金属工艺学项目教学模块八铸造.ppt
《金属工艺学项目教学模块八铸造.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属工艺学项目教学模块八铸造.ppt(45页珍藏版)》请在装配图网上搜索。
模块八铸造项目一砂型铸造教学要求 1 掌握砂型造型 模样 芯盒 造型材料 熔炼 浇铸等基本概念 2 理解砂型造型的生产工艺过程 3 掌握常用手工造型的特点及应用 4 了解机器造型 5 掌握造型材料的组成及性能要求 6 了解熔炼与浇铸的方法 重点难点 1 砂型造型 模样 芯盒 造型材料 熔炼 浇铸等基本概念 2 砂型造型的生产工艺过程 3 常用手工造型的特点及应用 4 型砂 芯砂的组成和性能要求 砂型铸造 铸造分为砂型铸造和特种铸造两大类 在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造 砂型铸造原料来源丰富 生产批量和铸件尺寸不受限制 成本低廉 是最常用的铸造方法 砂型铸件目前约占铸件总产量的90 砂型铸造是最常用的方法 其生产工艺过程如下 下图为砂型铸造生产套筒铸件的工艺流程示意图 活动一造型材料1 对型砂和芯砂的性能要求 1 强度指型 芯 砂抵抗外力破坏的能力 足够的强度可保证砂型在制造 搬运和浇铸过程中不至于变形毁坏 2 耐火性型砂承受高温作用而不软化 不熔融的能力 若型砂耐火性差 易使铸件产生粘砂缺陷 3 其它性能透气性 流动性 韧性 落砂性 溃散性 退让性等 2 造型材料的配制 1 原砂成颗粒状 主要成分是石英 SiO2 耐火度高 质地坚硬 2 粘结剂常用粘土 树脂 水玻璃 合脂等 使砂粒粘结 型砂有强度 3 附加物主要有煤粉 木屑等 活动二模样和芯盒模样是用来形成铸型型腔的工艺装备 芯盒是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备 活动三造型1 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序 常用手工造型材料和工具 常用手工造型方法特点及应用 1 整体模造型特点 模样为一整体 分型面为一平面 型腔在同一砂箱中 不会产生错型缺陷 操作简单 应用 最大截面在端部且为一平面的铸件 应用较广 2 分块模造型特点 模样在最大截面处分开 型腔位于上 下型中 操作较简单 应用 造型较复杂 用于单件 小批生产 带有凸台 难以起模的铸件 3 挖砂造型特点 整体模样 分型面为一曲面 需挖去阻碍起模的型砂才能取出模样 对工人的操作技能要求高 生产率低 应用 适宜中小型 分型面不平的铸件单件 小批生产 4 假箱造型特点 将模样置于预先做好的假箱或成型底板上 可直接造出曲面分型面 代替挖砂造型 操作较简单 应用 用于小批或成批生产 分型面不平的铸件 5 活块造型特点 将模样上阻碍起模的部分做成活动的 取出模样主体部分后 小心将活块取出 应用 造型较复杂 用于单件 小批生产 带有凸台 难以起模的铸件 6 刮板造型特点 刮板形状和铸件截面相适应 代替实体模样 可省去制模的工序 应用 单件小批生产 大 中型轮类 管类铸件 7 两箱造型特点 采用两个砂型 只有一个分型面 操作简单 应用 是最广泛应用的造型方法 8 三箱造型特点 采用上 中 下三个砂箱 有两个分型面 铸件的中间截面小 用两个砂箱时取不出模样 必须分开 操作复杂 应用 单件小批生产 适合于中间截面小 两端截面大的铸件 9 脱箱造型特点 它是采用带有锥度的砂箱来造型 在铸型合型后将砂箱脱出 重新用于造型 所以一个砂箱可制出许多铸型 应用 可用手工造型 也可用机器造型 用于大量 成批或单件生产的小件 是用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序 机器造型生产率高 质量稳定 劳动条件好 在大批量生产中已代替大部分手工造型 机器造型有震实造型 压实造型 震压造型 抛砂造型 射砂造型等 以震压造型最常见 见下图 2 机器造型 活动四浇铸系统浇铸系统是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道 通常有浇口杯 直浇道 横浇道 内浇道和冒口组成 见下图 其作用是承接和导入金属液 控制金属液流动方向和速度 使金属液平稳地充满型腔 调节铸件各部分的温度分布 阻挡夹杂物进入型腔 活动五浇注 落砂与清理浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作 2 控制要素液相线以上2000C 一般为12500 14700 若浇注温度过高 金属液吸气多 体收缩大 铸件容易产生气孔 缩孔 粘砂等缺陷 若浇注温度过底 金属液流动性差 铸件容易产生浇不到 冷隔等缺陷 浇注速度过快会使铸型中的气体来不及排除而产生气孔 并易造成冲砂 浇注速度过慢 使型腔表面烘烤时间长 导致砂层翘起脱落 易产生夹砂结疤等缺陷 1 定义 浇注温度 浇注速度 落砂是指用手工或机械方法使铸件与型 芯 砂分离的操作 落砂应在铸件充分冷却后进行 若落砂过早 铸件冷却过快 会使灰铸铁表层出现白口组织 导致切削困难 增大铸造内应力 使铸件变形 开裂 若落砂过晚 由于收缩应力大 会使铸件产生裂纹 且影响生产率 因此浇注后应及时进行落砂 一般铸铁件的落砂温度为4000 5000 清理是指对落砂后的铸件采用机械切割 铁锤敲击 气割等方法清除表面粘砂 型砂 多余金属 包括浇冒口 飞翘和氧化皮 等过程的总称 清理后的铸件应进行检验 并将合格铸件进行去应力退火 1 落砂 2 清理 3 检验 巩固练习 1 什么是砂型铸造 模样 芯盒 熔炼 浇铸 砂型铸造 在砂型中生产铸件的方法称为砂型铸造 模样 是用来形成铸型型腔的工艺装备 芯盒 是制造砂芯或其他种类耐火材料芯所有的装备 熔炼 熔炼是通过加热使金属由固态转变为液态 并通过冶金反应去除金属液中的杂质 使其温度和成分达到规定要求的过程和操作 浇注 浇注是指将熔炼金属从浇包中浇入铸型的操作 2 试述砂型铸造的生产工艺过程 3 铸铁的浇注温度和落砂温度各是多少 浇注温度 液相线以上2000C 一般为12500 14700 落砂温度 4000 5000 小结 1 砂型铸造的生产工艺过程 2 型砂 芯砂的组成及性能 3 手工造型特点及应用 4 熔炼 浇铸及清理落砂概念 作业 列表说明常用手工造型的特点及应用 项目二特种铸造教学要求 1 熟悉金属型铸造 压力铸造 熔模铸造 离心铸造的铸造工艺 2 知道各铸造方法的特点和适用范围 重点 难点 特种铸造工艺 各铸造方法的特点和适用范围 活动一熔模铸造1 定义 是用易熔材料如蜡料制成模样 在模样上包覆若干层耐火材料 制成型壳 熔出模样后经高温培烧即可浇注的铸造方法 2 熔模铸造的特点和适用范围优点 1 型腔表面极为光滑 2 能生产高熔点的黑色金属铸件 3 生产批量不受限制 缺点 铸造工艺复杂 生产周期长 适用范围 主要用于小型生产精密的碳钢及合金钢铸件 如涡轮发电机 增压器 汽轮机叶片和叶轮 切削刀具等 3 熔模铸造的工艺过程 1 蜡模制造 a 压型制造b 蜡模的压制c 蜡模组装 2 型壳制造 a 浸涂料b 撒砂c 硬化 3 焙烧和浇注 a 焙烧b 浇注 活动二金属型铸造1 定义 是指在重力作用下将熔融金属浇入金属型获得铸件的方法 2 金属型的铸造工艺 1 喷刷涂料 2 金属型应保持一定的工作温度 3 适合的出型时间 3 金属型铸造的特点和适用范围优点 生产率高 铸件晶粒细小 能获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度值 缺点 金属型无退让性 铸件易开裂 冷速过大 充型能力差 受命短 适用范围 主要用于大批量生产形状简单的有色金属铸件 如铝合金活塞 泵体 铜合金轴瓦 轴套等 活动三压力铸造1 定义 是指熔融金属在高压下高速充型 并在压力下凝固的铸造方法 2 压力铸造的优点和适用范围 1 铸件的精度及其表面质量较其它铸造方法均高 2 可压铸形状复杂的薄壁件 或直接铸出小孔 螺纹 齿轮等 3 铸件的强度和硬度均较高 4 压铸的生产率较其它铸造方法均高 3 压力铸造的工艺过程 1 注入金属 2 压铸 3 取出铸件 项目三常见铸造缺陷与技术检验教学要求 1 了解铸件的检验方法 2 掌握常见铸造缺陷特征及产生的主要原因 重点 难点 常见铸造缺陷特征及产生的主要原因 活动一常见铸造缺陷及产生原因 名称 缺陷特征 产生的主要原因 气孔 缩孔 砂眼 粘砂 错型 铸件内部呈梨形 圆形 椭圆形的孔洞 内壁较光滑 大孔常孤立存在 小孔则成群出现 多分布预铸件厚端面处 形状不规则 孔内粗糙 铸件内部或表面砂粒的孔洞 铸件表面或内腔粘附着难以清除的砂粒 铸件的一部分相对于另一部分在分型面处错开 型砂含水量过多 透气性差 起模和修型时刷水过多 芯子烘干不良或芯子的通气孔堵塞 浇注温度过低或浇注速度过快 铸件结构不合理 局部尺寸过大 形成热节 浇注系统和冒口的位置不对 或冒口过小 浇注温度过高或化学成分不合格 收缩率过大 型砂和芯砂的强度不够 型砂和芯砂的紧实度不够 合型时砂型局部损坏 浇注系统不合理 冲坏了砂型 造型时模样未对好 合型时上下型未对好 型砂和芯砂的耐火度不够 浇注温度太高 未刷涂料或涂料太薄 名称 缺陷特征 产生的主要原因 冷隔 浇不到 热裂 冷裂 夹砂 铸件上未完全熔合的边缘呈圆角的缝隙 常在薄壁处出现的铸件残缺或轮廓不完整 铸件开裂 开裂表面氧化 外形曲折而不规则 铸件开裂处无氧化 裂口常穿过晶粒延伸至整个端面 铸件表面一层突起的表面粗糙的金属片状物和铸件之间夹有一层型砂 型砂受热膨胀 表层鼓起或开裂 型砂湿态强度较低 砂型局部过紧 水分过多 内浇到过于集中 使局部砂型烘烤严重 浇注温度过高 浇注速度太慢等 型砂退让性差 铸件结构不合理 含硫量高 落砂过早等 浇注温度太低 浇注速度太慢或浇注时曾断流 浇注系统开设不当或内浇道截面积太小等 浇注温度太低 浇入金属量不够 浇注时金属液从分型面处流出 铸件太薄 浇注速度太慢 型砂退让性差 铸件壁厚差别大 形状复杂 大面薄 含硫量高等 续表 活动二铸件检验1 目视检验目测或借助放大镜 10倍 检验铸件外观品质 2 无损检验常用的有渗透探伤 磁粉探伤 超声波探伤 射线探伤等 铸件缺陷修复方法 补焊 渗补 熔补 环氧树脂粘补 塞补 腻补 金属喷涂等 铸件质量等级 1 质量评定内容成品质量 生产过程的技术管理 用户服务与反馈三个方面 2 质量分等合格品 一等品 优等品三个等级 项目四砂型铸造工艺设计简介教学要求 熟悉浇注位置和分型面 浇注系统和冒口 加工余量 起模斜度 铸造圆角 铸件线收缩率 型芯头 能绘制典型铸件的铸造工艺图 重点与难点 分型面 浇注系统和冒口 一 铸造工艺设计1 定义铸造工艺设计是根据铸件结构特点 技术要求 生产批量 生产条件等 确定铸造方案和工艺参数 绘制图样和标注符号 编制工艺和工艺规程等 2 作用它是进行生产 管理 铸件验收和经济核算的依据 3 内容主要是绘制铸造工艺图和铸件图 二 铸造工艺图铸造工艺图是表示铸型分型面 浇冒口系统 型芯结构尺寸 控制凝固措施等的图样 活动一铸件图铸造图是反映铸件实际尺寸 形状和技术要求的图样 是铸造生产 铸造检验与验收的主要依据 也是机械加工工艺装备设计的依据 铸件图应在完成了铸造工艺图的基础上画出 绘制方法如下 1 在铸件图上 用粗实线表示铸件的外形轮廓 用细双点画线表示零件的外形 在粗实线与细双点画线之间标注加工余量数值 在剖面图上用网格线表示加工余量或不铸孔 槽等 2 尺寸的标注方法多以零件尺寸为基准 同时铸件图也用符号标出分型面 3 铸件图上还应标出公差 硬度 不允许出现的铸造缺陷即检验方法等技术要求 活动二铸造方案的确定1 浇铸位置的确定应遵循 三上一下 的原则 主要工作面和重要面朝下或置于侧壁 宽大平面朝下 薄壁面朝下 厚壁朝上 2 分型面的确定 3 工艺参数的确定 铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和尺寸缩小 为了使铸件的实际尺寸符合图样要求 在制作模样和芯盒时 模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个该合金的收缩率 合金收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构 尺寸等因素 通常灰铸铁的铸造收缩率是0 7 1 0 铸钢的铸造收缩率为1 3 2 0 铝合金的铸造收缩率为0 8 1 2 锡青铜铸造收缩率为1 2 1 4 3 铸造收缩率 4 铸造工艺图的绘制 绘制方法 零件来了以后 首先要考虑这个零件有几种可能的分型方案 需进行分析比较 对浇铸位置有要求时要优先考虑 对浇铸位置没有要求时 优先确定方案 即优先考虑分型面 项目五常用铸造方法比较 铸造方法 比较项目 砂型铸造 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 适用金属 适合铸件大小 批量 尺寸公差精度 铸件表面粗糙度 铸件加工余量 生产率 不限制 不限制 不限制 不限制 不限制 以碳钢和合金钢为主 小型铸件 一般小于2 5kg 以有色金属为主 以中小型铸件为主 大量 用于有色金属 中小型铸件 一般10kg以下 大量 大批 大量 大批 不限制 多用于黑色金属和合金 9 6 6 4 粗糙 12 5 1 6 3 2 0 8 12 5 6 3 12 5 6 3但内孔粗糙 大 小或不加工 小 小或不加工 低 中 低 中 中 高 最高 高 铸件最小壁厚 通常0 7 灰铸铁3 铸钢5 铝合金2 3 铸铁4 铸钢5 铜合金2 其它0 5 1 0 最小内孔为 7 铸造方法 比较项目 砂型铸造 熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造 应用举例 刀具 增压器叶轮 工艺品 机床床身 变速箱 泵体 发动机缸体 电机外壳 带轮 发动机铝活塞 汽缸盖 变速器壳 汽车化油器 喇叭 电器 仪表 照明器材 铸铁污水管 汽缸套 活塞环 双金属轴承 续表 项目六铸造生产发展1 造型 芯 方法及铸造工艺的发展2 计算机技术的应用 1 模拟技术 2 专家系统 3 铸造自动生产线 教学建议 本章首先介绍铸造生产的特点 分类及应用 重点介绍砂型铸造 在此基础上运用对比分析的方法简要介绍特种铸造方法的特点与适用范围 以手工造型为主介绍砂型造型的特点与应用 然后再介绍机器造型 本章应用性 实践性强 应多安排实习课 作业- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属 工艺学 项目 教学 模块 铸造
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文