二砂型铸造.ppt

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1、（二）型砂(xngsh)型砂(xngsh)按其所用黏结剂的不同，可分为黏土砂、水玻璃砂、油砂、合成树脂砂等。黏土(nint)砂最为常用，它是由石英砂、黏土(nint)、煤粉、木屑、水等按一定比例混制而成的。第一章第一章第二节第二节砂型铸造砂型铸造第1页/共80页第一页，共81页。型砂(xngsh)性能：1、强度(qingd)型砂的强度(qingd)不足，易产生塌箱，浇注时使铸件表面破坏，导致夹砂、砂眼等缺陷。2、透气性 型砂(xngsh)能让气体透过并逸出的能力为透气性。透气性不足，特别是当型砂(xngsh)含较多的水、煤粉等发气性物质时，铸件容易产生气孔。3、耐火性 耐火性是指型砂抵抗高温热

2、作用的性能。耐火性不足时，铸件表面容易粘砂，给清理和切削加工带来困难。4、退让性 砂型的退让性不足时，铸件的收缩将受到铸型、砂芯的阻碍，使机械应力加大，增加了产生裂纹的可能性。第一章第一章第二节第二节砂型铸造砂型铸造第2页/共80页第二页，共81页。二、砂型二、砂型(shxng)铸造造型（造芯）铸造造型（造芯）方法方法（一）手工(shugng)造型制造砂型（型芯）的工艺过程(guchng)称为造型（造芯）。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。手工造型是填砂、紧实和起模都用手工和手动工具来完成的造型方法。优点：操作方便灵活、适应性强，工艺装备简单、生产准备时间短。缺点：

3、生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件、小批量生产。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第3页/共80页第三页，共81页。按砂箱特征分为(fn wi):两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型等。手工造型手工造型(zoxng)(zoxng)的方法：的方法：1、两箱(lin xin)造型铸型由上型和下型组成，造型、起模、修型等操作方便。特点：适用范围：适用于各种生产批量，各种大、中、小铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造 按模样特征分为：整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型、假箱造型和刮板造型等。第4页/共80页第四页，共81页。零件(ln jin)木模(m m)砂箱(sh xin)分模面第

4、5页/共80页第五页，共81页。手工造型(zoxng)的两箱造型(zoxng)图解型芯上箱下箱型腔浇注(jio zh)系统分型面第6页/共80页第六页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第7页/共80页第七页，共81页。2、三箱造型(zoxng)铸型(zh xn)由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围适用范围：主要用于单件、小批量生产具有两个分型面的铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第8页/共80页第八页，共81页。带轮的三箱造型(zoxng)第二节第二节砂型砂型(shxng)

5、铸造铸造第9页/共80页第九页，共81页。3、地坑造型(zoxng)车间地坑代替下砂箱，只要(zhyo)一个上砂箱，可减少砂箱的投资。大型铸件单件生产时，降低铸型高度,便于浇注操作。但造型费工，要求操作者的技术水平较高。特点(tdin)：适用范围：常用于砂箱数量不足，制造批量不大的大、中型铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造地坑造型合型图地坑造型第11页/共80页第十一页，共81页。4、脱箱造型(zoxng)（了解）铸型合型后，将砂箱(sh xin)脱出，重新用于造型。浇注前，须用型砂将脱箱后的砂型周围填紧，也可在砂型上加套。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：主要用于生产小铸

6、件，砂箱尺寸较小。脱箱造型脱箱造型套箱套箱底板底板第二节第二节砂型铸造砂型铸造第12页/共80页第十二页，共81页。5、整模造型(zoxng)模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单(jindn)，铸件不会产生错型缺陷。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：适用于一端为最大截面，且为平面的铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第13页/共80页第十三页，共81页。整模造型(zoxng)过程第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第14页/共80页第十四页，共81页。6、挖砂造型(zoxng)模样是整体的，但铸件的分型面是曲面(qmin)。为了起模方便，

7、造型时用手工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第16页/共80页第十六页，共81页。6、挖砂造型(zoxng)第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第17页/共80页第十七页，共81页。7、假箱造型(zoxng)为了克服挖砂造型的缺点，先将模样放在一个预先(yxin)作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操作简便，分型面整齐。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：用于成批生产分型面不是平面的铸件。第二节第二节砂型铸造

8、砂型铸造第19页/共80页第十九页，共81页。8、分模造型(zoxng)将模样沿最大截面处分(chfn)为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。造型简单，节省工时。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：常用于最大截面在中部的铸件。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第21页/共80页第二十一页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造分模造型(zoxng)分模造型(zoxng)动画分模造型录像第22页/共80页第二十二页，共81页。活块造型(zoxng)1用钉子连接(linji)的活块 2用燕尾槽连接(linji)的活块活块造型(zoxng)录像第25页/共80页第二十五页，

9、共81页。10、刮板(u bn)造型 用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约(jiyu)木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高。特点特点(tdin)(tdin)：适用范围：适用范围：主要用于有等截面的或回转体的大、中型铸件的单件或小批量生产。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第27页/共80页第二十七页，共81页。带轮的刮板造型(zoxng)过程第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第28页/共80页第二十八页，共81页。（二）机器(jq)造型 机器造型(zoxng)是将加砂、紧砂和起模等工序用造型(zoxng)机来完成的造型(zoxng)方法。优点(yudin)：缺点：

10、第二节第二节砂型铸造砂型铸造机器造型按紧实方式的不同分震压造型、抛砂造型和射砂造型。分类：劳动生产率高，劳动条件改善，铸件的尺寸精度高、表面粗糙度小，加工余量小。设备及工装模具一次性投资较大，生产准备时间较长，主要用于成批大量生产。第30页/共80页第三十页，共81页。造型机第31页/共80页第三十一页，共81页。1.基本原理顶杆起模式(msh)震压造型机的工作过程：填砂震击紧砂辅助(fzh)压实起模 第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造振压式造型机工作过程示意图第32页/共80页第三十二页，共81页。进气(jnq)填砂升起第33页/共80页第三十三页，共81页。排气落下撞击第34页/共

11、80页第三十四页，共81页。震击气缸升起(shnq)压实第35页/共80页第三十五页，共81页。抬起第36页/共80页第三十六页，共81页。2.工艺(gngy)特点机器造型工艺是采用模板进行(jnxng)两箱造型。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造 模板是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型面，模样形成铸型空腔。第37页/共80页第三十七页，共81页。（三）造芯制作型芯的工艺过程(guchng)称为造芯。型芯的作用(zuyng)：形成铸件的内腔形状(xngzhun)，也可形成铸件的外形（如具有内凹或外凸的侧壁）。型芯制造：可用手工制造，也可用机器

12、制造。形状复杂的型芯可分块制造，然后粘合成形。第二节第二节砂型铸造砂型铸造为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；注意：为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。第38页/共80页第三十八页，共81页。型芯的形式型芯的形式(xngsh)(xngsh)：第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第39页/共80页第三十九页，共81页。铸铸造造方方法法铸件尺寸铸件尺寸（mmmm）合金种类合金种类铸钢铸钢灰口铸铁灰口铸铁球墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁可锻铸铁铝合金铝合金铜合金铜合金砂砂型型铸铸造造2005005005005001515202015

13、15202015152020101012126 610101212三、铸件三、铸件(zhjin)结构设计结构设计1、铸件、铸件(zhjin)壁厚的设计壁厚的设计铸件(zhjin)的最小壁厚（1）合理设计铸件壁厚 第二节第二节砂型铸造砂型铸造在某种铸造工艺条件下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。（一）合金铸造性能对铸件结构设计的要求（一）合金铸造性能对铸件结构设计的要求第40页/共80页第四十页，共81页。铸件铸件(zhjin)(zhjin)的临界壁的临界壁厚厚在最小壁厚和临界壁厚之间就是(jish)适宜的铸件壁厚。在砂型铸造(zhzo)条件下，临界壁厚3最小壁厚 铸件截面形状（2）铸件壁厚应均匀

14、、避免厚大截面第二节第二节砂型铸造砂型铸造第41页/共80页第四十一页，共81页。（a）不合理(hl)（b）合理(hl)铸件(zhjin)壁厚应尽量均匀第42页/共80页第四十二页，共81页。2、铸件(zhjin)壁间的连接（1）铸件壁的连接处或转角处应有(yn yu)结构圆角 可减少热节和缓和应力(yngl)集中。（a）不合理（b）合理铸件壁的连接应有结构圆角 第二节第二节砂型铸造砂型铸造第43页/共80页第四十三页，共81页。易形成热节和应力集中，铸件易产生(chnshng)缩孔、缩松和裂纹等缺陷。（2）不同(b tn)壁厚之间要逐步过渡（教材P33）（3）壁间连接应避免(bmin)交叉和

15、锐角减少铸件中的应力集中现象，防止裂纹产生。不合理合理第二节第二节砂型铸造砂型铸造第44页/共80页第四十四页，共81页。（4）轮幅设计(shj)应避免收缩受阻如轮幅设计(shj)成弯曲轮幅或奇数轮幅。（a）不合理（b）合理(hl)第二节第二节砂型铸造砂型铸造第45页/共80页第四十五页，共81页。3、尽量避免过大的水平面不利于金属液的充填(chn tin)，容易产生浇不到、冷隔等缺陷；（a）不合理（b）合理(hl)不利于金属液中气体(qt)和熔渣的上浮，易造成气孔、夹渣缺陷；大平面型腔的上表面受高温金属液烘烤的时间较长，极易造成夹砂缺陷。在浇注位置上过大的水平面容易产生的缺陷:改进措施:在进

16、行铸件结构设计时，应尽量将水平面设计成倾斜形状。避免大水平面的结构第二节第二节砂型铸造砂型铸造第46页/共80页第四十六页，共81页。4、采用(ciyng)对称或加强肋结构细长、薄大铸件为防止(fngzh)翘曲变形时采用。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造细长和薄大件的设计（a）细长件设计 （b）薄大件设计（a）（b）第47页/共80页第四十七页，共81页。（二）铸造（二）铸造(zhzo)工艺对铸件结构设计的要求工艺对铸件结构设计的要求1、铸件外形(wi xn)设计（铸件外形(wi xn)应力求简单）尽量避免不必要的型芯和活块。（1）避免(bmin)外部的侧凹、凸起；（a）不合理（b）

17、合理第二节第二节砂型铸造砂型铸造第48页/共80页第四十八页，共81页。（2）分型面应尽量(jnling)平直；分型面应平直(pn zh)（3）凸台和肋的结构(jigu)应便于起模；第二节第二节砂型铸造砂型铸造第49页/共80页第四十九页，共81页。（4）减少(jinsho)分型面的数目；第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第50页/共80页第五十页，共81页。（5）铸件侧壁应具有(jyu)结构斜度 铸件上凡垂直于分型面的非加工表面应设计出一定的斜度，称为(chn wi)结构斜度。结构斜度(xi d)便于起模和提高铸件精度，并可延长模具的使用寿命。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第51页/共

18、80页第五十一页，共81页。2、铸件(zhjin)的内腔设计（1）尽量少用或不用(byng)型芯（a）不合理（b）合理(hl)第二节第二节砂型铸造砂型铸造第52页/共80页第五十二页，共81页。（2）应便于(biny)型芯的定位、固定、排气和清理第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造第53页/共80页第五十三页，共81页。四、砂型铸造四、砂型铸造(zhzo)工艺设计工艺设计主要内容：绘制铸造主要内容：绘制铸造(zhzo)(zhzo)工艺图工艺图其它内容：铸件图，铸型装配图，铸造其它内容：铸件图，铸型装配图，铸造(zhzo)(zhzo)工艺卡片。工艺卡片。第二节第二节砂型铸造砂型铸造第54页

19、/共80页第五十四页，共81页。铸造工艺(gngy)方案的内容2.工艺方案的确定1.铸件结构工艺性分析4.型芯设计3.工艺参数确定6.出气冒口补缩冒口5.浇注系统设计8.绘制铸件图7.绘制铸造工艺图第55页/共80页第五十五页，共81页。铸造方法的选择造型及造芯方法的选择浇注位置的选择分型面的选择工艺方案的确定第56页/共80页第五十六页，共81页。（一）浇注（一）浇注(jiozh)位置的选择位置的选择浇注(jio zh)位置：浇注(jio zh)时铸件在铸型中所处的位置。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造1、铸件的重要加工面应朝下或位于侧面 车床床身的浇注位置 卷扬筒的浇注位置 第5

20、7页/共80页第五十七页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造2、铸件的宽大(kund)平面应朝下 铸型的上表面除了容易产生砂眼、气孔(qkng)、夹渣外，大平面还常产生夹砂缺陷。平板、圆盘类铸件大平面应朝下。第58页/共80页第五十八页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造3、面积(min j)较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 可以(ky)有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。薄壁件的浇注位置第59页/共80页第五十九页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造4、对于(duy)容易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或

21、侧面 以便在铸件(zhjin)厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。第60页/共80页第六十页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造5、应尽量减少型芯数量，且便于(biny)安放、固定和排气第61页/共80页第六十一页，共81页。（二）铸型（二）铸型(zh xn)(zh xn)分型面的选择分型面的选择 （1）分型面应选(yn xun)在铸件的最大截面处。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造1、便于起模，使造型工艺简化便于起模便于起模第62页/共80页第六十二页，共81页。（2 2）分型面应尽量）分型面应尽量(jnling)(jnling)平直。平直。第二节第二节

22、砂型砂型(shxng)铸造铸造起重臂平直(pn zh)分型面的选择 平直分型面可采用简便的分模造型，弯曲分型面需采用挖砂或假箱造型。第63页/共80页第六十三页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造（3 3）尽量减少分型面的数量）尽量减少分型面的数量(shling)(shling)。三通(sn tn)减少分型面的分型方案铸轮使用外型芯减少分型面第64页/共80页第六十四页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造（4 4）避免）避免(bmin)(bmin)不必要的活块和型芯。不必要的活块和型芯。支架避免(bmin)活块的分型方案第65页/共80页第六十五页，共81页

23、。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造2、尽量使铸件重要加工面或大部分加工面与加工基准面置于同一(tngy)砂箱以保证铸件精度。床身加工(ji gng)面与基准面同箱的分型方案第66页/共80页第六十六页，共81页。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造3、尽量使型腔及主要(zhyo)型芯位于下型。机床支架(zhji)型腔与型芯位于下型的分型方案 型腔及主要型芯位于下型，便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚。型腔及主要型芯位于下型，便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚。第67页/共80页第六十七页，共81页。（三）工艺（三）工艺(gngy)参数的确定参数的确定在铸件(zhjin)上为切削

24、加工而加大的尺寸称为机械加工余量。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造1、机械加工余量和最小铸出孔 数值取决于：铸件生产批量、合金的种类、铸件的大小、加工面与基准面之间的距离及加工面在浇注时的位置等。铸件最大尺寸 浇注时位置加工面与基准面之间的距离50501201202602605005008008001250120顶面底、侧面3.54.52.53.54.04.53.03.5120260顶面底、侧面4.05.03.04.04.55.03.54.05.05.54.04.5260500顶面底、侧面4.56.03.54.55.06.04.04.56.07.04.55.06.57.05.06.0

25、500800顶面底、侧面5.07.04.05.06.07.04.55.06.57.04.55.57.08.05.06.07.59.06.57.08001250顶面底、侧面6.07.04.05.56.57.55.05.57.08.05.06.07.58.05.56.08.09.05.57.08.5106.57.5灰铸铁的机械加工余量 （mm）第68页/共80页第六十八页，共81页。铸件的孔、槽：较大的孔、槽应当铸出；较小的孔则不必铸出；对于零件图上不要求加工的孔、槽以及(yj)弯曲孔等，一般均应铸出。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造铸件(zhjin)毛坯的最小铸出孔（mm）生产批量生产

26、批量 最小铸出孔的直径最小铸出孔的直径d 灰铸铁件灰铸铁件 铸钢件铸钢件 大量生产大量生产 1215 成批生产成批生产 1530 3050 单件、小批量生产单件、小批量生产 3050 50 第69页/共80页第六十九页，共81页。为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的侧壁，制造模样时必须作出一定(ydng)的倾斜度，称为起模斜度。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造2、起模斜度(xi d)（拔模斜度(xi d)）起模斜度的大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材料等因素，立壁愈高，斜度愈小，外壁斜度比内壁小；机器造型应比手工造型斜度小，而木质模样斜度应比金属模样斜

27、度大。一般外壁为153，内壁310。第70页/共80页第七十页，共81页。在零件设计中所确定的垂直于分型面的非加工表面斜度为结构(jigu)斜度，结构(jigu)斜度是在零件设计时直接在零件图上标出，且斜度值较大；图中铸件之孔和外圆面应具有斜度(xi d)才合理。如果外表面加工则在加上加工余量后再加上部分金属使其具有斜度(xi d)。在绘制(huzh)铸造工艺图中加在垂直分型面的侧面所具有的斜度称为拔模斜度，起模斜度是在绘制(huzh)铸造工艺图时，对零件图上没有结构斜度的立壁给予很小的起模斜度（0.53）说明结构斜度、拔模斜度及其区别。下面铸件结构是否合理？应如何改正？第71页/共80页第七

28、十一页，共81页。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(fngd)一个该合金的收缩率。第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造3、收缩率铸造(zhzo)线收缩率（简称铸造(zhzo)收缩率）K表达式为：式中：L L模模 模样或芯盒工作面的尺寸，单位为mm；L L件件 铸件的尺寸，单位为mm。通常，灰铸铁的铸造收缩率为0.7%1.0%，铸造碳钢为1.3%2.0%，铸造锡青铜为1.2%1.4%。第72页/共80页第七十二页，共81页。芯头指型芯的外伸部分，不形成(xngchng)铸件内腔，只落入芯座内，用以定位和支撑型芯。第二节第二节砂型砂型(shxn

29、g)铸造铸造4、型芯头 模样(myng)上用以在型腔内形成芯座并放置芯头的突出部分也称芯头。芯头的作用：铸型中专为放置芯头的空腔称芯座。1）定位作用；2）固定作用；3）排气作用。第73页/共80页第七十三页，共81页。型芯头的构造(guzo)a）垂直(chuzh)芯头 b）水平芯头第74页/共80页第七十四页，共81页。（四）铸造（四）铸造(zhzo)工艺图工艺图第二节第二节砂型砂型(shxng)铸造铸造 铸造工艺图是直接在零件图上用各种工艺符号绘出铸造所需资料的图样，包括铸件的浇注位置、铸型分铸造工艺图是直接在零件图上用各种工艺符号绘出铸造所需资料的图样，包括铸件的浇注位置、铸型分型面、加工

30、余量、起模斜度、收缩率、反变形量、浇冒系统型面、加工余量、起模斜度、收缩率、反变形量、浇冒系统(xtng)、冷铁尺寸和布置、型芯和芯头的大小、冷铁尺寸和布置、型芯和芯头的大小等。等。第75页/共80页第七十五页，共81页。（五）实例（五）实例(shl)分析分析零件图第76页/共80页第七十六页，共81页。方案方案(fng n)第77页/共80页第七十七页，共81页。方案方案(fng n)第78页/共80页第七十八页，共81页。方案方案(fng n)第79页/共80页第七十九页，共81页。谢谢您的观看(gunkn)！第80页/共80页第八十页，共81页。内容(nirng)总结（二）型砂。第3页/共80页。主要用于生产小铸件，砂箱尺寸较小。为了起模方便，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂。200200。在某种铸造工艺条件下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。在最小壁厚和临界壁厚之间就是适宜(shy)的铸件壁厚。在砂型铸造条件下，临界壁厚3最小壁厚。易形成热节和应力集中，铸件易产生缩孔、缩松和裂纹等缺陷。如轮幅设计成弯曲轮幅或奇数轮幅。3、面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置第八十一页，共81页。