机械制造基础-铸造工艺.ppt

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1、西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造第四节 铸件工艺的制定原则及结构工艺性2021/9/231西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造一、铸件浇注位置及分型面的选择一、铸件浇注位置及分型面的选择浇注位置浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置不

2、同，铸件质量不同：浇注位置不同，铸件质量不同：浇注位置不同，铸件质量不同：浇注位置不同，铸件质量不同：一般下部质量比上部好。一般下部质量比上部好。一般下部质量比上部好。一般下部质量比上部好。铸件侧面周长方向质量均匀。铸件侧面周长方向质量均匀。铸件侧面周长方向质量均匀。铸件侧面周长方向质量均匀。分型面分型面是铸型砂箱间的结合面。是铸型砂箱间的结合面。其位置合理与否不仅影响到铸件质量，还影响到其位置合理与否不仅影响到铸件质量，还影响到能否简化铸造工艺。能否简化铸造工艺。2021/9/232西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineer

3、ing of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造1、确定浇注位置的原则、确定浇注位置的原则避免出现气孔、砂眼、缩避免出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。孔、缩松等铸造缺陷。锥齿轮铸件的浇注位置锥齿轮铸件的浇注位置汽缸的浇注位置汽缸的浇注位置1）铸件的重要加工面或主要）铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面。工作面应处于底面或侧面。2021/9/233西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇注）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜

4、浇注平板浇注时的位置平板浇注时的位置3）铸件的薄壁部分应放在铸型）铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面。的下部或侧面。以避免产生夹砂、气孔等缺陷。以避免产生夹砂、气孔等缺陷。以免浇不到、冷隔等铸造缺陷以免浇不到、冷隔等铸造缺陷。1、确定浇注位置的原则、确定浇注位置的原则2021/9/234西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造4）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型）铸件的厚大部分应放在顶部或在分型面的侧面，以便在铸件厚壁处直接安置面的侧面，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实

5、现自下而上的定向凝固。冒口，使之实现自下而上的定向凝固。1、确定浇注位置的原则、确定浇注位置的原则2021/9/235西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2、确定分型面的原则、确定分型面的原则分型面一般应取在铸件的最大截面分型面一般应取在铸件的最大截面上，否则难以取出模样。上，否则难以取出模样。选择分型面应考虑以下原则：选择分型面应考虑以下原则：1）铸件尽可能放在一个砂箱内，或）铸件尽可能放在一个砂箱内，或将重要加工面和加工的基准面放在同将重要加工面和加工的基准面放在同一

6、砂箱中，以保证铸件的尺寸精度；一砂箱中，以保证铸件的尺寸精度；管子塞头分型方案管子塞头分型方案2021/9/236西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2、确定分型面的原则、确定分型面的原则2021/9/237西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2）尽量减少分型面的数目，且为平直分型面；）尽量减少分型面的数目，且为平直分型面；起重臂的分型面起重臂的分型

7、面 2、确定分型面的原则、确定分型面的原则2021/9/238西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造三通铸件的分型方案三通铸件的分型方案 2、确定分型面的原则、确定分型面的原则2021/9/239西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造3）应尽量减少型芯、活块的数量。）应尽量减少型芯、活块的数量。支架的分型方案支架的分型方案2、确定分型面的原则、确定分型面

8、的原则2021/9/2310西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造4）为利于下芯、合型和便于检查）为利于下芯、合型和便于检查通常把主要的型芯放在下型中；通常把主要的型芯放在下型中；机床立柱的分型面机床立柱的分型面 2、确定分型面的原则、确定分型面的原则2021/9/2311西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造（1）分型面最少；（）分型面最少；（2）型芯

9、最少；）型芯最少；（3）活块最少；（）活块最少；（4）尽量使铸件放在一个砂箱内；）尽量使铸件放在一个砂箱内；（5）尽量把主要型芯放在下半型；）尽量把主要型芯放在下半型；（6）尽量选平直分型面。）尽量选平直分型面。上述原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时上述原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时上述原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时上述原则，对于具体铸件来说多难以全面满足，有时甚至互相矛盾。因此，必须主要矛盾，全面考虑，至甚至互相矛盾。因此，必须主要矛盾，全面考虑，至甚至互相矛盾。因此，必须主要矛盾，全面考虑，至甚至互相矛盾。因此，必须主要矛盾，全面考虑，至于次要矛盾，应从工艺

10、措施上设法解决。于次要矛盾，应从工艺措施上设法解决。于次要矛盾，应从工艺措施上设法解决。于次要矛盾，应从工艺措施上设法解决。简单的说，确定应考虑的原则：简单的说，确定应考虑的原则：简单的说，确定应考虑的原则：简单的说，确定应考虑的原则：三个最少、三个尽量：三个最少、三个尽量：三个最少、三个尽量：三个最少、三个尽量：2021/9/2312西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2021/9/2313西安理工大学材料科学与工程学院 school of material scien

11、ce and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造3、工艺参数的确定、工艺参数的确定（1）机械加工余量和最小铸出孔）机械加工余量和最小铸出孔【机械加工余量机械加工余量】是指铸件加工面上预留的、准备切是指铸件加工面上预留的、准备切除的金属层厚度除的金属层厚度;大小与大小与铸件的精度要求、生产批量、铸件的精度要求、生产批量、合金的种类、铸件的大小等有关。合金的种类、铸件的大小等有关。u较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，并可金属材料，并可减小铸件上的热减小铸件上的热节；较小的孔则节；较小的孔则不必铸出，

12、用机不必铸出，用机加工较经济。加工较经济。2021/9/2314西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2021/9/2315西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造（2）铸造收缩率）铸造收缩率铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个的铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大

13、一个的收缩率。收缩率。灰铸铁件灰铸铁件线收缩率线收缩率一般为一般为0.7-1.0%，球铁件一般为，球铁件一般为0.8-1.3%，铸钢件一般为，铸钢件一般为1.3-2.0%；收缩受阻时取较小值；具体数据还需实践加以调整。收缩受阻时取较小值；具体数据还需实践加以调整。3、工艺参数的确定、工艺参数的确定2021/9/2316西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造（3）拔模斜度）拔模斜度定义定义：凡垂直于分型面的立壁，：凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜制造模样时必

14、须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度。度，此倾斜度称为起模斜度。3、工艺参数的确定、工艺参数的确定2021/9/2317西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造（4）型芯头的构造）型芯头的构造芯头设计的好坏，对型芯的定芯头设计的好坏，对型芯的定位、稳固、排气和从铸件中的位、稳固、排气和从铸件中的清理，起至关重要的作用。清理，起至关重要的作用。3、工艺参数的确定、工艺参数的确定2021/9/2318西安理工大学材料科学与工程学院 school of material sci

15、ence and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造在确定浇注位置、分型面和各项工艺参数之后，再在确定浇注位置、分型面和各项工艺参数之后，再经过浇注系统，冒口等的设计，即可按规定的工艺经过浇注系统，冒口等的设计，即可按规定的工艺符号或文字绘制铸造工艺图。符号或文字绘制铸造工艺图。2021/9/2319西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造二、浇注系统的类型与确定二、浇注系统的类型与确定2021/9/2320西安理工大学材料科学与工程学院 sc

16、hool of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造三、铸造工艺图举例三、铸造工艺图举例 支座支座2021/9/2321西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2021/9/2322西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2021/9/2323西安理工大学材料科学与工程学院 school

17、 of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造四、铸件结构工艺性四、铸件结构工艺性 铸件结构设计，首先要保证铸件工作性能的要求，铸件结构设计，首先要保证铸件工作性能的要求，同时须满足铸造工艺性的要求，避免铸造缺陷，同时须满足铸造工艺性的要求，避免铸造缺陷，简化铸造工艺，降低铸造成本等。简化铸造工艺，降低铸造成本等。2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求 评价铸件结构工艺性好坏，主要从两方面看：评价铸件结构工艺性好坏，主要从两方面看：2021/9

18、/2324西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求（一）铸件的外形设计（一）铸件的外形设计1.铸件应避免外部侧凹以便于起模，减少分型面铸件应避免外部侧凹以便于起模，减少分型面端盖的设计端盖的设计2021/9/2325西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；平

19、直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；同时，铸件的毛边少，便于清理。同时，铸件的毛边少，便于清理。2.应尽量使分型面平直应尽量使分型面平直1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求（一）铸件的外形设计（一）铸件的外形设计2021/9/2326西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造3.凸台和筋条结构不应妨碍起模凸台和筋条结构不应妨碍起模零件上凸台的设计零件上凸台的设计1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求（一）铸件的外形设计（一）铸件的外形

20、设计2021/9/2327西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造造型时为便于起模，在垂造型时为便于起模，在垂直于分型面的非加工侧壁，直于分型面的非加工侧壁，一般应设计一般应设计1-3的结构的结构斜度。结构斜度的大小随斜度。结构斜度的大小随壁的高度增加而减小；并壁的高度增加而减小；并且内壁的斜度大于外壁的且内壁的斜度大于外壁的斜度。斜度。4.垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求（一）铸件

21、的外形设计（一）铸件的外形设计2021/9/2328西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造（二二）铸铸件件内内腔腔的的设设计计1.应使铸件尽可能不用或少用型芯应使铸件尽可能不用或少用型芯封闭结构 开式结构 悬臂支架悬臂支架 1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求 2021/9/2329西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2便于型芯的固定

22、、排气和铸件清理便于型芯的固定、排气和铸件清理图图轴承架铸件轴承架铸件图图增设工艺孔结构增设工艺孔结构（二二）铸铸件件内内腔腔的的设设计计1、铸造工艺对铸件结构的要求、铸造工艺对铸件结构的要求 2021/9/2330西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求1）合理设计最小壁厚）合理设计最小壁厚2021/9/2331西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and en

23、gineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造2）壁厚应均匀）壁厚应均匀2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求2021/9/2332西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造壁厚均匀，使铸件的各部分具有相近的冷却速度。壁厚均匀，使铸件的各部分具有相近的冷却速度。2021/9/2333西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章

24、 铸造3）铸件内表面及外表面转角的连接处要有结构圆角）铸件内表面及外表面转角的连接处要有结构圆角a)不合理结构不合理结构b)合理结构合理结构1易产生热节处易产生热节处b)合理合理a)不合理不合理2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求2021/9/2334西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造u交错接头适用于中小型铸件；交错接头适用于中小型铸件；环形接头适用于大型铸件；环形接头适用于大型铸件；4）铸件的壁间连接、交叉应合理）铸件的壁间连接、交叉应合

25、理 铸件壁与壁之间应避铸件壁与壁之间应避免锐角连接，以减小免锐角连接，以减小热节和内应力。热节和内应力。2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求2021/9/2335西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造5）厚壁与薄壁的连接应逐步过渡，以防止应力集中。）厚壁与薄壁的连接应逐步过渡，以防止应力集中。2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求6）尽量避免过大的水平面）尽量避免过大的水平面2021/9/2336西安理工大学材料科学

26、与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造u如图轮辐为偶数、直线型，对于线收缩很大的合金，如图轮辐为偶数、直线型，对于线收缩很大的合金，会因应力过大而产生裂纹。改为奇数轮辐，或带孔辐会因应力过大而产生裂纹。改为奇数轮辐，或带孔辐板和弯曲轮辐板和弯曲轮辐，可借轮辐和轮缘的微量变形来减少应，可借轮辐和轮缘的微量变形来减少应力，防止裂纹。力，防止裂纹。6）铸件结构应有利于自由收缩）铸件结构应有利于自由收缩 2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求2021/9/2337西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT材料及热加工工艺第八章 铸造8）铸件上易产生）铸件上易产生变形或裂纹的部变形或裂纹的部位，设计加强筋位，设计加强筋结构，可防止其结构，可防止其变形。变形。2、合金的铸造性能对铸件结构的要求、合金的铸造性能对铸件结构的要求2021/9/2338