鑄造實訓(xùn)教案

1、鑄造實訓(xùn)教案工程訓(xùn)練中心2009年12月長春工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練課程教案教師姓名實訓(xùn)項目名稱鑄造實訓(xùn)時間50分鐘地點鑄工實訓(xùn)基地講 授 內(nèi) 容教學(xué)目的及要求：(1)熟悉鑄造生產(chǎn)的工藝過程、特點及應(yīng)用；(2)熟悉砂型鑄造的主要造型方法(整模造型、分模造型、活塊造型等)的 工藝過程、特點及應(yīng)用，掌握手工兩箱造型的操作技能，并能對鑄件進 行初步的工藝分析；了解機器造型的特點和應(yīng)用；了解常見特種鑄造方法的工藝流程、特點及應(yīng)用；熟悉型砂(芯砂)的組成、各組成成分的作用，對型砂(芯砂)性能 要求及制備過程；了解感應(yīng)電爐的構(gòu)造，鑄鐵的熔煉和澆注并參與澆注操作；了解常見型砂鑄造的鑄件缺陷及產(chǎn)生原因；了解鑄造生產(chǎn)安

2、全技術(shù)、環(huán)境保護，并能進行簡單經(jīng)濟分析。教學(xué)重點：砂型鑄造的工藝過程，常用手工造型的操作方法教學(xué)難點：手工造型操作方法。教學(xué)內(nèi)容：第一單元概述及型砂的制備鑄造概念將液態(tài)的金屬澆注到與零件形狀尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，待其冷卻凝固后獲得毛坯或零件的工藝方法稱為鑄造。鑄造生產(chǎn)大致可分為砂型鑄造和特種鑄造兩大類。目前最常用的鑄造方法是 砂型鑄造。鑄造的特點；1)適應(yīng)性強，工藝靈活性大。鑄件的合金成分、尺寸、形狀、重量和生產(chǎn) 批量等幾乎不受限制。2）成形能力強。最適于生產(chǎn)復(fù)雜形狀，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯或零件。3）經(jīng)濟性好。鑄造所用的原材料大部分來源廣泛、價格低廉，還可以使用 廢料和廢機件；因此鑄件的

3、成本低廉。鑄造的主要缺點是：鑄造生產(chǎn)工序繁多，工藝過程較難控制，致使鑄件的廢 品率較高；鑄件的內(nèi)部組織比較粗大，力學(xué)性能一般不如鍛件；鑄造的工作條 件較差，工人勞動強度較大。用于鑄造的金屬材料統(tǒng)稱為鑄造合金。常用的鑄造合金有鑄鐵、鑄鋼及鑄造 有色金屬，其中又以鑄鐵應(yīng)用最為廣泛（特別是灰口鑄鐵）。砂型鑄造的基本生產(chǎn)工序砂型鑄造的生產(chǎn)工序包括：配制型（芯）砂、制作模樣和芯盒、造型、制芯、 合箱、金屬的熔化與澆注以及落砂、清理與檢驗等。如圖所示濕型砂的組成、性能要求、種類及制備砂型是由型砂組成的，型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量不好會 使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂、夾砂等缺陷，這些缺陷造成的廢

4、品約占鑄件總 廢品的50%以上。因此，必須合理的選用和配制型（芯）砂。型（芯）砂應(yīng)具備的主要性能1）強度 型砂抵抗外力破壞的能力稱為強度。足夠的強度可保證鑄型在鑄 造過程中不破損、塌落和脹大。但強度太高也不好，會使鑄型過硬，透氣性、 退讓性和落砂性很差。2）透氣性 型砂孔隙透過氣體的能力稱為透氣性。當(dāng)高溫金屬液澆入鑄型 時，型內(nèi)會產(chǎn)生大量氣體（包括水分汽化為高溫過熱蒸汽和原有空氣受熱膨脹）， 這些氣體必須通過鑄型排出去。如果型砂透氣性太低，氣體留在型內(nèi)，會使鑄 件形成嗆火、氣孔和澆不到等缺陷。但透氣性太高會使砂型疏松，鑄件易出現(xiàn) 表面粗糙和機械粘砂的缺陷。3）耐火性 指型砂經(jīng)受高溫?zé)嶙饔玫哪芰?/p>

5、。耐火性主要取決于砂中SiO2的 含量（熔點1713C）, SiO2含量越多，型砂耐火性越高。型砂的耐火性好，鑄 件不易產(chǎn)生粘砂缺陷。4）退讓性 鑄件凝固和冷卻過程中產(chǎn)生收縮時，型砂能被壓縮、退讓的性 能稱為退讓性。型砂退讓性不足，會使鑄件收縮受到阻礙時，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變 形和裂紋等缺陷。對小鑄件砂型，不要舂得過緊；對大砂型，可在型（芯）砂 中加入鋸末、焦炭粒等材料以增加退讓性。5）潰散性 是指型砂澆注后易潰散的性能。潰散性好，型砂容易從鑄件上 清除，可以節(jié)省落砂和清理的勞動量。除上述性能外，型砂還應(yīng)具有流動性和可塑性等工藝性能。濕型砂的組成為了滿足型（芯）砂的性能要求，它一般由原砂、粘結(jié)劑、水

6、和附加物按 一定比例混制而成。原砂一般采用天然砂。砂中若石英（SiO2）含量高，雜質(zhì)少，則耐火性好； 若砂粒粗，粒度均勻，則透氣性好。粘結(jié)劑可提高型（芯）砂的可塑性和強度。粘結(jié)劑主要有普通粘土、膨潤 土、水玻璃、礦物油、合脂和樹脂等。其中，普通粘土及膨潤土資源豐富，價 格低廉，有一定粘結(jié)強度，一般多用來制作型砂。其它幾種粘結(jié)劑價格較貴， 主要用于生產(chǎn)性能要求較高的芯砂。型砂中常加入的附加物有煤粉、木屑等。煤粉在高溫熔融金屬作用下燃燒 形成氣膜，隔離熔融金屬與鑄型型腔直接作用，使鑄件表面光潔，防止鑄件粘 砂；加入木屑能改善型砂的透氣性和退讓性。粘土中的水分對型（芯）砂的性能和鑄件的質(zhì)量影響很大。

7、水分少，型（芯）砂干而脆，不利于造型起模；水分多，型（芯）砂強度低，易造成粘模，給造型操作帶來困難。當(dāng)粘土與水分質(zhì)量比為 3: 1時，型砂可獲得最大強度值。型（芯）砂的制備型芯在澆注后將被高溫金屬液包圍，故通常要求芯砂應(yīng)具有比型砂更好的綜 合性能。一般來說，型砂與芯砂應(yīng)選用不同的材料按不同的比例配制。在鑄造生產(chǎn)中，有時為了節(jié)省型砂，對與鑄件接觸的面砂進行專門配制，以 使其具有較高的強度和耐火性，而對不與鑄件接觸，僅作填料用的背砂，一般 用舊砂，但在大批生產(chǎn)時，為了提高生產(chǎn)效率和簡化操作，往往不分面砂和背 砂，只用一種單一砂。目前在生產(chǎn)中一般都使用混砂機配砂?；焐斑^程是：將新砂、粘土、附加物 和

8、舊砂依次投入混砂機內(nèi)，先干混數(shù)分鐘，混拌均勻后，加一定量的水再濕混 10分鐘左右。為了使水分滲透均勻，混完的砂通常要放 38小時。最后進行松 砂處理，以打碎砂團，提高其透氣性。型（芯）砂的性能可用專門儀器檢驗，也可用手握法檢驗。手握法檢驗的操作過程，用手攥一把型砂，感到潮濕但不沾手，柔軟易變形,印在砂團上的手指痕跡清晰，砂團掰斷時斷面不粉碎，說明型砂的干濕適宜、 性能合格。這種方法簡單易行，但需憑個人經(jīng)驗，因人而異，也不準(zhǔn)確。學(xué)生實際操作：濕型砂的制備第二單元鑄型的結(jié)構(gòu)及整模造型生產(chǎn)過程 鑄型的組成及各部分名稱用型砂及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程稱為造型。這種鑄型又稱砂型， 是由上砂型、下砂型、型腔（形成鑄件形狀的空腔）、砂芯、澆注系統(tǒng)和砂箱等 部分組成的。鑄型的組成及各部分名稱見圖。上、下砂型的接合面稱為分型面。 上、下砂型的定位可用泥記號（單件、小批生產(chǎn)）或定位銷（成批、大量生產(chǎn)）1器我口一型腔3一苦口4一擇氣道5一出氣孔方一泓注第登了一上期8一下期9一赤芯10 一分如面整模造型方法整模造型過程如圖所示。整模造型的特點是：模樣是整體結(jié)構(gòu)，最大截面 在模樣一端