特鑄造及工藝2014-第3-4部分

1、 砂型鑄造靈活、成本低、適應性強，但質(zhì)量和尺寸精度不高、生產(chǎn)率低、勞動條件差。 特種鑄造是指與普通砂型鑄造有顯著區(qū)別的一些鑄造方法。如熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、陶瓷型鑄造、實型鑄造等，每每種特種鑄造方法均有其優(yōu)點和適用的場合。種特種鑄造方法均有其優(yōu)點和適用的場合。近年來，特種鑄造在我國得到了飛速發(fā)展，其地位和作用日益提高。1.5 特種鑄造（少、無切削的鑄造方法） 大多數(shù)大多數(shù)特種鑄造特種鑄造方法鑄件方法鑄件精度高、精度高、表面表面粗糙度粗糙度值值?。灰讓崿F(xiàn)少、無切削小；易實現(xiàn)少、無切削加工；鑄件內(nèi)部加工；鑄件內(nèi)部組織致密組織致密，力學性能較好力學性能較好；金屬液消耗少

2、金屬液消耗少，工藝簡單工藝簡單，生產(chǎn)生產(chǎn)效效率高率高。 （工業(yè)革命以來長期追求（工業(yè)革命以來長期追求生產(chǎn)率生產(chǎn)率）造型材料造型材料，（，（質(zhì)量質(zhì)量）造造型方法型方法、液態(tài)合金、液態(tài)合金流動與收縮流動與收縮（3 3方面）方面）。1.1.金屬型鑄造金屬型鑄造 2.2.熔模鑄造熔模鑄造3.3.實型鑄造實型鑄造 4.4.壓力鑄造壓力鑄造5.5.低壓鑄造低壓鑄造 6.6.離心鑄造離心鑄造 7.7.連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造 8.8.陶瓷型鑄造陶瓷型鑄造1.1.金屬型鑄造金屬型鑄造（“鑄型鑄型改革改革”。砂型：一型一件，砂型：一型一件， 塵、強度大，勞動條件差，且小型復雜件，批量大時，塵、強度大，勞動條件差，且小型

3、復雜件，批量大時，砂型有一定缺陷。砂型有一定缺陷。 ） 即在重力作用下將熔融金屬澆入即在重力作用下將熔融金屬澆入金屬型腔金屬型腔中獲得鑄件的方法。中獲得鑄件的方法。(1)(1)金屬型金屬型 金屬型金屬型可分為整體、水平、垂直和綜合分型等可分為整體、水平、垂直和綜合分型等四種四種，其，其中中垂直分型垂直分型便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于便于開設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于實現(xiàn)機械化，實現(xiàn)機械化，應用較廣應用較廣。 (2)(2)工藝工藝特點特點( (與砂型比特點：散熱塊) )1)1)型腔型腔噴刷涂料噴刷涂料;2);2) 預熱鑄型預熱鑄型;3);3)澆鑄溫度高澆鑄溫度高;4;4）及時開

4、型及時開型取件。取件。1噴刷涂料（耐火、隔熱緩沖） 金屬型的型腔和金屬型芯表面必須噴刷涂料。涂料可分襯料和表面涂料襯料和表面涂料兩種，前者以耐火耐火材料材料為主，厚度為0210mm；后者為可燃物質(zhì)可燃物質(zhì)(如燈煙、油類)，每次澆注噴涂一次，以產(chǎn)生隔熱隔熱氣膜氣膜。2金屬型應保持一定的工作溫度（第一次要預熱） 通常鑄鐵件為250350，非鐵金屬件100250。其目的是減緩鑄型對澆入金屬的激冷作用，減少鑄件缺陷。同時，因減小鑄型和澆入金屬的溫差，（避免急冷急熱，“熱熱疲勞疲勞” ）提高了鑄型壽命。3、嚴格控制澆鑄溫度金屬型冷卻快，澆鑄溫度比砂型通常要高2030攝氏度，過低，易產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷

5、，過高影響金屬型壽命。4適合的出型時間 澆注之后，鑄件在金屬型內(nèi)停留的時間愈長，鑄件的出型及抽芯出型及抽芯愈困難困難，鑄件的裂紋裂紋傾向加大。同時，鑄鐵件的白口白口傾向增加傾向增加，并降低生產(chǎn)率。為此，應使鑄件凝固后盡早出型盡早出型。通常小型鑄鐵件出型時間為1060s，鑄件溫度約為780950。 此外，為避免避免灰鑄鐵件產(chǎn)生白口白口組織，除應采用碳、硅含量高的鐵水碳、硅含量高的鐵水外，涂料中應加入些硅鐵粉。對于已經(jīng)產(chǎn)生白口組織的鑄件，要利用出型時鑄件的自身余熱及時進行退火。圖圖2.2.27垂直分型式金屬型的結(jié)構(gòu)垂直分型式金屬型的結(jié)構(gòu)(3)(3)金屬型鑄造的優(yōu)缺點及應用金屬型鑄造的優(yōu)缺點及應用

6、1)1)優(yōu)點優(yōu)點 金屬型鑄造金屬型鑄造一型多鑄一型多鑄, ,節(jié)省造型材料且減少了環(huán)境污染節(jié)省造型材料且減少了環(huán)境污染; ; 工藝簡單工藝簡單, ,易于實現(xiàn)易于實現(xiàn)機械化和自動化機械化和自動化; ; 鑄件鑄件精度高精度高、表面粗糙度值小表面粗糙度值??； 力學力學性能好性能好。 2) 2)缺點缺點 不宜不宜鑄造結(jié)構(gòu)鑄造結(jié)構(gòu)復雜、薄壁復雜、薄壁或或大型大型鑄件鑄件; ;熔點高熔點高的合金鑄造時的合金鑄造時, ,鑄型鑄型壽命短壽命短; ;灰鐵件灰鐵件鑄造時還易產(chǎn)生鑄造時還易產(chǎn)生白口組織。白口組織。 3) 3)應用應用 金屬型鑄造主要用于金屬型鑄造主要用于成批、大量成批、大量生產(chǎn)生產(chǎn)( (熔點較低熔點較

7、低) )鋁合金、銅鋁合金、銅合金等非鐵合金的中、小型鑄件合金等非鐵合金的中、小型鑄件, ,如活塞、缸體、液壓泵殼體、如活塞、缸體、液壓泵殼體、軸瓦和軸套等。軸瓦和軸套等。 熔模鑄造是指在熔模鑄造是指在易熔模樣的表面包覆多層耐火涂料易熔模樣的表面包覆多層耐火涂料, ,待其待其干燥硬化后熔出模樣而制成型殼干燥硬化后熔出模樣而制成型殼, ,型殼經(jīng)高溫培燒后即可澆注型殼經(jīng)高溫培燒后即可澆注的鑄造方法。熔模鑄造又稱的鑄造方法。熔模鑄造又稱失蠟鑄造失蠟鑄造。(1)(1)熔模鑄造的工藝過程熔模鑄造的工藝過程 用鋼或銅合金等制造用鋼或銅合金等制造壓型的母模壓型的母模制造制造壓型壓型制造制造模樣模樣制造制造殼體

8、（殼體（細沙細沙- -粗砂多層粗砂多層）, ,熔去蠟模熔去蠟模造型造型、澆注。如、澆注。如圖所示。圖所示。2.2.熔模鑄造熔模鑄造 （手工造型方法的手工造型方法的實習操作過程，實習操作過程，普通砂型鑄造對于普通砂型鑄造對于小零件要小零件要分模、分型、型芯、起模，易錯箱，粗糙易錯箱，粗糙“鑄型鑄型”）圖圖2.2.31熔模鑄造工藝過程熔模鑄造工藝過程(2)(2)熔模鑄造的特點和應用熔模鑄造的特點和應用 1)1)特點特點 可生產(chǎn)形狀復雜、輪廓清晰、薄壁鑄件；可生產(chǎn)形狀復雜、輪廓清晰、薄壁鑄件； 鑄件鑄件精度高精度高, ,表面質(zhì)量好，實現(xiàn)了少、無切削加工表面質(zhì)量好，實現(xiàn)了少、無切削加工; ; 適用于各

9、種合金適用于各種合金, ,尤其適用于尤其適用于高熔點合金高熔點合金及及難以切削加難以切削加工的合金工的合金( (許多高質(zhì)量鑄造法無此特點許多高質(zhì)量鑄造法無此特點); ); 生產(chǎn)批量不受限制生產(chǎn)批量不受限制, ,可實現(xiàn)機械化流水生產(chǎn)。可實現(xiàn)機械化流水生產(chǎn)。但是但是工序工序繁多繁多, ,工藝過程復雜工藝過程復雜, ,生產(chǎn)周期長生產(chǎn)周期長, ,鑄件鑄件不能太大、太長不能太大、太長。 2)2)應用應用 熔模鑄造主要用于生產(chǎn)汽輪機、水輪機上小型的葉片熔模鑄造主要用于生產(chǎn)汽輪機、水輪機上小型的葉片和葉輪、切削刀具及汽車、拖拉機、船舶、機床和風動和葉輪、切削刀具及汽車、拖拉機、船舶、機床和風動工具上的工具上

10、的小型零件小型零件等等, ,目前目前, ,其應用范圍還在不斷擴大。其應用范圍還在不斷擴大。 制模材料常制模材料常用用聚苯乙烯泡沫聚苯乙烯泡沫塑塑料。型砂料。型砂多為多為無粘無粘接劑接劑的的干硅砂干硅砂。(1) (1) 模樣和型砂模樣和型砂圖圖2.2.262.2.26實型鑄造工藝過程實型鑄造工藝過程3.3.實型鑄造實型鑄造（ 實習操作過程，實習操作過程，“模樣模樣- -鑄型鑄型”。消失模、氣消失模、氣化摸鑄造。化摸鑄造。不起模，不起模，無分型面，無型芯。無分型面，無型芯。） 造型材料造型材料用鐵丸或鋼丸用鐵丸或鋼丸的叫的叫磁型鑄造磁型鑄造。(2) (2) 實型鑄造的特點和應用實型鑄造的特點和應用

11、1)1)特點：特點：不必起模，不修型，無型芯，無分型面不必起模，不修型，無型芯，無分型面-無飛邊毛刺無飛邊毛刺+不錯箱，不錯箱，涂光潔和耐火涂料。涂光潔和耐火涂料。泡沫塑料泡沫塑料粘合，粘合，為鑄件為鑄件。使造型效。使造型效率比砂型鑄造提高率比砂型鑄造提高25倍。倍。 鑄件尺寸鑄件尺寸精度高精度高、表面、表面粗糙度粗糙度值值小小; ;易實現(xiàn)易實現(xiàn)少、少、無切削無切削加工加工; ; 工序少工序少, ,生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高; ; 采用采用無粘接劑無粘接劑的干砂造型的干砂造型, ,勞動強度低勞動強度低，無無粉塵粉塵污染污染，作業(yè)，作業(yè)環(huán)境好環(huán)境好，被榮為，被榮為“綠色鑄造綠色鑄造”技術(shù)。技術(shù)。2)2

12、)應用：實型鑄造幾乎不受鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)應用：實型鑄造幾乎不受鑄件結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量、批量和合金種類的限制。量、批量和合金種類的限制。 缺點：模樣用缺點：模樣用一次一次，易變形易變形，氣體有，氣體有一定的污染一定的污染。 （設(shè)備投資較高設(shè)備投資較高）4.4.壓力鑄造壓力鑄造（金屬型金屬型容易出現(xiàn)容易出現(xiàn)澆不足、冷隔、裂紋等，充型能力差。“充型方法充型方法改革改革”） 壓力鑄造是指金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。壓力鑄造是指金屬液在高壓下高速充型，并在壓力下凝固的鑄造方法。 (1)(1)壓鑄機和壓壓鑄機和壓鑄工藝過程鑄工藝過程 壓鑄機是壓力鑄造生產(chǎn)壓鑄機是壓力鑄造生產(chǎn)的主要設(shè)備

13、，按壓室（壓的主要設(shè)備，按壓室（壓射室）分射室）分, ,一般分熱壓室壓一般分熱壓室壓鑄機（壓室浸于金屬液中）鑄機（壓室浸于金屬液中）和冷壓室壓鑄機（壓室與和冷壓室壓鑄機（壓室與金屬液保溫爐分開）兩大金屬液保溫爐分開）兩大類。類。 目前應用較多的是臥式冷目前應用較多的是臥式冷壓室壓鑄機。壓室壓鑄機。 臥式冷壓室壓鑄機的臥式冷壓室壓鑄機的壓鑄工藝過程如圖所示。壓鑄工藝過程如圖所示。 圖圖2.2.28 2.2.28 臥式冷壓室壓鑄機的工作過程臥式冷壓室壓鑄機的工作過程(2)(2)壓力鑄造的特點和應用壓力鑄造的特點和應用特點：特點： 生產(chǎn)率生產(chǎn)率比其他鑄造方法比其他鑄造方法都高都高；操作簡便操作簡便,

14、易于實現(xiàn)易于實現(xiàn)自動化；自動化； 鑄件鑄件質(zhì)量好質(zhì)量好, ,尺寸精度高尺寸精度高，不需要進行切削加工不需要進行切削加工即可直接即可直接裝配；裝配； （因為鑄件的冷卻速度快冷卻速度快，又是在壓力下結(jié)晶壓力下結(jié)晶，其表層晶粒細密。壓鑄件壓鑄件強度和硬度都較高，抗拉強度抗拉強度比砂型鑄件比砂型鑄件提高提高20%20%40%40%） （因壓力）（因壓力）可生產(chǎn)可生產(chǎn)形狀復雜、薄壁鑄件形狀復雜、薄壁鑄件,可直接鑄可直接鑄出螺紋、齒形、文字等；出螺紋、齒形、文字等； 可鑄造出可鑄造出鑲嵌件鑲嵌件；缺點缺點： 1、設(shè)備設(shè)備投資大投資大,壓鑄壓鑄型型費用高費用高,生產(chǎn)生產(chǎn)周期長周期長,只適用只適用于于大批量大

15、批量生產(chǎn)。生產(chǎn)。 2、（、（卷氣卷氣-吸氣吸氣）皮下氣孔）皮下氣孔不能大余量不能大余量切削切削，不能不能熱處理熱處理；鑄型材料的選用要防鑄型材料的選用要防“蠕變?nèi)渥儭保üぷ鳒兀üぷ鳒囟却笥谠俳Y(jié)晶溫度時）。度大于再結(jié)晶溫度時）。應用應用: : 壓力鑄造主要用于壓力鑄造主要用于大批量大批量生生產(chǎn)產(chǎn)鋁、鋅、鎂、銅等鋁、鋅、鎂、銅等非鐵非鐵合金合金的的中、小型中、小型鑄件，儀表殼體等。鑄件，儀表殼體等。 低壓鑄造是指金屬液在氣體壓力作用下完低壓鑄造是指金屬液在氣體壓力作用下完成充型和凝固的鑄造方法。其壓力為成充型和凝固的鑄造方法。其壓力為0.020.020.06MPa0.06MPa。是介于重力鑄造(如

16、砂型鑄造、金屬型鑄造)和壓力鑄造之間的一種鑄造方法。它是使液態(tài)合金在壓力下，自下而上充填型腔，并在壓力下結(jié)晶、以形成鑄件的工藝過程。5.5.低壓鑄造低壓鑄造 （低壓、下而上（低壓、下而上充型平穩(wěn)。充型平穩(wěn)。“充充型型”）(1)(1)低壓鑄造的工低壓鑄造的工 藝過程藝過程 向坩堝中通壓縮向坩堝中通壓縮空氣空氣金屬液上升充金屬液上升充型型保壓、凝固保壓、凝固將將坩堝上部與空氣相通坩堝上部與空氣相通取出鑄件。如圖。取出鑄件。如圖。自下而上自下而上充型充型，壓力壓力下下凝固凝固。 圖圖2.2.29 2.2.29 低壓鑄造工藝過程低壓鑄造工藝過程特點特點: : 可可人為的人為的調(diào)整壓力調(diào)整壓力, ,適應

17、性強適應性強; ; 可用于可用于各種鑄型各種鑄型-適用于適用于各種合金各種合金及及各種大小各種大小的鑄件的鑄件; 鑄件組織鑄件組織致密致密, ,力學性能好力學性能好，充型平穩(wěn)，對于，充型平穩(wěn)，對于能有效能有效地地等缺陷，對于薄，有耐壓，防滲漏，氣密性等缺陷，對于薄，有耐壓，防滲漏，氣密性要求的鑄件尤為重要，可生產(chǎn)形狀要求的鑄件尤為重要，可生產(chǎn)形狀復雜、輪廓清晰、薄壁復雜、輪廓清晰、薄壁鑄件；鑄件；澆注時澆注時壓力較低壓力較低, ,底注充型底注充型, ,平穩(wěn)平穩(wěn)且易控制，且易控制，無飛濺無飛濺沖擊，不易沖擊，不易夾渣，砂眼，夾渣，砂眼，氣孔氣孔; ;金屬的實際金屬的實際利用率高利用率高; ;設(shè)備

18、設(shè)備簡單簡單,投資少投資少,操作簡便操作簡便, ,勞動條件好勞動條件好,易于實現(xiàn)易于實現(xiàn)機械化、自機械化、自動化動化。應用應用: : 低壓鑄造低壓鑄造目前主要用于目前主要用于生產(chǎn)鑄造生產(chǎn)鑄造質(zhì)量要求高的鋁、鎂質(zhì)量要求高的鋁、鎂合金鑄件。合金鑄件。(2)(2)低壓鑄造的特點和應用低壓鑄造的特點和應用(1)(1)離心鑄造機離心鑄造機 離心鑄造離心鑄造機是離心鑄造機是離心鑄造所用的設(shè)備所用的設(shè)備, ,按按其旋轉(zhuǎn)軸空間其旋轉(zhuǎn)軸空間位置的不同分位置的不同分為為立式、臥式立式、臥式兩種。兩種。圖圖2.2.30 2.2.30 離心鑄造示意離心鑄造示意6.6.離心鑄造離心鑄造（冒口等澆注系統(tǒng)冒口等澆注系統(tǒng)-

19、-無芯無芯?！俺湫统湫汀保?離心鑄造是將金屬液澆入繞離心鑄造是將金屬液澆入繞水平水平、傾斜傾斜或或立軸立軸旋轉(zhuǎn)的鑄旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下凝固的鑄造方法。鑄型可用型中，在離心力的作用下凝固的鑄造方法。鑄型可用金屬型、金屬型、砂型、陶瓷型、熔模殼型等。砂型、陶瓷型、熔模殼型等。1)1)特點特點 無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷無縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷, ,鑄件組織鑄件組織致密致密, ,力學性能好力學性能好; ; 鑄造圓形中空鑄件時鑄造圓形中空鑄件時, ,不用型芯和澆注系統(tǒng)不用型芯和澆注系統(tǒng), ,降低了金屬消耗降低了金屬消耗; ; 提高提高了金屬液的了金屬液的充型能力充型能力, ,可澆注

20、可澆注; ; 可生產(chǎn)可生產(chǎn)雙金屬鑄件雙金屬鑄件, ,如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等如鋼套內(nèi)鑲銅軸承等, ,其其結(jié)合面牢固結(jié)合面牢固; ; 離心鑄造適應性較廣離心鑄造適應性較廣, ,鑄造合金鑄造合金的種類幾乎的種類幾乎不受限制不受限制; ; 既適于鑄造既適于鑄造中空件中空件, ,又可以鑄造又可以鑄造成形件，成形件，適應性強適應性強。2)2)應用應用 離心鑄造主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用離心鑄造主要用于生產(chǎn)各種管、套、環(huán)類鑄件，也可用于生產(chǎn)齒輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。于生產(chǎn)齒輪、葉輪、渦輪等成形鑄件。(2)(2)離心鑄造的特點和應用離心鑄造的特點和應用(1)(1)連續(xù)鑄造的連續(xù)鑄造的 工藝過程工藝

21、過程圖圖2.2.32 2.2.32 連續(xù)鑄造示意連續(xù)鑄造示意 7.7.連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造 連續(xù)鑄造連續(xù)鑄造是指將金屬液是指將金屬液連續(xù)的澆入連續(xù)的澆入水水冷金屬型冷金屬型( (結(jié)結(jié)晶器晶器) )中中, ,連續(xù)連續(xù)凝固成形的方凝固成形的方法法。 組織致密組織致密, ,力學性能好力學性能好; ; 不用澆注系統(tǒng)不用澆注系統(tǒng), ,中空鑄件不用型芯中空鑄件不用型芯, ,降低了金屬的損耗，簡化了降低了金屬的損耗，簡化了 造型工序造型工序, ,降低了勞動強度降低了勞動強度, ,減少了生產(chǎn)占地面積減少了生產(chǎn)占地面積; ; 設(shè)備比較簡單設(shè)備比較簡單, ,生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)機械化、自動化；生產(chǎn)過程易于實現(xiàn)機械化、自動

22、化； 幾乎適用于各種合金幾乎適用于各種合金; ; 但連續(xù)鑄造不適于截面有變化但連續(xù)鑄造不適于截面有變化, ,壁厚不均勻的鑄件生產(chǎn)壁厚不均勻的鑄件生產(chǎn), ,而且鑄而且鑄 管的質(zhì)量較離心鑄造差。管的質(zhì)量較離心鑄造差。 連續(xù)鑄造主要用于連續(xù)鑄造主要用于大批量大批量生產(chǎn)具有生產(chǎn)具有等截面的鑄錠、鑄等截面的鑄錠、鑄管、板坯、棒坯等長鑄件。管、板坯、棒坯等長鑄件。其中鑄錠直徑可由幾十毫米至其中鑄錠直徑可由幾十毫米至500500毫米，鑄管直徑為毫米，鑄管直徑為1001001300mm1300mm；長度可達；長度可達5 510 m10 m。(2)(2)連續(xù)鑄造的特點及應用連續(xù)鑄造的特點及應用1)1)特點特點（

23、了解）（了解）2)2)應用應用8、陶瓷型鑄造 陶瓷型鑄造是以陶瓷作為鑄型材料的一種鑄造方法。1基本工藝過程 陶瓷型鑄造有不同的工藝方法，較為普遍的如圖249所示。(1)砂套造型 為節(jié)省昂貴的陶瓷材料和提高鑄型的透氣性，通常先用水玻璃砂制出砂套(相當于砂型鑄造的背砂)。制造砂套的木模B比鑄件的木模A應增大一個陶瓷料的厚度(圖a)。砂套的制造方法與砂型鑄造雷同(圖b)。圖2-49 陶瓷型鑄造工藝過程(2)灌漿與膠結(jié) 即制造陶瓷面層。其過程是將鑄件木模固定于平板上，刷上分型劑，扣上砂套。將配制好的陶瓷漿通過澆口注入型腔(圖c)，經(jīng)數(shù)分鐘后，陶瓷漿便開始膠結(jié)。 陶瓷漿由耐火材料(如剛玉粉、鋁釩土等)、

24、粘結(jié)劑(硅酸乙酯水解液)、催化劑(如Ca(OH) 2 MgO)、透氣劑透氣劑(雙氧水)等組成。(3)起模與噴燒 灌漿515min后，趁漿料尚有一定彈性便可起出模樣。為加速固化過程，必須用明火均勻地噴燒整個型腔(圖d)。(4)焙燒與合箱 陶瓷型要在澆注前加熱到350550焙燒35h，以燒去殘存的乙醇、水分等，并使鑄型的強度進一步提高。(5)澆注。澆注溫度可略高，以便獲得輪廓清晰的鑄件。2陶瓷型鑄造的特點及適用范圍 (1)陶瓷型鑄造具有熔模鑄造的許多優(yōu)點。因為起模是在陶瓷層處于彈性狀態(tài)下進行的，同時，陶瓷型高溫時變形小，故鑄件的尺寸精度和表面粗糙度與精度和表面粗糙度與熔模鑄造熔模鑄造相近相近。此外

25、，陶瓷材料耐高溫，故也可澆注高熔點合金。 (2)陶瓷型鑄件的大小幾乎不受限制，如鑄件重量可從幾千陶瓷型鑄件的大小幾乎不受限制，如鑄件重量可從幾千克到數(shù)噸，而克到數(shù)噸，而熔模鑄件熔模鑄件最大僅幾十千克最大僅幾十千克。 (3)在單件、小批生產(chǎn)條件下，需要的投資少、生產(chǎn)周期短，單件、小批生產(chǎn)條件下，需要的投資少、生產(chǎn)周期短，在一般鑄造車間較易實現(xiàn)在一般鑄造車間較易實現(xiàn)。陶瓷型鑄造的不足之處是：不適于批量大、重量輕或形狀復雜鑄件，且在生產(chǎn)過程難以實現(xiàn)機械化和自動化。 目前陶瓷型鑄造主要用于，廣泛用于鑄造沖模、鍛模、玻璃器皿模、壓鑄模、模板等，也可用于生產(chǎn)中型鑄鋼件。 項目項目砂型砂型鑄造鑄造金屬金屬型

26、鑄型鑄造造壓力鑄壓力鑄造造低壓鑄低壓鑄造造離心鑄離心鑄造造熔模鑄熔模鑄造造實型鑄實型鑄造造連續(xù)鑄連續(xù)鑄造造鑄鑄件件特特征征材質(zhì)材質(zhì)各類各類合金合金非鐵非鐵合金合金為主為主非鐵合非鐵合金金各類合各類合金金各類合各類合金金各類合各類合金金各類合各類合金金各類合各類合金金尺寸大尺寸大小小各種各種尺寸尺寸中、中、小件小件為主為主中、小中、小件件中、小中、小件件各種尺各種尺寸寸小件為小件為主主各種尺各種尺寸寸各種尺各種尺寸寸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復雜復雜一般一般較復雜較復雜較復雜較復雜 一般一般復雜復雜較復雜較復雜簡單簡單鑄鑄件件質(zhì)質(zhì)量量尺寸精尺寸精度度(CT)7-136-94-86-96-94-77-97-9內(nèi)部質(zhì)

27、內(nèi)部質(zhì)量量組織組織較松較松,晶粒晶粒較粗較粗組織組織致密致密,晶體晶體細小細小組織致組織致密密,晶晶體細小體細小,有氣孔有氣孔組織致組織致密密,晶晶體細小體細小組織致組織致密密,晶體晶體細小細小組織較組織較松松,晶晶粒較粗粒較粗組織較組織較松松,晶晶粒較粗粒較粗組織致組織致密密,晶體晶體細小細小技技術(shù)術(shù)經(jīng)經(jīng)濟濟指指標標生產(chǎn)效生產(chǎn)效率率低或低或一般一般較高較高很高很高較高較高較高較高低或一低或一般般一般一般高高表表2.2.92.2.9常用鑄造方法的特點和適用范圍常用鑄造方法的特點和適用范圍1.5.7 常用鑄造方法的比較1.6 1.6 鑄件結(jié)構(gòu)的鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性工藝性（設(shè)計）（設(shè)計）與與工藝設(shè)計工

28、藝設(shè)計（制造）（制造）1.6.11.6.1（）零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性一、合金的一、合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求二、二、 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求三、不同鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的要求三、不同鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 零件結(jié)構(gòu)的鑄造零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性（工藝性（性？性？）：）：指零件采用鑄造方法制坯時，其結(jié)構(gòu)能否指零件采用鑄造方法制坯時，其結(jié)構(gòu)能否用用最經(jīng)濟最經(jīng)濟的方法制造出來并的方法制造出來并符合設(shè)計要求符合設(shè)計要求的能力的能力. .（同學還要看書中圖）（同學還要看書中圖）一、一、 合金的鑄造性能對零件結(jié)構(gòu)的要求合金的鑄造性能對零件結(jié)構(gòu)的要求 收縮、流

29、動性收縮、流動性 鑄件（或零件）都是由不同的“壁”構(gòu)成的 局部看-大小大小、厚薄厚薄、內(nèi)外內(nèi)外、連接連接 整體看-對稱與否對稱與否因此，避免大的水平面； 壁厚要合適合適、要均勻均勻（但若考慮縮孔應符合順序凝順序凝 固固原則）； 內(nèi)薄外厚（均勻？均勻？同時凝固同時凝固原則避免應力裂紋等）； 圓滑、避免突變、交叉、銳角； 對稱不易變形，但有時會有應力、裂紋。一、一、 合金的鑄造性能對零件結(jié)構(gòu)的要求合金的鑄造性能對零件結(jié)構(gòu)的要求圖例圖例1.1.鑄件壁厚鑄件壁厚(1) 1) 壁厚應適當，不壁厚應適當，不能太厚或太薄能太厚或太薄圖圖2.3.12.3.1鑄件壁厚應適當鑄件壁厚應適當圖圖2.3.22.3.2

30、鑄件壁鑄件壁厚應力厚應力求均勻求均勻(2) (2) 壁厚均勻，但若壁厚均勻，但若考慮縮孔應符合順序考慮縮孔應符合順序凝固原則凝固原則(3) (3) 內(nèi)壁厚應小于外壁厚內(nèi)壁厚應小于外壁厚 圖圖2.3.3 2.3.3 鑄件內(nèi)壁應比外壁薄鑄件內(nèi)壁應比外壁薄 a) a)不合理結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu) b)b)合理結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu) a)a)不合理不合理 b) b) 合理合理圖圖2.3.52.3.5鑄件壁的轉(zhuǎn)角鑄件壁的轉(zhuǎn)角圖圖2.3.42.3.4鑄件的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)鑄件的轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)2.2.鑄件壁的連接鑄件壁的連接(1) (1) 壁間的連接應采用圓角過渡壁間的連接應采用圓角過渡圖圖2.3.6 2.3.6 鑄件接頭結(jié)構(gòu)鑄件接頭結(jié)構(gòu)

31、(3)(3)應避免壁厚突變應避免壁厚突變圖圖2.3.7 2.3.7 厚、薄壁的連接厚、薄壁的連接(2) (2) 應避免壁的交叉和銳角連接應避免壁的交叉和銳角連接3 3 防止鑄件產(chǎn)生變形防止鑄件產(chǎn)生變形圖圖2.3.8 2.3.8 細長鑄件的設(shè)計細長鑄件的設(shè)計圖圖2.3.92.3.9平板鑄件的設(shè)計平板鑄件的設(shè)計4.4.鑄件應避免有過大的水平面鑄件應避免有過大的水平面5.5.鑄件結(jié)構(gòu)應有利于自由收縮鑄件結(jié)構(gòu)應有利于自由收縮圖圖2.3.102.3.10過大水平面的設(shè)計過大水平面的設(shè)計圖圖2.3.11 2.3.11 輪輻的設(shè)計輪輻的設(shè)計二、 鑄造工藝對零件結(jié)構(gòu)的要求前述：防止缺陷要注意的問題；前述：防止

32、缺陷要注意的問題；現(xiàn)在：現(xiàn)在：好操作好操作（如手工造型多種，其中之一（如手工造型多種，其中之一好起模好起模）（也有利于（也有利于防止缺陷防止缺陷）降低成本降低成本-手工造型手工造型1.1.鑄件鑄件外形外形（挖沙、三箱造型、活塊：（挖沙、三箱造型、活塊：分型面應分型面應平直、少；平直、少；外凸外凸要便于起模要便于起模- -相當于相當于活塊盡量少用；避免活塊盡量少用；避免側(cè)凹；要有側(cè)凹；要有結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斜度）斜度）(1)(1)應利于減少和簡化鑄型的分型面應利于減少和簡化鑄型的分型面(2)(2)凸臺、筋條不應妨礙起模凸臺、筋條不應妨礙起模；避免側(cè)凹避免側(cè)凹(3)(3)垂直于分型面的非加工面應具有結(jié)構(gòu)斜度

33、垂直于分型面的非加工面應具有結(jié)構(gòu)斜度2.2.鑄件鑄件內(nèi)腔內(nèi)腔（內(nèi)腔由內(nèi)腔由型芯形成型芯形成，所以：，所以：不用、少用；不用、少用；安放安放穩(wěn)定、易排氣易清理；穩(wěn)定、易排氣易清理；避免封閉避免封閉的空腔的空腔。）。）(1)(1)內(nèi)腔形狀應利于制芯或省去型芯，避免封閉空腔內(nèi)腔形狀應利于制芯或省去型芯，避免封閉空腔(2)(2)應利于型芯固定、排氣和清理應利于型芯固定、排氣和清理(3)(3)大件和形狀復雜件可采用組合結(jié)構(gòu)大件和形狀復雜件可采用組合結(jié)構(gòu)（1）利于減少和簡化鑄件分型面圖2.3.13 肋條的設(shè)計 a) a) 不合理結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu) b) b) 合理結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu)（2 2）筋條不應妨礙起模筋條不應

34、妨礙起模圖2.3.14 凸臺的設(shè)計凸臺不應妨礙起模凸臺不應妨礙起模（3）垂直于分型面的非加工面應具 有結(jié)構(gòu)斜度 圖圖2.1.35 2.1.35 應有結(jié)構(gòu)斜度的示例應有結(jié)構(gòu)斜度的示例圖圖2.3.17 2.3.17 懸臂支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計懸臂支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖2.3.16 2.3.16 鑄件內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計鑄件內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）內(nèi)腔形狀應利于制芯或省去型芯 （3） 大件和大件和形狀復形狀復雜件可雜件可采用組采用組合結(jié)構(gòu)合結(jié)構(gòu) （2）應利于型芯固定、排氣和清理 三、 不同鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的要求1.1.壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.2.熔模鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計熔模鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.金屬型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)

35、計金屬型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 壓鑄件的結(jié)構(gòu)盡量消除側(cè)凹和深腔，在無法避壓鑄件的結(jié)構(gòu)盡量消除側(cè)凹和深腔，在無法避免時，應便于抽芯，以便鑄件能從鑄型中順利取出。免時，應便于抽芯，以便鑄件能從鑄型中順利取出。（1 1）便于抽芯）便于抽芯、壁厚均勻、宜薄、不宜厚壁厚均勻、宜薄、不宜厚（因不易產(chǎn)（因不易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷）生澆不到、冷隔等缺陷） 1.1.壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計壓鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖2.3.20 2.3.20 便于取出鑄件的設(shè)計便于取出鑄件的設(shè)計圖2.3.21 鑲嵌件的應用 鑲螺母鑲螺母 鑲銅襯鑲銅襯 鑲寶石鑲寶石 （2 2）注意嵌件連接）注意嵌件連接 為使壓鑄件中嵌件為使壓鑄件中嵌件連接牢固，連接牢

36、固，應在嵌件鑲?cè)霊谇都側(cè)腓T件的鑄件的表面預制出凹槽、凸臺或滾花。表面預制出凹槽、凸臺或滾花。設(shè)計熔模鑄件的結(jié)構(gòu)時應考慮到：設(shè)計熔模鑄件的結(jié)構(gòu)時應考慮到： 為便于熔模鑄造為便于熔模鑄造浸漬涂料浸漬涂料和和撒砂撒砂，孔、槽孔、槽不宜過小或過深不宜過小或過深 。通常，孔徑應大于。通常，孔徑應大于2mm(2mm(薄薄壁件的孔徑應大于壁件的孔徑應大于0 05mm)5mm)。對于通孔，孔深。對于通孔，孔深孔徑孔徑4 46 6；對于盲孔，孔深孔徑；對于盲孔，孔深孔徑2 2。槽寬應大于槽寬應大于2mm2mm，槽深為槽寬的，槽深為槽寬的2 26 6倍。倍。 2熔模鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 孔、槽不宜過小或過深孔、槽不

37、宜過小或過深 圖2.3.22 在大平面上設(shè)工藝孔和筋(2) 盡量避免大平面盡量避免大平面 熔熔模模型殼型殼高溫高溫易變形易變形，應盡量避免大平面?；颍瑧M量避免大平面。或在大平面上設(shè)工藝孔或加強筋，可增加型殼剛度。在大平面上設(shè)工藝孔或加強筋，可增加型殼剛度。圖2.3.23 金屬型鑄件結(jié)構(gòu)和抽芯的關(guān)系a) a) 結(jié)構(gòu)不合理結(jié)構(gòu)不合理b) b) 結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu)合理 3 3金屬型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計金屬型鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1 1） 應保證鑄件能順利應保證鑄件能順利抽出金屬型芯抽出金屬型芯。 表2.3.2 金屬型鑄件的最小壁厚鑄件尺寸鑄件尺寸鑄鑄鋼鋼灰鑄灰鑄鐵鐵鋁合鋁合金金鎂合鎂合金金銅合銅合金金可鍛可鍛鑄鐵鑄鐵

38、70X70542 33370X70 150X1508542 5464150X150106 568 （2）金屬型鑄件壁厚應大于）金屬型鑄件壁厚應大于最小壁厚最小壁厚表2.3.3 金屬型鑄造最小鑄孔mm鑄造合金鑄造合金可鑄的最小可鑄的最小孔徑孔徑/mm孔深孔深/mm盲孔盲孔通孔通孔鋅合金鋅合金 鎂合金鎂合金 鋁合金鋁合金 銅合金銅合金 （3 3）為便于型芯的安放及順利抽出鑄件，）為便于型芯的安放及順利抽出鑄件，孔徑不能孔徑不能過小、過深。過小、過深。一、澆注位置與分型面的選擇一、澆注位置與分型面的選擇 澆注位置澆注位置是澆注時是澆注時鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置鑄件在鑄型內(nèi)所處的位置。 分型面分型面是鑄

39、型砂箱間的結(jié)合面是鑄型砂箱間的結(jié)合面。 澆注位置的選擇澆注位置的選擇（質(zhì)量第一）（質(zhì)量第一） * * * *液態(tài)合金中金屬密度大，而非金屬液態(tài)合金中金屬密度大，而非金屬雜質(zhì)、雜質(zhì)、氣體氣體等密度小，易于上浮。鑄件等密度小，易于上浮。鑄件上表面上表面易于產(chǎn)生易于產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等砂眼、氣孔、夾渣等缺陷缺陷。 1.6.2鑄造工藝設(shè)計鑄造工藝設(shè)計（書中（書中1.4）（開始具體鑄造，如鑄件如何放、分型面、模樣尺寸等。第一步：鑄件如何放、分型面在那） 鑄件由壁、面組成：單個壁鑄件由壁、面組成：單個壁- -大小，厚?。ㄟB接、大小，厚?。ㄟB接、內(nèi)外與放置無關(guān)），內(nèi)外與放置無關(guān)），重要不重要重要不重要。多

40、個壁整體而言。多個壁整體而言- -（前述是否對稱與放置無關(guān)）（前述是否對稱與放置無關(guān)）壁的數(shù)量壁的數(shù)量。通常遵循以下原則：通常遵循以下原則：a.a.鑄件的鑄件的加工面或加工面或工作面工作面應處于應處于底面或側(cè)底面或側(cè)面面( (對單個面而言對單個面而言) )；鑄件的；鑄件的重要加工面重要加工面或或、加工、加工放在放在同一砂箱中同一砂箱中，以免錯箱等，以免錯箱等(對對多個面而言多個面而言)錐齒輪鑄件的澆注位置錐齒輪鑄件的澆注位置 b.鑄件鑄件大平面大平面應朝下應朝下c.c.鑄件的鑄件的薄壁薄壁應應朝下、垂朝下、垂直、傾斜直、傾斜，免澆不足、冷隔；，免澆不足、冷隔；厚壁厚壁應朝上、分型面附近上應朝上

41、、分型面附近上部或側(cè)部，利安放冒口，順部或側(cè)部，利安放冒口，順序凝固序凝固. .大平面澆注位置大平面澆注位置 圖圖2.2.7 殼體鑄件澆注位置殼體鑄件澆注位置 夾砂示意圖夾砂示意圖分型面的選擇（方便工作）（方便工作） 分型面一般應取在鑄件的最大截面上分型面一般應取在鑄件的最大截面上，否則，否則難以取出模樣。分型面選擇應遵循下述原則：難以取出模樣。分型面選擇應遵循下述原則： a.a.鑄件的鑄件的加工面及加加工面及加工基準面工基準面盡量放在盡量放在同同一砂型一砂型中，以保證鑄中，以保證鑄件的加工精度。件的加工精度。b.b.主要主要型芯型芯應盡量放應盡量放在在下半鑄型中下半鑄型中( (圖圖2.2.1

42、2). 2.2.12). 上下上下圖圖2.2.92.2.9管子堵頭分型面管子堵頭分型面分型面要：一大、三少、一平直分型面要：一大、三少、一平直 c c. .應盡量減應盡量減少少分型面分型面數(shù)量，并力求采用數(shù)量，并力求采用平面平面（前工藝性也有但前主（前工藝性也有但前主要是設(shè)計時考慮）。要是設(shè)計時考慮）。 d.d.應盡量應盡量減少型芯、減少型芯、活塊活塊的數(shù)量。的數(shù)量。（2.2.122.2.12左兩圖是左兩圖是一個鑄件的結(jié)構(gòu)）一個鑄件的結(jié)構(gòu)） 圖圖2.2.10殼體分型面選擇殼體分型面選擇圖圖2.2.11 彎臂分型面的選擇彎臂分型面的選擇 端蓋澆注位置和分型面的選擇：上下方案一方案一上下方案二方案

43、二二、確定工藝參數(shù)二、確定工藝參數(shù)（第二步：畫鑄件圖-畫模樣圖-制模樣等） 為了繪制鑄造工藝圖，在鑄造方案確定后，為了繪制鑄造工藝圖，在鑄造方案確定后，還需要選定如下工藝參數(shù)。還需要選定如下工藝參數(shù)。 機械加工余量機械加工余量 收縮率收縮率 起模斜度起模斜度 鑄造圓角鑄造圓角 最小鑄出孔、槽尺寸最小鑄出孔、槽尺寸 型芯頭型芯頭 a.a.芯頭高（或長）度和斜度芯頭高（或長）度和斜度 b.b.芯頭裝配間隙芯頭裝配間隙 機械加工余量機械加工余量（鑄件比零件大？）（鑄件比零件大？）機械加工余量是機械加工余量是鑄件上為切削加工而加鑄件上為切削加工而加大大的尺寸。的尺寸。 大量大量生產(chǎn)時余量可減小；生產(chǎn)時

44、余量可減??；單件小批量單件小批量生產(chǎn)時，余量生產(chǎn)時，余量應加大；應加大； 表面表面粗糙粗糙時，余量應加大（如鑄鋼）；位于鑄型時，余量應加大（如鑄鋼）；位于鑄型上上部部的面、的面、孔面孔面余量應大些；余量應大些； 非鐵金屬非鐵金屬表面光潔且材料價格昂貴，余量應減?。槐砻婀鉂嵡也牧蟽r格昂貴，余量應減小； 鑄件鑄件尺寸越大尺寸越大，加工余量越大；，加工余量越大； 加工面與基準面距離越大加工面與基準面距離越大，加工余量越大。，加工余量越大。 要求的機械加工余量要求的機械加工余量RMARMA等級有等級有1010級，由級，由精到粗精到粗A A、B B、C C、D D、E E、 F F、G G、H H、J

45、J和和K K級級（見表（見表2.2.52.2.5）。推薦用于）。推薦用于各種鑄造合金和鑄造方法的各種鑄造合金和鑄造方法的RMARMA等級列在表等級列在表2.2.62.2.6中。中。方方 法法要求的機械加工余量等級要求的機械加工余量等級鑄件材料鑄件材料鑄鋼鑄鋼灰鑄灰鑄鐵鐵球墨球墨鑄鐵鑄鐵可可鍛鍛鑄鑄鐵鐵銅合銅合金金鋅合鋅合金金輕金輕金屬屬合金合金鎳基鎳基合金合金鈷鈷基基合合金金砂型鑄造砂型鑄造手工造型手工造型GKFHFHFHFHFHFHGKGK砂型鑄造砂型鑄造機器造型機器造型和殼型和殼型EHEGEGEGEGEGEGFHFH金屬型金屬型（重力鑄（重力鑄造和低壓造和低壓鑄造）鑄造）DFDFDFDFD

46、FDF壓力鑄造壓力鑄造BDBD熔模鑄造熔模鑄造EEEEEEE表表2.2.5 2.2.5 毛坯鑄件典型的機械加工余量等級毛坯鑄件典型的機械加工余量等級最大尺寸最大尺寸要求的機械加工余量等級要求的機械加工余量等級大于大于至至ABCDEFGHJK400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.5571040

47、06300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014注：注：最終機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。最終機械加工后鑄件的最大輪廓尺寸。表2.2.6 機械加工余量注意：1、先選公差等級CT；2、再選加工余量等級；3、加工余量表中的基本尺寸是指加工表面上最大基本尺寸和該面與它的加工基準之間距離較大的一個；4、頂面、孔的加工余量等級應降一級使用。端蓋的機械加工余量 端蓋零件材質(zhì)為灰鑄鐵，且采用砂型鑄造端蓋零件材質(zhì)為灰鑄鐵，且采用砂型鑄造手工造型。手工造型。由表由表2.2.52.2.5查得查得，其機加工余量等其機加工余量等級為級為F FH H級，由

48、于批量不大，故選為級，由于批量不大，故選為H H級。零級。零件最大尺寸為件最大尺寸為165mm165mm，查表查表2.2.62.2.6得得：大端面外：大端面外圓直徑圓直徑72mm72mm端面的機加工余量為端面的機加工余量為4mm4mm，孔內(nèi)，孔內(nèi)余量應稍大，取為余量應稍大，取為5mm5mm。 國家標準規(guī)定，加工余量用紅線畫出輪廓，國家標準規(guī)定，加工余量用紅線畫出輪廓，剖面處全涂以紅色（或細紋格），機加工余量剖面處全涂以紅色（或細紋格），機加工余量數(shù)值用數(shù)字在圖紙上直接標出。數(shù)值用數(shù)字在圖紙上直接標出。 例例2（略）：（略）：零件為灰鑄鐵，手工造型，小批量生產(chǎn)，尺寸公差等級取13，求圖中15各面

49、的加工余量。 收縮率收縮率（模樣比鑄件大一收縮量）（模樣比鑄件大一收縮量） 由于合金的線收縮，鑄件冷卻由于合金的線收縮，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，后的尺寸將比型腔尺寸略為縮小，為保證鑄件的應有尺寸，為保證鑄件的應有尺寸，模樣尺寸模樣尺寸必須比鑄件尺寸放大一個該合金的必須比鑄件尺寸放大一個該合金的收縮量收縮量。不同的鑄造合金，其收縮。不同的鑄造合金，其收縮率大小不同。砂型鑄造時的鑄件線率大小不同。砂型鑄造時的鑄件線收縮率如表收縮率如表2.2.42.2.4所示。所示。 合金種類合金種類鑄件線收縮率鑄件線收縮率/%自由收縮自由收縮受阻收縮受阻收縮普通灰鑄鐵普通灰鑄鐵中小件中小件大中件大中

50、件特大件特大件1.00.90.80.90.80.7孕育鑄鐵孕育鑄鐵1.01.50.81.0碳素鑄鋼碳素鑄鋼1.62.01.31.7鋁硅合金鋁硅合金1.01.20.81.0錫青銅錫青銅1.41.2表表2.2.4 2.2.4 砂型鑄造時鑄件線收縮率砂型鑄造時鑄件線收縮率端蓋是小型普通灰鑄鐵件，且結(jié)構(gòu)簡單，查表得線收縮率為端蓋是小型普通灰鑄鐵件，且結(jié)構(gòu)簡單，查表得線收縮率為1%1%。 起模斜度起模斜度 （自學（自學P56-57P56-57） 為平行于起模方向的表面在為平行于起模方向的表面在模樣模樣或芯盒壁上或芯盒壁上所設(shè)計的斜度所設(shè)計的斜度(內(nèi)大外小內(nèi)大外小)。 鑄造圓角 （自學（自學P59P59）

51、 設(shè)計制作設(shè)計制作模樣模樣時，相鄰兩壁之間的交角都應做成圓弧過時，相鄰兩壁之間的交角都應做成圓弧過渡的鑄造圓角渡的鑄造圓角(內(nèi)大外小內(nèi)大外小) 。一般中、小型鑄件的鑄造圓角半。一般中、小型鑄件的鑄造圓角半徑為徑為35mm 。端蓋屬小型鑄件，未注鑄造圓角均為端蓋屬小型鑄件，未注鑄造圓角均為R3R35mm5mm 。 JB/T51051991鑄件模樣起模斜度規(guī)定了砂型鑄造所用的起模斜度，如表2.2.7。 測量面高度測量面高度H/mmH/mm起模斜度起模斜度金屬模樣、塑料模樣金屬模樣、塑料模樣木模樣木模樣a/mma/mma/mma/mm101010104040404010010010010016016

52、0160160250250250250400400400400630630630630100010002 220201 110100 030300 025250 020200 020200 020200 015150.40.40.80.81.01.01.21.21.61.62.42.43.83.84.44.42 255551 125250 040400 030300 025250 025250 020200 020200.60.61.01.01.21.21.41.41.81.83.03.03.83.85.85.8表表2.2.72.2.7砂型鑄造時模樣外表面的起模斜度（摘自砂型鑄造時模樣外表面的

53、起模斜度（摘自GB/T5105GB/T51059191）最小鑄出孔、槽尺寸 灰鑄鐵件最小鑄出孔直徑：單件小批生產(chǎn)時為灰鑄鐵件最小鑄出孔直徑：單件小批生產(chǎn)時為303050mm50mm，大量生產(chǎn)時為大量生產(chǎn)時為121215mm15mm。 端蓋端蓋上有兩個上有兩個11mm11mm孔及兩個孔及兩個22mm22mm深深2mm2mm沉孔，沉孔，直徑直徑均小于均小于30mm30mm，不易鑄出，不易鑄出，由機加工完成。在鑄造工藝圖上，由機加工完成。在鑄造工藝圖上，不鑄出孔不鑄出孔用紅線打叉表明。用紅線打叉表明。 端蓋端蓋7272圓柱圓柱增加壁厚法增加壁厚法，起模斜度為起模斜度為1mm1mm。62mm62mm內(nèi)

54、孔，內(nèi)孔，取取3mm3mm，使內(nèi)孔易使內(nèi)孔易于脫模。于脫模。型芯頭 a.a.芯頭高（或長）度和斜度芯頭高（或長）度和斜度 垂直垂直芯頭高芯頭高度、度、水平芯頭的水平芯頭的長度長度L L、隨芯頭隨芯頭直徑和型芯長度直徑和型芯長度增加而加大。芯增加而加大。芯頭斜度頭斜度：下下芯頭芯頭斜度小斜度小、高度大高度大些，些，上上芯頭芯頭斜度斜度大大、高度小高度小些。些。圖圖2.2.162.2.16 型芯頭的構(gòu)型芯頭的構(gòu)造造 型芯頭是指型芯的外伸部分，不形成鑄件的輪廓。型芯型芯頭是指型芯的外伸部分，不形成鑄件的輪廓。型芯需要型芯頭支撐、定位、排氣和落砂。需要型芯頭支撐、定位、排氣和落砂。b.芯頭裝配間隙 為

55、了便于下芯和合型，芯頭與芯座之間應留有間隙為了便于下芯和合型，芯頭與芯座之間應留有間隙S S，一，一般般S S為為0.50.54mm4mm。 端蓋端蓋鑄件鑄件內(nèi)孔的直徑大于鑄件的高度內(nèi)孔的直徑大于鑄件的高度，可以，可以使用使用砂垛砂垛，沒有型芯頭的設(shè)計問題。沒有型芯頭的設(shè)計問題。 圖圖2.2.16 2.2.16 型芯頭的構(gòu)造型芯頭的構(gòu)造a)a)垂直芯頭垂直芯頭 b)b)水平芯頭水平芯頭 三、澆注系統(tǒng)（自學P59-60）四、繪制鑄造工藝圖與鑄件圖(自學60-63)圖圖2.2.17 2.2.17 端蓋的鑄造工藝圖與鑄件圖端蓋的鑄造工藝圖與鑄件圖 繪制鑄造工藝圖的目的：繪制鑄造工藝圖的目的：1、鑄件

56、的形狀？、鑄件的形狀？2、尺寸有哪些變化？、尺寸有哪些變化？3、生產(chǎn)方法、工藝過程？、生產(chǎn)方法、工藝過程？4、制造模樣、芯盒、造型芯；、制造模樣、芯盒、造型芯；5、檢驗鑄件。、檢驗鑄件。五、鑄件質(zhì)量及檢驗五、鑄件質(zhì)量及檢驗 1、鑄件質(zhì)量概念、鑄件質(zhì)量概念（自學（自學P70） 2、（自學表（自學表1.24）六、金屬液態(tài)成型經(jīng)濟性分析和環(huán)境保護六、金屬液態(tài)成型經(jīng)濟性分析和環(huán)境保護（略）（略）七、金屬液態(tài)成形新技術(shù)新工藝七、金屬液態(tài)成形新技術(shù)新工藝 1、殼型鑄造、殼型鑄造 （參見參見P46-47） 一般砂型一般砂型,由于強度低由于強度低,不得不采用比面砂多幾倍不得不采用比面砂多幾倍的背砂作支持物的背

57、砂作支持物,以支持金屬液壓以支持金屬液壓,使金屬凝固時構(gòu)成使金屬凝固時構(gòu)成一定的幾何形狀一定的幾何形狀.這樣這樣,一方面一方面增加了型砂周轉(zhuǎn)量增加了型砂周轉(zhuǎn)量,另另一方面一方面由于砂型各部分的緊密度和強度不勻由于砂型各部分的緊密度和強度不勻,難于將難于將鑄件尺寸固定在允許的公差以內(nèi)鑄件尺寸固定在允許的公差以內(nèi),因而對因而對鑄件質(zhì)量不鑄件質(zhì)量不易控制易控制.殼型殼型是利用熱熔性樹脂和硅砂作為造型材料是利用熱熔性樹脂和硅砂作為造型材料.由于由于樹脂在硬化后強度很大樹脂在硬化后強度很大,只需一層薄殼就可支撐。只需一層薄殼就可支撐。2、懸浮鑄造、懸浮鑄造 (60年代末提出年代末提出) 金屬粉末或顆粒加

58、進金屬液流中，（金屬粉末或顆粒加進金屬液流中，（1）結(jié)晶）結(jié)晶核心；（核心；（2）極細的內(nèi)冷鐵，降溫、細化晶粒。）極細的內(nèi)冷鐵，降溫、細化晶粒。 在進行懸浮鑄造時，粉末材料既不是加到澆包在進行懸浮鑄造時，粉末材料既不是加到澆包中，也不是直接加到鑄型中，而是在澆注時加到澆中，也不是直接加到鑄型中，而是在澆注時加到澆注系統(tǒng)中。因為粉末材料注系統(tǒng)中。因為粉末材料加到澆包中將降低金屬液加到澆包中將降低金屬液的溫度導致流動性變差的溫度導致流動性變差而難以澆注；直接而難以澆注；直接加到鑄型加到鑄型中則很難均勻分布中則很難均勻分布。因此，懸浮鑄造的鑄型結(jié)構(gòu)與。因此，懸浮鑄造的鑄型結(jié)構(gòu)與普通砂型結(jié)構(gòu)的差別主要

59、是在普通砂型結(jié)構(gòu)的差別主要是在澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)（P82圖圖1.49）方面。前者比后者增加了專用的澆口鑄型。）方面。前者比后者增加了專用的澆口鑄型。 此澆口鑄型有一個離心式集液包，當金屬液沿著側(cè)面呈切線方向進入集液包后，即繞其中心線旋轉(zhuǎn)，而后通過直澆口流入鑄型。由于旋轉(zhuǎn)，金屬液在集液包中形成一個漏斗型的空腔即漩渦中心，造成負壓，吸住由供料斗中撒落下來的粉末狀微型冷鐵，并將其卷入液流中心，使微型冷鐵不致于粘附到澆注系統(tǒng)壁上而妨礙金屬流動。通過對懸浮鑄造澆注系統(tǒng)的分析表明，微型冷鐵微型冷鐵在內(nèi)澆口中才逐漸散開，均勻分布，隨金屬液流人鑄型中。 3、 近凈成形技術(shù)半固態(tài)加工 指零件成形后，僅需少量加工或

60、不再加工成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構(gòu)件的成形技術(shù)。 它是建立在新材料、新能源、機電一體化、精密模具技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、數(shù)值分析和模擬技術(shù)等多學科高新技術(shù)成果基礎(chǔ)上，改造了傳統(tǒng)的毛坯成形技術(shù)，使之由粗糙成形變?yōu)閮?yōu)質(zhì)、高效、高精度、輕量化、低成本的成形技術(shù)。 該項技術(shù)包括近凈鑄造成形、精確塑性成形、精確連接、精密熱處理改性、表面改性、高精度模具等專業(yè)領(lǐng)域，并且是新工藝、新裝備、新材料以及各項新技術(shù)成果的綜合集成技術(shù)。 固相率0.2時形成連續(xù)的網(wǎng)絡骨架，失去宏觀流動性。冷卻凝固時強烈攪拌，顆粒狀非枝晶固相率達0.5-0.6時，仍具有一定流變性，從而可以壓鑄、擠壓、模鍛。 （液固共存區(qū)）半固態(tài)加工： （1）原理：利用半固態(tài)攪拌近球狀晶體。 （2）特點： （流動性）壓鑄充型平穩(wěn)，降低卷氣、 縮松，晶粒小、組織致密。