日1時37分,一、機(jī)械加工余量和最小鑄孔 在鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱為機(jī)械加工余量。 余量過大，切削加工費(fèi)工，且浪費(fèi)金屬材料； 余量過小，制品會因殘余黑皮而報廢，或者，因鑄件表面層過硬而加速刀具磨損。 鑄孔原則：要考慮鑄出的可能性、必要性、和經(jīng)濟(jì)性。一般大孔用下芯的方式鑄出，而小孔則用機(jī)加工完成。,2020年9月2日1時37分,影響加工余量的因素： 取決于鑄件的生產(chǎn)批量、合金的種類、鑄件的大小、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時的位置等。 1、大批生產(chǎn)時，因采用機(jī)器造型，鑄件精度高，故余量可減小；反之，手工造型誤差大，余量應(yīng)加大。 2、鑄鋼件因表面粗糙，余量應(yīng)加大；非鐵合金鑄件價格甚貴，余量應(yīng)比鑄鐵小。 3、鑄件尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面的距離愈大，尺寸誤差愈大，故余量也應(yīng)隨之加大。表2-9 灰鑄鐵的機(jī)械加工余量。 4、鑄件的孔、槽是否鑄出，不僅取決于工藝上的可能性，還必須考慮其必要性。 一般來說，較大的孔、槽應(yīng)當(dāng)鑄出，但較小的孔、槽則不必鑄出，留待加工反而更經(jīng)濟(jì)。,2020年9月2日1時37分,二、起模斜度 為了使模樣（或型芯）便于從砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時，必須留出一定的傾斜度，此傾斜度稱為起模斜度。 大小取決于立壁的高度、造型方法、模樣材料等因素，通常為153。立壁越高，斜度越??；機(jī)器造型應(yīng)比手工造型小，而木模應(yīng)比金屬模斜度大，內(nèi)壁比外壁大。,2020年9月2日1時37分,三、收縮率 鑄件在凝固和冷卻過程中會發(fā)生收縮而造成各部分體積和尺寸縮小。 為了使鑄件的實(shí)際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時，模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件放大一個該合金的收縮率。 合金收縮率的大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。 通?；诣T鐵的鑄造收縮率是0.7%1.0%，鑄鋼的鑄造 收縮率為1.3%2.0%，鋁合金的鑄造收縮率為0.8%1.2%，錫青銅鑄造收縮率為1.2%1.4%。,2020年9月2日1時37分,凝固特性 熱節(jié)、充型,不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié),鑄造圓角：,鑄造熱節(jié)： 是指鐵水在凝固過程中，鑄件內(nèi)比周圍金屬凝固緩慢的節(jié)點(diǎn)或局部區(qū)域。 也可以說是最后冷卻凝固的地方。,2020年9月2日1時37分,四、型芯及型芯頭 型芯是鑄件的一個重要的組成部分。 型芯的功用： 是形成鑄件的內(nèi)腔，孔洞和形狀復(fù)雜阻礙起模部分的外形。 型芯種類（一）,2020年9月2日1時37分,型芯種類（二）,2020年9月2日1時37分,型芯種類（三）,2020年9月2日1時37分,型芯種類（四）,2020年9月2日1時37分,型芯頭： 是型芯的定位、支撐和排氣的部分。 設(shè)計時需考慮： 保證定位準(zhǔn)確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢引出鑄型等。,型芯頭的形狀和尺寸，對型芯裝配的工藝和穩(wěn)定性有很大影響。 垂直型芯一般都有上、下芯頭。 芯頭必須留一定的斜度。下芯頭 = 510上芯頭=615。,2020年9月2日1時37分,水平芯頭長度： 取決于芯頭直徑及型芯長度； 懸臂型：芯頭必須加長； 型芯頭與鑄型型芯座之間應(yīng)有14mm的間隙。,2020年9月2日1時37分,第四節(jié) 綜合分析舉例 支座零件圖：,1、單件、小批生產(chǎn)： 因手工造型便于進(jìn)行挖砂和活塊造型，因此，方案2分型較為經(jīng)濟(jì)。,分析： 沒有特殊質(zhì)量要求的表面，在制定工藝方案時，不必考慮澆注位置要求，主要著眼于工藝上的簡化。 所以，可分為三種分型方案。 如果：,2020年9月2日1時37分,2、大批量生產(chǎn) 由于機(jī)器造型難以使用活塊，故應(yīng)采用型芯制出軸孔內(nèi)凸臺。型芯安放穩(wěn)固，凸臺可避免活塊，全部在下箱，因此，方案3適宜。,2020年9月2日1時37分,