材料成型工藝學(xué)：第三章 砂型鑄造

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1、 第三章第三章 砂型鑄造砂型鑄造 鑄造方法：鑄造方法：砂型鑄造砂型鑄造 特種鑄造（特種鑄造（熔模、金屬型、消失模熔模、金屬型、消失模 等等）等等）砂型鑄造特點(diǎn)：砂型鑄造特點(diǎn)：適用于各種形狀、大小、批量鑄件；適用于各種形狀、大小、批量鑄件；適用于各種合金鑄件的生產(chǎn)。適用于各種合金鑄件的生產(chǎn)。n掌握砂型鑄造是合理選擇鑄造方法和正確設(shè)計(jì)鑄件掌握砂型鑄造是合理選擇鑄造方法和正確設(shè)計(jì)鑄件的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。為了獲得健全的鑄件、減少制造鑄型的工作量、降低鑄件為了獲得健全的鑄件、減少制造鑄型的工作量、降低鑄件成本成本,必須合理地制訂必須合理地制訂鑄造工藝方案鑄造工藝方案,并繪制出并繪制出鑄造工藝圖。鑄造工藝圖。

2、鑄造工藝圖：鑄造工藝圖：是在零件圖上用各種是在零件圖上用各種工藝符號(hào)工藝符號(hào)及參數(shù)及參數(shù) 表示出鑄造工藝方案的圖形。表示出鑄造工藝方案的圖形。其中包括其中包括:澆注位置澆注位置,鑄型分型面鑄型分型面,型芯的數(shù)量、型芯的數(shù)量、形狀、尺寸及其固定方法形狀、尺寸及其固定方法,加工余量加工余量,收縮率收縮率,澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng),起模斜度起模斜度,冒口和冒口和 冷鐵的尺寸和布置等。冷鐵的尺寸和布置等。支架的零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖及合箱圖支架的零件圖、鑄造工藝圖、模樣圖及合箱圖 1 造型方法的選擇造型方法的選擇n造型造型是砂型鑄造是砂型鑄造最基本的工序最基本的工序，造型方法造型方法的選擇是否合理，的選擇

3、是否合理，對(duì)鑄件質(zhì)量和成本有著對(duì)鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影響。重要的影響。n造型：造型：手工造型手工造型 機(jī)器造型機(jī)器造型一、手工造型一、手工造型 特點(diǎn)：特點(diǎn)：操作靈活，大小鑄件均可適應(yīng)操作靈活，大小鑄件均可適應(yīng) 生產(chǎn)率低生產(chǎn)率低 對(duì)工人技術(shù)水平要求較高對(duì)工人技術(shù)水平要求較高 鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差鑄件的尺寸精度及表面質(zhì)量較差 方法：方法：兩箱、三箱、刮板、地坑等兩箱、三箱、刮板、地坑等壓環(huán)及其分型面壓環(huán)及其分型面 1.單件、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn) 采用刮板-地坑造型,由于鑄件的尺寸較大,又屬回轉(zhuǎn)體2.成批生產(chǎn)成批生產(chǎn) 實(shí)體模兩箱造型,簡(jiǎn)化了造型和合箱操作,(左圖）型砂緊實(shí)度較為均勻,鑄

4、件的表面質(zhì)量得到提高。不同生產(chǎn)條件下，造型方法不同生產(chǎn)條件下，造型方法也不同也不同 二、機(jī)器造型二、機(jī)器造型(造芯造芯)1.機(jī)器造型機(jī)器造型(造芯造芯)基本原理基本原理 是將是將緊砂緊砂和和起模起模等主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。等主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。造型機(jī)種類(lèi)造型機(jī)種類(lèi):以壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的以壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的震壓震壓式式 (微震壓實(shí)、高壓）微震壓實(shí)、高壓）射壓射壓造型造型 震壓造型機(jī)的工作過(guò)程震壓造型機(jī)的工作過(guò)程 頂桿起模式震壓造型機(jī)的工作過(guò)程頂桿起模式震壓造型機(jī)的工作過(guò)程:(1)填砂填砂(圖中圖中a):(2)震擊緊砂震擊緊砂(圖中圖中b):(3)輔助壓實(shí)輔助壓實(shí)(圖中圖中c):(4)起模起模(圖中圖中d)

5、:特點(diǎn)：特點(diǎn)：型砂緊實(shí)度不高，噪聲大，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件差型砂緊實(shí)度不高，噪聲大，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)條件差微震壓實(shí)、高壓造型機(jī)微震壓實(shí)、高壓造型機(jī) 射壓造型機(jī)的工作原理：射壓造型機(jī)的工作原理：射砂射砂 壓實(shí)壓實(shí) 緊實(shí)型砂緊實(shí)型砂射壓造型機(jī)的工作原理射壓造型機(jī)的工作原理 特點(diǎn)特點(diǎn)：射砂造型所形成的是一串射砂造型所形成的是一串無(wú)砂箱無(wú)砂箱的的垂直分型垂直分型的鑄型。的鑄型。生產(chǎn)率高，用于大量生產(chǎn)率高，用于大量小型小型簡(jiǎn)單件簡(jiǎn)單件的生產(chǎn)。的生產(chǎn)。機(jī)器造芯機(jī)器造芯 常用射芯機(jī)或吹芯機(jī)常用射芯機(jī)或吹芯機(jī)。射芯機(jī)的工作原理：如圖。射芯機(jī)的工作原理：如圖。2.機(jī)器造型工藝特點(diǎn)機(jī)器造型工藝特點(diǎn) 采用模板進(jìn)行兩箱造

6、型采用模板進(jìn)行兩箱造型 模板：模板：是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與模底是將模樣、澆注系統(tǒng)沿分型面與模底 板聯(lián)接成一整體的專(zhuān)用模具。板聯(lián)接成一整體的專(zhuān)用模具。造型后，模底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔，造型后，模底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔，而模底板的厚度并不影響鑄件的形狀與尺寸。而模底板的厚度并不影響鑄件的形狀與尺寸。不能緊實(shí)中箱，故不能進(jìn)行三箱造型不能緊實(shí)中箱，故不能進(jìn)行三箱造型 2 澆注位置和分型面的選擇澆注位置和分型面的選擇n 澆注位置澆注位置：指澆注時(shí)鑄型分型面所處的空間位置：指澆注時(shí)鑄型分型面所處的空間位置n 分型面分型面：砂箱間的接觸表面。：砂箱間的接觸表面。一一.澆注位置選擇原

7、則澆注位置選擇原則(1)鑄件的重要加工面應(yīng)朝下鑄件的重要加工面應(yīng)朝下:砂眼、氣孔、夾渣、組織不致密砂眼、氣孔、夾渣、組織不致密 (2)鑄件的大平面應(yīng)朝下鑄件的大平面應(yīng)朝下：夾砂、夾渣夾砂、夾渣(3)鑄件薄壁部分應(yīng)置于鑄鑄件薄壁部分應(yīng)置于鑄型下部或使其處于垂直或型下部或使其處于垂直或傾斜位置：傾斜位置：澆不足、冷隔澆不足、冷隔(4)厚的部分放在鑄型的上厚的部分放在鑄型的上部或側(cè)面部或側(cè)面,以便在鑄件厚以便在鑄件厚壁處直接安置冒口：壁處直接安置冒口：縮孔縮孔 二二.分型面選擇原則分型面選擇原則(1)應(yīng)使造型工藝簡(jiǎn)化應(yīng)使造型工藝簡(jiǎn)化。分型面平直、數(shù)量少分型面平直、數(shù)量少,避免活避免活 塊、型芯，應(yīng)盡

8、量塊、型芯，應(yīng)盡量使鑄型只有一個(gè)分型面使鑄型只有一個(gè)分型面成批成批：圖示分型面。：圖示分型面。平直、分開(kāi)模平直、分開(kāi)模單件單件：整體模。挖砂：整體模。挖砂 或假箱造型或假箱造型(d)圖圖，只有一個(gè)分型面，兩箱造型，只有一個(gè)分型面，兩箱造型，分型方案合理分型方案合理 避免活塊的示例避免活塊的示例：按圖中方案按圖中方案,凸臺(tái)必須采用四凸臺(tái)必須采用四個(gè)活塊方可制出，而下部?jī)蓚€(gè)活塊個(gè)活塊方可制出，而下部?jī)蓚€(gè)活塊的部位甚深，取出困難。的部位甚深，取出困難。改用方案改用方案時(shí)時(shí),可省去活塊，僅在可省去活塊，僅在A處稍加挖砂即可。處稍加挖砂即可。避免不必要的型芯避免不必要的型芯：按圖中方案按圖中方案，分開(kāi)模

9、造型分開(kāi)模造型,其上、下內(nèi)腔均需采用其上、下內(nèi)腔均需采用 型芯。型芯。改用圖中方案改用圖中方案,采用整模造型采用整模造型,則上、下內(nèi)腔均可由砂則上、下內(nèi)腔均可由砂 垛形成，省掉了型芯。垛形成，省掉了型芯。（2）應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱）應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱,以保證鑄件的精度以保證鑄件的精度(3)為便于造型、下芯、合箱和檢驗(yàn)鑄件的壁厚為便于造型、下芯、合箱和檢驗(yàn)鑄件的壁厚,應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱。應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱。圖圖2-35為一機(jī)床支柱的兩個(gè)分型方案。可以看出為一機(jī)床支柱的兩個(gè)分型方案?？梢钥闯?方方案案的型腔大部分及型芯位于下箱的型腔大部分及型芯

10、位于下箱,這樣便可減少上箱的這樣便可減少上箱的高度高度,故較為合理。故較為合理。3 工藝參數(shù)的選擇工藝參數(shù)的選擇 一、機(jī)械加工余量和鑄孔一、機(jī)械加工余量和鑄孔 機(jī)械加工余量：機(jī)械加工余量：在鑄件上為切削加工而加大的尺寸。在鑄件上為切削加工而加大的尺寸。取決于：取決于：鑄件的生產(chǎn)批量、鑄件的生產(chǎn)批量、合金的種類(lèi)、合金的種類(lèi)、鑄件的大小鑄件的大小 加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時(shí)的位置加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在澆注時(shí)的位置 鑄孔：鑄孔：對(duì)于需加工的孔：大孔對(duì)于需加工的孔：大孔鑄出鑄出 小孔小孔不鑄出不鑄出 對(duì)于不要求加工的孔：鑄出對(duì)于不要求加工的孔：鑄出考慮：加工、材料、熱節(jié)二、起模斜度二

11、、起模斜度 為了使模樣為了使模樣(或型芯或型芯)便便于從砂型于從砂型(或芯盒或芯盒)中取出中取出,凡凡垂直于分型面的立壁在制造垂直于分型面的立壁在制造模樣時(shí)模樣時(shí),必須留出一定的傾必須留出一定的傾斜度。斜度。取決于取決于：立壁的高度、：立壁的高度、造型方法、模樣材料，通常造型方法、模樣材料，通常為為153(內(nèi)壁內(nèi)壁3 10）三、收縮率三、收縮率 由于合金的線收縮由于合金的線收縮,鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小為縮小,為保證鑄件應(yīng)有的尺寸為保證鑄件應(yīng)有的尺寸,模樣模樣尺寸尺寸必須比必須比鑄件鑄件放大放大一個(gè)該合金的一個(gè)該合金的收縮量收縮量。四、型芯頭四、型芯頭

12、 芯頭的形狀和尺寸芯頭的形狀和尺寸,對(duì)型芯裝配的工藝性和穩(wěn)定性對(duì)型芯裝配的工藝性和穩(wěn)定性有很大影響。有很大影響。垂直型芯垂直型芯 水平型芯水平型芯 4 綜合分析舉例綜合分析舉例 在不同生產(chǎn)批量下，具體方案可選擇如下：在不同生產(chǎn)批量下，具體方案可選擇如下：(1)單件、小批生產(chǎn)單件、小批生產(chǎn)由于軸孔直徑較小、勿需鑄出，由于軸孔直徑較小、勿需鑄出，而手工造型便于進(jìn)行挖砂和活塊造型，此時(shí)依靠而手工造型便于進(jìn)行挖砂和活塊造型，此時(shí)依靠方案方案分分型較為經(jīng)濟(jì)合理。型較為經(jīng)濟(jì)合理。(2)大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)由于機(jī)器造型難以使用活塊，故應(yīng)采由于機(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(tái)。同時(shí)，應(yīng)從凹槽底

13、采面用用型芯制出軸孔內(nèi)凸臺(tái)。同時(shí)，應(yīng)從凹槽底采面用方案方案從從110mm凹槽底面分型，以降低模板制造費(fèi)用。凹槽底面分型，以降低模板制造費(fèi)用。圖圖3-39為其鑄造工藝圖（澆注系統(tǒng)圖從略），由圖可為其鑄造工藝圖（澆注系統(tǒng)圖從略），由圖可見(jiàn)，方型芯的寬度大于底板，以便使上箱壓住該型芯，防見(jiàn)，方型芯的寬度大于底板，以便使上箱壓住該型芯，防止?jié)沧r(shí)上浮。若軸孔需要鑄出，采用組合型芯即可實(shí)現(xiàn)。止?jié)沧r(shí)上浮。若軸孔需要鑄出，采用組合型芯即可實(shí)現(xiàn)。特種鑄造特種鑄造：砂型鑄造以外的鑄造方法砂型鑄造以外的鑄造方法 （熔模、金屬型、離心、壓力熔模、金屬型、離心、壓力等）等）特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）鑄件精度和表面質(zhì)量高鑄件精

14、度和表面質(zhì)量高 2）改善合金鑄造性能改善合金鑄造性能 3）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 4）改善勞動(dòng)條件和降低鑄造成本改善勞動(dòng)條件和降低鑄造成本 第四章第四章 特種鑄造特種鑄造 1 熔模鑄造熔模鑄造熔模鑄造熔模鑄造（失蠟鑄造失蠟鑄造）：）：用易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐用易熔材料制成模樣，在模樣表面包覆若干層耐火涂料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼外，從而獲火涂料制成型殼，再將模樣熔化排出型殼外，從而獲得無(wú)分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄得無(wú)分型面的鑄型，經(jīng)高溫焙燒后即可填砂澆注的鑄造方法造方法。一一.熔模鑄造的工藝過(guò)程熔模鑄造的工藝過(guò)程 包括包括:蠟?zāi)Ｖ圃煜災(zāi)Ｖ圃臁⑿蜌ぶ?/p>

15、造型殼制造、焙燒焙燒和和澆注澆注等步驟，等步驟，如圖所示。如圖所示。1.蠟?zāi)Ｖ圃煜災(zāi)Ｖ圃?壓型制造壓型制造：圖：圖a 壓型：壓型：制造單個(gè)蠟?zāi)５膶?zhuān)用模具制造單個(gè)蠟?zāi)５膶?zhuān)用模具 制造方法：制造方法：切削加工、澆注切削加工、澆注材料：材料：鋼、銅、鋁、易熔合金鋼、銅、鋁、易熔合金、塑料、石膏塑料、石膏 蠟?zāi)５膲褐葡災(zāi)５膲褐疲簣D：圖b、圖、圖c 23個(gè)大氣壓力下個(gè)大氣壓力下,將蠟料將蠟料 壓壓 入到壓型內(nèi)入到壓型內(nèi) 蠟?zāi)＝M裝蠟?zāi)＝M裝：圖：圖d 一型多鑄一型多鑄雙重收縮率雙重收縮率石蠟、硬脂酸石蠟、硬脂酸 2.型殼制造型殼制造 它是在蠟?zāi)＝M上涂掛耐火材料它是在蠟?zāi)＝M上涂掛耐火材料,以制成具有一定強(qiáng)以制

16、成具有一定強(qiáng)度的耐火型殼的過(guò)程。度的耐火型殼的過(guò)程。浸涂料浸涂料 涂料：耐火材料涂料：耐火材料(如石英粉如石英粉)、粘結(jié)、粘結(jié)劑劑(如水玻璃等）組成的糊狀混合物。如水玻璃等）組成的糊狀混合物。這種涂料可使型腔獲得光潔的面層。這種涂料可使型腔獲得光潔的面層。撒砂撒砂 它是使浸漬涂料后的蠟?zāi)＝M均勻地它是使浸漬涂料后的蠟?zāi)＝M均勻地粘附一層石英砂粘附一層石英砂,以增厚型殼。以增厚型殼。硬化硬化 化學(xué)硬化、干燥化學(xué)硬化、干燥 結(jié)成堅(jiān)固的硬殼結(jié)成堅(jiān)固的硬殼 1次：次：12mm46次：次：512mmNH4Cl 溶液溶液 SiO23 脫蠟和造型脫蠟和造型 脫蠟脫蠟：85 95熱水熱水 造型造型：填砂：填砂4

17、4焙燒和澆注焙燒和澆注 焙燒焙燒：00 00 1000 去除水分、殘余蠟料、雜質(zhì)去除水分、殘余蠟料、雜質(zhì) 增加型殼強(qiáng)度增加型殼強(qiáng)度 澆注澆注：600 700 防止?jié)膊蛔?、冷隔防止?jié)膊蛔?、冷?落砂和清理落砂和清理二二.熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 特點(diǎn)：特點(diǎn)：鑄件的精度和表面質(zhì)量高鑄件的精度和表面質(zhì)量高（無(wú)分型面、型（無(wú)分型面、型 腔干凈光滑）腔干凈光滑）可生產(chǎn)薄壁件可生產(chǎn)薄壁件（無(wú)需取模，趁熱澆注。（無(wú)需取模，趁熱澆注。0.3mm）可生產(chǎn)高熔點(diǎn)合金鑄件可生產(chǎn)高熔點(diǎn)合金鑄件 鑄件成本高鑄件成本高 鑄件不宜過(guò)大鑄件不宜過(guò)大 適用范圍：適用范圍：汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片 高熔點(diǎn)合金

18、精密鑄件的成批、大批生產(chǎn)高熔點(diǎn)合金精密鑄件的成批、大批生產(chǎn) 形狀復(fù)雜、難于切削加工的小零件形狀復(fù)雜、難于切削加工的小零件 2 金屬型金屬型鑄造鑄造 金屬型鑄造：（永久型鑄造）金屬型鑄造：（永久型鑄造）將液態(tài)合金澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的鑄造方法。將液態(tài)合金澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的鑄造方法。一金屬型構(gòu)造一金屬型構(gòu)造構(gòu)造：構(gòu)造：按分型面分按分型面分 整體式整體式 垂直分型式（垂直分型式（便于開(kāi)澆口、便于開(kāi)澆口、取鑄件取鑄件）水平分型式水平分型式 復(fù)合式復(fù)合式材料：材料：金屬型：金屬型：（鑄鐵、鑄鋼）（鑄鐵、鑄鋼）型芯：型芯：金屬（用于有色金屬（用于有色 金屬件）金屬件）砂芯砂芯 二金屬型鑄造的工

19、藝二金屬型鑄造的工藝 須嚴(yán)格控制工藝須嚴(yán)格控制工藝1噴刷涂料噴刷涂料 金屬型的型腔和型芯表面必須噴刷涂料。金屬型的型腔和型芯表面必須噴刷涂料。減緩鑄件冷速、防止金屬液對(duì)型壁沖刷、涂料有蓄氣排氣能減緩鑄件冷速、防止金屬液對(duì)型壁沖刷、涂料有蓄氣排氣能力，防止氣孔力，防止氣孔2金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度 減緩鑄型對(duì)澆入金屬的激冷作用減緩鑄型對(duì)澆入金屬的激冷作用,減少鑄件缺陷減少鑄件缺陷 鑄鐵件為鑄鐵件為250350,非鐵金屬件非鐵金屬件100250 3.適合的出型時(shí)間適合的出型時(shí)間 應(yīng)使鑄件凝固后應(yīng)使鑄件凝固后盡早出型盡早出型（鑄件出型、抽芯困難，裂紋、（鑄件出型、抽芯困難

20、，裂紋、白口傾向大）白口傾向大）三、金屬型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍三、金屬型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍 特點(diǎn)：特點(diǎn)：“一型多鑄一型多鑄”,生產(chǎn)率高生產(chǎn)率高 鑄件的精度和表面質(zhì)量高鑄件的精度和表面質(zhì)量高 結(jié)晶組織致密結(jié)晶組織致密,鑄件的力學(xué)性能得到顯著提高鑄件的力學(xué)性能得到顯著提高 勞動(dòng)條件得到顯著改善勞動(dòng)條件得到顯著改善 成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng) 鑄造工藝要求嚴(yán)格鑄造工藝要求嚴(yán)格,否則容易出現(xiàn)澆不足、冷否則容易出現(xiàn)澆不足、冷 隔、裂紋、白口缺陷。隔、裂紋、白口缺陷。適用范圍：適用范圍：金屬型鑄造主要用于金屬型鑄造主要用于銅、鋁合金銅、鋁合金鑄件的鑄件的 大批量生產(chǎn)大批量生產(chǎn)如：如：鋁活塞、氣

21、缸蓋、油泵殼體、銅瓦、襯套、輕工業(yè)品等。鋁活塞、氣缸蓋、油泵殼體、銅瓦、襯套、輕工業(yè)品等。3 壓力壓力鑄造鑄造壓力鑄造壓力鑄造：（壓鑄）：（壓鑄）在高壓下（比壓約為在高壓下（比壓約為5150MPa）將液態(tài)或半液）將液態(tài)或半液態(tài)合金快速地壓入金屬鑄型中，并在壓力下凝固，以態(tài)合金快速地壓入金屬鑄型中，并在壓力下凝固，以獲得鑄件的方法。獲得鑄件的方法。一、壓力鑄造的工藝過(guò)程一、壓力鑄造的工藝過(guò)程 鑄型（壓型）：鑄型（壓型）：由靜型、動(dòng)型組成。與垂直分型的金由靜型、動(dòng)型組成。與垂直分型的金 屬型相似。屬型相似。壓鑄機(jī)：壓鑄機(jī)：由壓射機(jī)構(gòu)、合型機(jī)構(gòu)組成。由壓射機(jī)構(gòu)、合型機(jī)構(gòu)組成。臥式壓鑄機(jī)的工作過(guò)程：臥

22、式壓鑄機(jī)的工作過(guò)程：（1）注入金屬）注入金屬 (a)（2）壓鑄）壓鑄 (b)（3）取出鑄件）取出鑄件 (c、d)二、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍二、壓力鑄造的特點(diǎn)和適用范圍優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）鑄件的精度及表）鑄件的精度及表 面質(zhì)量較其它鑄造方法均高。通面質(zhì)量較其它鑄造方法均高。通 常，不經(jīng)機(jī)械加即可使用。常，不經(jīng)機(jī)械加即可使用。（2）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺）可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺 紋、齒輪等（參見(jiàn)表紋、齒輪等（參見(jiàn)表2-13）（3）鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高。）鑄件的強(qiáng)度和硬度都較高。（4）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高（5）便于采用鑲鑄）便于采用鑲鑄缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）設(shè)備投

23、資大、壓型費(fèi)用高）設(shè)備投資大、壓型費(fèi)用高（2）壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí)，壓型壽命很低，難以適應(yīng)）壓鑄高熔點(diǎn)合金時(shí)，壓型壽命很低，難以適應(yīng)（3）鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮孔）鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮孔（速度極高）（速度極高）（4）不能熱處理）不能熱處理適用范圍：適用范圍：鋁、鎂、鋅合金鋁、鎂、鋅合金鑄件的大批量生產(chǎn)。鑄件的大批量生產(chǎn)。4 常用鑄造方法的比較常用鑄造方法的比較 第五章第五章 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)n進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行鑄件設(shè)計(jì)時(shí),不僅要保證其不僅要保證其力學(xué)性能力學(xué)性能和和工工作性能作性能要求要求,還必須考慮還必須考慮鑄造工藝鑄造工藝和合金鑄造和合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。n

24、鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理,即其結(jié)構(gòu)工藝性是否良即其結(jié)構(gòu)工藝性是否良好好,對(duì)鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其成本有很大的對(duì)鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其成本有很大的影響。影響。n本章介紹本章介紹砂型鑄件砂型鑄件對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求。1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系 鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能使制模、造型、造芯、合箱和制模、造型、造芯、合箱和 清理過(guò)程清理過(guò)程簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化,并為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)創(chuàng)造條件并為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)創(chuàng)造條件 2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系1.合理設(shè)計(jì)鑄件的壁厚合理設(shè)計(jì)鑄件的壁厚 壁厚選擇原則：壁厚選擇原則：既能

25、保證鑄件的力學(xué)性能，又能防止某些既能保證鑄件的力學(xué)性能，又能防止某些 鑄造缺陷（澆不足、冷隔、縮孔）的產(chǎn)生鑄造缺陷（澆不足、冷隔、縮孔）的產(chǎn)生 鑄件的壁厚鑄件的壁厚 大于大于 “最小壁厚最小壁厚”鑄件的鑄件的“最小壁厚最小壁厚”：取決于合金的種類(lèi)和鑄件取決于合金的種類(lèi)和鑄件 的大小。的大小。2.鑄件的壁厚應(yīng)盡可能均勻鑄件的壁厚應(yīng)盡可能均勻 若鑄件各部分的壁厚差別過(guò)大，易若鑄件各部分的壁厚差別過(guò)大，易 產(chǎn)生縮孔、產(chǎn)生縮孔、縮松、熱應(yīng)力、薄厚聯(lián)接處產(chǎn)生裂紋等缺陷?？s松、熱應(yīng)力、薄厚聯(lián)接處產(chǎn)生裂紋等缺陷。3.鑄件壁的聯(lián)接鑄件壁的聯(lián)接 (1)鑄件的結(jié)構(gòu)圓角鑄件的結(jié)構(gòu)圓角 鑄件鑄件壁間轉(zhuǎn)角處壁間轉(zhuǎn)角處一

26、般應(yīng)具有一般應(yīng)具有結(jié)構(gòu)圓角結(jié)構(gòu)圓角。直角聯(lián)接處形成了金屬的積聚，直角聯(lián)接處形成了金屬的積聚，而內(nèi)側(cè)散熱條而內(nèi)側(cè)散熱條 件差，較易產(chǎn)生縮松和縮孔；件差，較易產(chǎn)生縮松和縮孔；在載荷的作用下在載荷的作用下,直角處的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生應(yīng)力集中，直角處的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使內(nèi)側(cè)實(shí)際承受的應(yīng)力較平均應(yīng)力大大增加；使內(nèi)側(cè)實(shí)際承受的應(yīng)力較平均應(yīng)力大大增加；若采用直角聯(lián)接，則因結(jié)晶的方向，在轉(zhuǎn)角的若采用直角聯(lián)接，則因結(jié)晶的方向，在轉(zhuǎn)角的 分角線上形成整齊的分界面，在此分界面上集分角線上形成整齊的分界面，在此分界面上集 中了許多雜質(zhì)，使轉(zhuǎn)角處成為鑄件的薄弱環(huán)節(jié)。中了許多雜質(zhì)，使轉(zhuǎn)角處成為鑄件的薄弱環(huán)節(jié)。(2)避免銳角聯(lián)接避

27、免銳角聯(lián)接 減小熱節(jié)和內(nèi)應(yīng)力減小熱節(jié)和內(nèi)應(yīng)力(3)厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過(guò)渡厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過(guò)渡 4.防裂筋的應(yīng)用防裂筋的應(yīng)用 防止熱裂。防止熱裂。筋的方向必須與機(jī)械應(yīng)力方向相一致筋的方向必須與機(jī)械應(yīng)力方向相一致,而且筋的而且筋的厚度應(yīng)為聯(lián)接壁厚的厚度應(yīng)為聯(lián)接壁厚的1/41/3。（先凝固）。（先凝固）5.減緩筋、輻收縮的阻礙減緩筋、輻收縮的阻礙-自由收縮自由收縮 b,c合理合理 第二篇第二篇 復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題1.什么是液態(tài)合金的充型能力什么是液態(tài)合金的充型能力?它與合金的它與合金的流動(dòng)性有何關(guān)系流動(dòng)性有何關(guān)系?不同化學(xué)成分的合金為不同化學(xué)成分的合金為何流動(dòng)性不同何流動(dòng)性不同?為什么鑄鋼的

28、充型能力比為什么鑄鋼的充型能力比鑄鐵差鑄鐵差?2.縮孔和縮松對(duì)鑄件質(zhì)量有何影響縮孔和縮松對(duì)鑄件質(zhì)量有何影響?為何縮為何縮孔比縮松較容易防止孔比縮松較容易防止?3.區(qū)分以下名詞區(qū)分以下名詞:縮孔和縮松縮孔和縮松 澆不足和冷隔澆不足和冷隔 出氣口和冒口出氣口和冒口 逐層凝固和定向凝固逐層凝固和定向凝固4.試用下圖軌道鑄件分析熱應(yīng)力的形成原試用下圖軌道鑄件分析熱應(yīng)力的形成原 因因,并用虛線表示出鑄件的變形方向。并用虛線表示出鑄件的變形方向。5.試從石墨的存在分析灰鑄鐵的力學(xué)性能試從石墨的存在分析灰鑄鐵的力學(xué)性能 和其性能特征。和其性能特征。6.影響鑄鐵石墨化的主要因素是什么影響鑄鐵石墨化的主要因素是

29、什么?為為什么鑄鐵的牌號(hào)不用化學(xué)成分來(lái)表示什么鑄鐵的牌號(hào)不用化學(xué)成分來(lái)表示?7.為什么球墨鑄鐵是為什么球墨鑄鐵是“以鐵代鋼以鐵代鋼”的好材的好材料料?球墨鑄鐵是否可以全部取代可鍛鑄球墨鑄鐵是否可以全部取代可鍛鑄鐵鐵?8.什么是熔模鑄造什么是熔模鑄造?9.金屬型鑄造有何優(yōu)越性金屬型鑄造有何優(yōu)越性?為什么金屬型為什么金屬型鑄造未能廣泛取代砂型鑄造鑄造未能廣泛取代砂型鑄造?10.什么是鑄件的結(jié)構(gòu)斜度什么是鑄件的結(jié)構(gòu)斜度?它與起模斜它與起模斜度有何不同度有何不同?圖示鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理圖示鑄件的結(jié)構(gòu)是否合理?應(yīng)應(yīng)如何改正如何改正?11.圖示鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí)圖示鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí),其結(jié)構(gòu)有何其結(jié)構(gòu)有何缺點(diǎn)缺點(diǎn)?該如何改進(jìn)該如何改進(jìn)?12.為什么鑄件要有結(jié)構(gòu)圓角為什么鑄件要有結(jié)構(gòu)圓角?圖示鑄件上圖示鑄件上哪些圓角不夠合理哪些圓角不夠合理?應(yīng)如何修改應(yīng)如何修改?13.為什么要規(guī)定鑄件的最小壁厚為什么要規(guī)定鑄件的最小壁厚?灰鑄鐵灰鑄鐵件的壁厚過(guò)大或局部過(guò)薄會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)件的壁厚過(guò)大或局部過(guò)薄會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題題?