特種鑄造與工藝XXXX第部分

砂型鑄造靈活、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)，但質(zhì)量和尺寸精度不高、生產(chǎn)率低、勞動(dòng)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(shí)型鑄造等，每種特種鑄造方法均有其優(yōu)越之處和適用的場(chǎng)合。近些年來(lái)，特種鑄造在我國(guó)得到了飛速發(fā)展，其地位和作用日益提高。1.5特種鑄造

大多數(shù)特種鑄造方法鑄件精度高、表面粗糙度值?。灰讓?shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工；鑄件內(nèi)部組織致密，力學(xué)性能較好；金屬液消耗少，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高；是今后發(fā)展的方向。

少、無(wú)切削的鑄造方法（特種鑄造）1.實(shí)型鑄造5.離心鑄造2.金屬型鑄造6.熔模鑄造3.壓力鑄造7.連續(xù)鑄造4.低壓鑄造

制模材料常用聚苯乙烯泡沫塑料。型砂多為無(wú)粘接劑的干硅砂。(1)模樣和型砂圖2.2.26實(shí)型鑄造工藝過(guò)程1.實(shí)型鑄造（消失模、氣化摸鑄造?！澳?鑄型”）

造型材料用鐵丸或鋼丸(磁型鑄造)。(2)實(shí)型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用

1)特點(diǎn)：不必起模和修型，無(wú)型芯，無(wú)分型面，因而無(wú)飛邊毛刺，不錯(cuò)箱，涂光潔和耐火涂料。泡沫塑料粘合，為鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供充分的自由度。使造型效率比砂型鑄造提高2~5倍。

①鑄件尺寸精度高、表面粗糙度值小;易實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切削加工;②工序少,生產(chǎn)效率高;③采用無(wú)粘接劑的干砂造型,勞動(dòng)強(qiáng)度低，無(wú)粉塵污染，作業(yè)環(huán)境好，被榮為“綠色鑄造”技術(shù)。

2)應(yīng)用：實(shí)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(lèi)的限制。目前正在大力推廣。

用于不易起模的復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。缺點(diǎn)：模樣用一次，易變形，氣體有一定的污染。

（設(shè)備投資較高）2.金屬型鑄造（砂型：一型一件，塵、強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差，且小型復(fù)雜件，批量大時(shí)，砂型有一定缺陷?！拌T型改革”）

即在重力作用下將熔融金屬澆入金屬型腔中獲得鑄件的方法。(1)金屬型

金屬型可分為整體、水平、垂直和綜合分型四種，其中垂直分型便于開(kāi)設(shè)澆冒口和安放金屬芯，易于排氣便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，應(yīng)用較廣。

(2)工藝特點(diǎn)(與砂型比特點(diǎn)：散熱塊)1)鑄型預(yù)熱;2)型腔噴刷涂料;3)澆鑄溫度較高;4）及時(shí)開(kāi)型取件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兩種，前者以耐火材料為主，厚度為0．2—1．0mm；后者為可燃物質(zhì)(如燈煙、油類(lèi))，每次澆注噴涂一次，以產(chǎn)生隔熱氣膜。2．金屬型應(yīng)保持一定的工作溫度（第一次要預(yù)熱）通常鑄鐵件為250～350℃，非鐵金屬件100～250℃。其目的是減緩鑄型對(duì)澆入金屬的激冷作用，減少鑄件缺陷。同時(shí)，因減小鑄型和澆入金屬的溫差，（避免急冷急熱，“熱疲勞”）提高了鑄型壽命。3、嚴(yán)格控制澆鑄溫度金屬型冷卻快，澆鑄溫度比砂型通常要高20—30攝氏度，過(guò)低，易產(chǎn)生冷隔、澆不到等缺陷，過(guò)高影響金屬型壽命。4．適合的出型時(shí)間澆注之后，鑄件在金屬型內(nèi)停留的時(shí)間愈長(zhǎng)，鑄件的出型及抽芯愈困難，鑄件的裂紋傾向加大。同時(shí)，鑄鐵件的白口傾向增加，金屬型鑄造的生產(chǎn)率降低。為此，應(yīng)使鑄件凝固后盡早出型。通常小型鑄鐵件出型時(shí)間為10—60s，鑄件溫度約為780—950℃。此外，為避免灰鑄鐵件產(chǎn)生白口組織，除應(yīng)采用碳、硅含量高的鐵水外，涂料中應(yīng)加入些硅鐵粉。對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生白口組織的鑄件，要利用出型時(shí)鑄件的自身余熱及時(shí)進(jìn)行退火。圖2.2.27垂直分型式金屬型的結(jié)構(gòu)(3)金屬型鑄造的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用

1)優(yōu)點(diǎn)

①金屬型鑄造一型多鑄,節(jié)省造型材料且減少了環(huán)境污染;②工藝簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;③鑄件精度高、表面粗糙度值??；④力學(xué)性能好。2)缺點(diǎn)

不宜鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁或大型鑄件;用于熔點(diǎn)較高的合金時(shí),鑄型壽命短;灰鐵件鑄造時(shí)還易產(chǎn)生白口組織。3)應(yīng)用

金屬型鑄造主要用于成批、大量生產(chǎn)(熔點(diǎn)較低)鋁合金、銅合金等非鐵合金的中、小型鑄件,如活塞、缸體、液壓泵殼體、軸瓦和軸套等。

3.壓力鑄鑄造（金屬型型容易易出現(xiàn)現(xiàn)澆不足足、冷冷隔、、裂紋紋等，，充型型能力力差。“充型改改革”）壓力鑄鑄造是是指金金屬液液在高高壓下下高速速充型型，并并在壓壓力下下凝固固的鑄鑄造方方法。。(1)壓鑄機(jī)機(jī)和壓壓鑄工工藝過(guò)過(guò)程壓鑄機(jī)機(jī)是壓壓力鑄鑄造生生產(chǎn)的的主要要設(shè)備備，按按壓室室（壓壓射室室）分分,一般分分熱壓壓室壓壓鑄機(jī)機(jī)（壓壓室浸浸于金金屬液液中））和冷冷壓室室壓鑄鑄機(jī)（（壓室室與金金屬液液保溫溫爐分分開(kāi)））兩大大類(lèi)。。目前應(yīng)用較較多的是臥臥式冷壓室室壓鑄機(jī)。。臥式冷壓室室壓鑄機(jī)的的壓鑄工藝藝過(guò)程如圖圖所示。圖2.2.28臥式冷壓室室壓鑄機(jī)的的工作過(guò)程程(2)壓力鑄造的的特點(diǎn)和應(yīng)應(yīng)用特點(diǎn)：①生產(chǎn)率比其他鑄造造方法都高；操作簡(jiǎn)便,易于實(shí)現(xiàn)自自動(dòng)化；②鑄件質(zhì)量好,尺寸精度高高，不需要進(jìn)進(jìn)行切削加加工即可直直接裝配；；（因?yàn)殍T件的的冷卻速度快快，又是在壓力下結(jié)晶晶，其表層晶晶粒細(xì)密。。壓鑄件強(qiáng)度和硬度度都較高，，抗拉強(qiáng)度比比砂型鑄件件提高20%～40%）③（因因壓壓力力））可生生產(chǎn)產(chǎn)形狀復(fù)復(fù)雜、、薄壁壁鑄件件,可直接接鑄出出螺紋紋、齒齒形、、文字字等；；④可鑄鑄造出出鑲嵌嵌件；；設(shè)備投投資大大,壓鑄型型費(fèi)用高高,生產(chǎn)周期長(zhǎng)長(zhǎng),只適用用于大批量量生產(chǎn)產(chǎn)。缺點(diǎn)：（卷氣-吸氣）皮下下氣孔孔—不能大大余量量切削削，不不能熱熱處理理；鑄鑄型材材料的的選用用要防防“蠕變”（T工作大大于T再結(jié)晶晶時(shí)））。應(yīng)用:壓力鑄鑄造主主要用用于大大批量量生產(chǎn)產(chǎn)鋁、、鋅、、鎂、、銅等等非鐵鐵合金金的中中、小小型鑄鑄件，，儀表表殼體體等。。低壓鑄鑄造是是指金金屬液液在氣氣體壓壓力作作用下下完成成充型型和凝凝固的的鑄造造方法法。其其壓力力為0.02～0.06MPa。是介于于重力鑄鑄造(如砂型型鑄造造、金金屬型型鑄造造)和壓力鑄鑄造之間的的一種種鑄造造方法法。它它是使使液態(tài)態(tài)合金金在壓壓力下下，自下而而上地地充填填型腔，，并在在壓力下下結(jié)晶晶、以形形成鑄鑄件的的工藝藝過(guò)程程。4.低壓鑄鑄造（低壓壓、下下而上上—充型平平穩(wěn)。。“充型”）(1)低壓鑄鑄造的的工藝藝過(guò)程程向坩堝堝中通通壓縮縮空氣氣→金金屬液液上升升充型型→保保壓、、凝固固→將將坩堝堝上部部與空空氣相相通→→取出出鑄件件。如如圖。。自下而上上充型，壓力下凝凝固。圖2.2.29低壓鑄造造工藝過(guò)過(guò)程特點(diǎn):①可人為的的調(diào)整壓力力,適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng);②可用于各種鑄型--適用于各種合金及各種大小的鑄件;③鑄件組織致密,力學(xué)性能好好，對(duì)于鋁合金能有效地克克服鑄件的的針孔等缺陷，對(duì)對(duì)于薄，有有耐壓，防防滲漏，氣氣密性要求求的鑄件尤尤為重要，，可生產(chǎn)形形狀復(fù)雜、輪廓廓清晰、薄薄壁鑄件；④澆注時(shí)壓力較低,底注充型,平穩(wěn)且易控控制，無(wú)飛飛濺沖擊，，不易夾渣渣，砂眼，，氣孔;⑤金屬的實(shí)際際利用率高高;⑥設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,操作簡(jiǎn)便,勞動(dòng)條件好好,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)機(jī)械化、自自動(dòng)化。應(yīng)用:低壓鑄造目前主要用用于生產(chǎn)鑄造質(zhì)量要求高高的鋁、鎂鎂合金鑄件件。(2)低壓鑄造的的工藝特點(diǎn)點(diǎn)和應(yīng)用(1)離心鑄造機(jī)機(jī)離心鑄造機(jī)機(jī)是離心鑄鑄造所用的的設(shè)備,按其旋轉(zhuǎn)軸軸空間位置置的不同分分為立式、、臥式兩種種。圖2.2.30離心鑄造示示意5.離心鑄造（“充型”）離心鑄造是是將金屬液液澆入繞水水平、傾斜斜或立軸旋旋轉(zhuǎn)的鑄型型中，在離離心力的作作用下凝固固的鑄造方方法。鑄型型可用金屬型、砂砂型、陶瓷瓷型、熔模模殼型等。。1)特點(diǎn)①鑄件組組織致密,無(wú)縮孔、縮縮松、氣孔孔、夾渣等等缺陷,力學(xué)性能好好;②鑄造圓形中中空鑄件時(shí)時(shí),不用型芯和和澆注系統(tǒng)統(tǒng),降低了金屬屬消耗;③提高了金屬液的的充型能力,可澆注流動(dòng)性性差的的合金金及薄薄壁鑄鑄件;④可生產(chǎn)產(chǎn)雙金屬屬鑄件件,如鋼套套內(nèi)鑲鑲銅軸軸承等等,其結(jié)合面面牢固固;⑤離心鑄鑄造適適應(yīng)性性較廣廣,鑄造合合金的的種類(lèi)類(lèi)幾乎乎不受受限制制;⑥既適于于鑄造造中空空件,又可以以鑄造造成形形鑄件件，適適應(yīng)性性強(qiáng)。。2)應(yīng)用離心鑄鑄造主主要用用于生生產(chǎn)各各種管管、套套、環(huán)環(huán)類(lèi)鑄鑄件，，也可可用于于生產(chǎn)產(chǎn)齒輪輪、葉葉輪、、渦輪輪等成成形鑄鑄件。。(2)離心鑄鑄造的的特點(diǎn)點(diǎn)和應(yīng)應(yīng)用熔模模鑄鑄造造是是指指在在易熔熔模模樣樣的的表表面面包包覆覆多多層層耐耐火火涂涂料料,待其其干干燥燥硬硬化化后后熔熔出出模模樣樣而而制制成成型型殼殼,型殼經(jīng)高高溫培燒燒后即可可澆注的鑄造方方法。熔熔模鑄造造又稱(chēng)失蠟鑄造造。(1)熔模鑄造造的工藝藝過(guò)程用鋼或銅銅合金等等制造壓型的母母?！圃靿盒汀圃炷印圃鞖んw,熔去蠟?zāi)Ｄ！煨?、澆注。。如圖所所示。6.熔模鑄造造（壓鑄““蠕變””，，金屬型、普通砂型型鑄造對(duì)對(duì)于小零零件要分模、起模，易錯(cuò)箱，，粗糙，，高溫下會(huì)會(huì)“熱疲勞勞”，大多不不能鑄造造鐵碳合合金，又又想到Sio2，不用分分模、起起模）（“鑄型”）圖2.2.31熔模鑄造造工藝過(guò)過(guò)程(2)熔模鑄造造的特點(diǎn)點(diǎn)和應(yīng)用用1)特點(diǎn)①可生生產(chǎn)形狀狀復(fù)雜、、輪廓清清晰、薄薄壁鑄件件；②鑄件件精度高,表面質(zhì)量量好，實(shí)實(shí)現(xiàn)了少少、無(wú)切切削加工工;③適用于各各種合金金,尤其適用用于高熔點(diǎn)合合金及難難以切削削加工的的合金(許多高質(zhì)質(zhì)量鑄造造法無(wú)此此特點(diǎn));④生產(chǎn)批量量不受限限制,可實(shí)現(xiàn)機(jī)機(jī)械化流流水生產(chǎn)產(chǎn)。但是工序序繁多,工藝過(guò)程程復(fù)雜,生產(chǎn)周期期長(zhǎng),鑄件不能能太大、、太長(zhǎng)。。2)應(yīng)用熔模鑄造造主要用用于生產(chǎn)產(chǎn)汽輪機(jī)機(jī)、水輪輪機(jī)上小小型的葉葉片和葉葉輪、切切削刀具具及汽車(chē)車(chē)、拖拉拉機(jī)、船船舶、機(jī)機(jī)床和風(fēng)風(fēng)動(dòng)工具具上的小型零件件等,目前,其應(yīng)用范范圍還在在不斷擴(kuò)擴(kuò)大。(1)連續(xù)鑄造造的工藝過(guò)程程圖2.2.32連續(xù)鑄造造示意7.連續(xù)鑄造造連續(xù)鑄造造是指將將金屬液液連續(xù)的的澆入水冷金屬屬型(結(jié)晶器)中,連續(xù)凝固固成形的的方法。①組織致密密,力學(xué)性能能好;②不用澆注注系統(tǒng),中空鑄件件不用型型芯,降低了金金屬的損損耗，簡(jiǎn)簡(jiǎn)化了造型工序序,降低了勞勞動(dòng)強(qiáng)度度,減少了生生產(chǎn)占地地面積;③設(shè)備比較較簡(jiǎn)單,生產(chǎn)過(guò)程程易于實(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械械化、自自動(dòng)化；；④幾乎乎適用于于各種合合金;⑤但連續(xù)鑄鑄造不適適于截面面有變化化,壁厚不均均勻的鑄鑄件生產(chǎn)產(chǎn),而且鑄管的質(zhì)量量較離心心鑄造差差。連續(xù)鑄造造主要用用于大批量生產(chǎn)具有有等截面的的鑄錠、、鑄管、、板坯、、棒坯等等長(zhǎng)鑄件件。其中鑄錠錠直徑可可由幾十十毫米至至500毫米，鑄鑄管直徑徑為100～1300mm；長(zhǎng)度可可達(dá)5～10m。(2)連續(xù)鑄造造的特點(diǎn)點(diǎn)及應(yīng)用用1)特點(diǎn)（了解））2)應(yīng)用8、陶瓷型型鑄造陶瓷型鑄鑄造是以以陶瓷作作為鑄型型材料的的一種鑄鑄造方法法。1．基本工工藝過(guò)程程陶瓷型鑄鑄造有不不同的工工藝方法法，較為為普遍的的如圖2—49所示。(1)砂套造型型為節(jié)省昂昂貴的陶陶瓷材料料和提高高鑄型的的透氣性性，通常常先用水水玻璃砂砂制出砂砂套(相當(dāng)于砂型鑄鑄造的背砂)。制造砂套的的木模B比鑄件的木模模A應(yīng)增大一個(gè)陶陶瓷料的厚度度(圖a)。砂套的制造造方法與砂型型鑄造雷同(圖b)。圖2-49陶瓷型鑄造工工藝過(guò)程(2)灌漿與膠結(jié)即制造陶瓷面面層。其過(guò)程程是將鑄件木木模固定于平平板上，刷上上分型劑，扣上上砂套。將配制好好的陶瓷漿漿通過(guò)澆口口注入型腔腔(圖c)，經(jīng)數(shù)分鐘鐘后，陶瓷瓷漿便開(kāi)始始膠結(jié)。陶瓷漿由耐耐火材料(如剛玉粉、、鋁釩土等等)、粘結(jié)劑(硅酸乙酯水水解液)、催化劑(如Ca(OH)2·MgO)、透氣劑(雙氧水)等組成。(3)起模與噴燒燒灌漿5～15min后，趁漿料料尚有一定定彈性便可可起出模樣樣。為加速速固化過(guò)程程，必須用用明火均勻勻地噴燒整整個(gè)型腔(圖d)。(4)焙燒與合箱箱陶瓷型要在在澆注前加加熱到350～550℃焙燒3～5h，以燒去殘殘存的乙醇醇、水分等等，并使鑄鑄型的強(qiáng)度度進(jìn)一步提提高。(5)澆注。澆注溫度度可略高，，以便獲得得輪廓清晰晰的鑄件。。2．陶瓷型鑄鑄造的特點(diǎn)點(diǎn)及適用范范圍(1)陶瓷型鑄造造具有熔模模鑄造的許許多優(yōu)點(diǎn)。。因?yàn)槠鹉ＤＪ窃谔沾纱蓪犹幱趶棌椥誀顟B(tài)下下進(jìn)行的，，同時(shí)，陶瓷型高溫溫時(shí)變形小小，故鑄件件的尺寸精精度和表面面粗糙度與與熔模鑄造造相近。此此外，陶瓷瓷材料耐高高溫，故也也可澆注高高熔點(diǎn)合金金。(2)陶瓷型鑄件件的大小幾幾乎不受限限制，如鑄鑄件重量可可從幾千克克到數(shù)噸，，而熔模鑄件最大僅幾十十千克。(3)在單件、小批批生產(chǎn)條件件下，需要要的投資少少、生產(chǎn)周周期短，在在一般鑄造造車(chē)間較易易實(shí)現(xiàn)。陶瓷型鑄鑄造的不足足之處是：：不適于批批量大、重重量輕或形形狀復(fù)雜鑄鑄件，且在在生產(chǎn)過(guò)程程難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)械化和和自動(dòng)化。。目前陶瓷型型鑄造主要要用于生產(chǎn)厚大的的精密鑄件件，廣廣泛泛用用于于鑄鑄造造沖沖模模、、鍛鍛模模、、玻玻璃璃器器皿皿模模、、壓壓鑄鑄模模、、模模板板等等，，也也可可用用于于生生產(chǎn)產(chǎn)中中型型鑄鑄鋼鋼件件。。項(xiàng)目砂型鑄造金屬型鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造熔模鑄造實(shí)型鑄造連續(xù)鑄造鑄件特征材質(zhì)各類(lèi)合金非鐵合金為主非鐵合金各類(lèi)合金各類(lèi)合金各類(lèi)合金各類(lèi)合金各類(lèi)合金尺寸大小各種尺寸中、小件為主中、小件中、小件各種尺寸小件為主各種尺寸各種尺寸結(jié)構(gòu)復(fù)雜一般較復(fù)雜較復(fù)雜一般復(fù)雜較復(fù)雜簡(jiǎn)單鑄件質(zhì)量尺寸精度(CT)7-136-94-86-96-94-77-97-9內(nèi)部質(zhì)量組織較松,晶粒較粗組織致密,晶體細(xì)小組織致密,晶體細(xì)小,有氣孔組織致密,晶體細(xì)小組織致密,晶體細(xì)小組織較松,晶粒較粗組織較松,晶粒較粗組織致密,晶體細(xì)小技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)效率低或一般較高很高較高較高低或一般一般高設(shè)備費(fèi)用低或中中高中中或高低或中中中或較高生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短較長(zhǎng)長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)較長(zhǎng)表2.2.9常用用鑄鑄造造方方法法的的特特點(diǎn)點(diǎn)和和適適用用范范圍圍1.5.7常用用鑄鑄造造方方法法的的比比較較5.1鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的工藝藝性性（設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)））與工藝藝設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（制制造造））5.1.1零件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的鑄鑄造造工工藝藝性性（書(shū)書(shū)中中1.5）一、、合合金金的的鑄造造性性能能對(duì)對(duì)鑄鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的要要求求二、、鑄造造工藝藝對(duì)鑄鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的要要求求三、、不同同鑄鑄造造方法法對(duì)鑄鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的要要求求先設(shè)計(jì)計(jì)—再鑄造造，這里里順序序和書(shū)書(shū)有區(qū)區(qū)別零件結(jié)結(jié)構(gòu)的的鑄造造工藝性性（？？）：：指零件件采用用鑄造造方法法制坯坯時(shí)，，其結(jié)結(jié)構(gòu)能能否用用最經(jīng)濟(jì)濟(jì)的方法法制造造出來(lái)來(lái)并符合設(shè)設(shè)計(jì)要要求的能力力.（同學(xué)學(xué)還要要看書(shū)書(shū)中圖圖）一、合金的的鑄造造性能能對(duì)零零件結(jié)結(jié)構(gòu)的的要求求收縮、、流動(dòng)動(dòng)性鑄件（（或零零件））都是是由不不同的的“壁壁”構(gòu)構(gòu)成的的局部看看----大小、厚薄、內(nèi)外、連接整體看看----對(duì)稱(chēng)與與否因此，，避免大的水平面面；壁厚要要合適、要均勻（但若考慮縮縮孔應(yīng)符合合順序凝固固原則）；內(nèi)薄外厚（同時(shí)凝固原則避免應(yīng)應(yīng)力裂紋等等）；圓滑、避免免突變、交交叉、銳角角；對(duì)稱(chēng)不易變變形，但有時(shí)會(huì)會(huì)有應(yīng)力、、裂紋。一、合金的鑄造造性能對(duì)零零件結(jié)構(gòu)的的要求圖例1.鑄件壁厚(1)壁厚應(yīng)適當(dāng)當(dāng)，不能太太厚或太薄薄圖2.3.1鑄件壁厚應(yīng)應(yīng)適當(dāng)圖2.3.2鑄件壁厚應(yīng)應(yīng)力求均勻勻(2)壁厚均勻，，但若考慮慮縮孔應(yīng)符符合順序凝凝固原則(3)內(nèi)壁厚應(yīng)小小于外壁厚厚圖2.3.3鑄件內(nèi)壁應(yīng)比外壁薄a)不合理結(jié)構(gòu)b)合理結(jié)構(gòu)

a)不合理b)合理圖2.3.5鑄件壁的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角圖2.3.4鑄件的轉(zhuǎn)角角結(jié)構(gòu)2.鑄件壁的連連接(1)壁間的連接接應(yīng)采用圓圓角過(guò)渡圖2.3.6鑄件接頭結(jié)結(jié)構(gòu)(3)應(yīng)避免壁厚厚突變圖2.3.7厚、薄壁的的連接(2)應(yīng)避免壁的的交叉和銳銳角連接3防止鑄件產(chǎn)產(chǎn)生變形圖2.3.8細(xì)長(zhǎng)鑄件的的設(shè)計(jì)圖2.3.9平板鑄件的的設(shè)計(jì)4.鑄件應(yīng)避免免有過(guò)大的的水平面5.鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)有利于自自由收縮圖2.3.10過(guò)大水平面面的設(shè)計(jì)圖2.3.11輪輻的設(shè)計(jì)計(jì)二、鑄造工藝對(duì)對(duì)零件結(jié)構(gòu)構(gòu)的要求前述：防止止缺陷要注注意的問(wèn)題題；現(xiàn)在：好操作（如手工造造型多種，，其中之一一好起模））（也有利利于防止缺陷）降低成本----手工造型1.鑄件外形（分型面應(yīng)平直、少；；結(jié)構(gòu)斜度；外凸凸要便于起模模；避免內(nèi)凹）(1)應(yīng)利于減少少和簡(jiǎn)化鑄鑄型的分型型面(2)凸臺(tái)、筋條條不應(yīng)妨礙礙起模；避免側(cè)凹凹(3)垂直于分型型面的非加加工面應(yīng)具具有結(jié)構(gòu)斜斜度2.鑄件內(nèi)腔（內(nèi)腔由型芯形成，所所以：不用、少少用；安放穩(wěn)定、易易排氣易易清理；；避免封封閉的空腔。）(1)內(nèi)腔形狀狀應(yīng)利于于制芯或或省去型型芯；避免封封閉空腔腔(2)應(yīng)利于型型芯固定定、排氣氣和清理理(3)大件和形形狀復(fù)雜雜件可采采用組合合結(jié)構(gòu)（1）利于減減少和簡(jiǎn)簡(jiǎn)化鑄件件分型面面圖2.3.13肋條的設(shè)設(shè)計(jì)a)不合理結(jié)結(jié)構(gòu)b)合理結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）筋條不應(yīng)應(yīng)妨礙起起模圖2.3.14凸臺(tái)的設(shè)設(shè)計(jì)凸臺(tái)不應(yīng)應(yīng)妨礙起起模（3）垂直于分分型面的的非加工工面應(yīng)具具有有結(jié)結(jié)構(gòu)斜度度圖2.1.35應(yīng)有結(jié)構(gòu)構(gòu)斜度的的示例圖2.3.17懸臂支架架的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2.3.16鑄件內(nèi)腔腔的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）內(nèi)腔形形狀應(yīng)利利于制芯芯或省去去型芯（3）大大件和形形狀復(fù)雜雜件可采采用組合合結(jié)構(gòu)（2）應(yīng)利于于型芯固固定、排排氣和清清理三、不同鑄造造方法對(duì)對(duì)鑄件結(jié)結(jié)構(gòu)的要要求1.壓鑄件的的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)2.熔模鑄件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)3.金屬型鑄鑄件結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)壓鑄件的的結(jié)構(gòu)盡盡量消除除側(cè)凹和和深腔，，在無(wú)法法避免時(shí)時(shí)，應(yīng)便便于抽芯芯，以便便鑄件能能從鑄型型中順利利取出。。（1）便于抽芯、壁厚均勻、宜宜薄、不宜厚厚（因不易產(chǎn)生生澆不到、冷冷隔等缺陷））1.壓鑄件的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2.3.20便于取出鑄件件的設(shè)計(jì)圖2.3.21鑲嵌件的應(yīng)用用鑲螺母鑲鑲銅襯鑲鑲寶石（2）注意嵌件連連接為使壓鑄件中中嵌件連接牢固，應(yīng)在嵌件鑲?cè)肴腓T件的表面預(yù)制出凹凹槽、凸臺(tái)或或滾花。設(shè)計(jì)熔模鑄件件的結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)應(yīng)考慮到：為便于熔模鑄鑄造浸漬涂料料和撒砂，孔、槽不宜過(guò)過(guò)小或過(guò)深。通常，孔徑徑應(yīng)大于2mm(薄壁件的孔徑徑應(yīng)大于0．5mm)。對(duì)于通孔，，孔深／孔徑徑≤4～6；對(duì)于盲孔，，孔深／孔徑徑≤2。槽槽寬寬應(yīng)應(yīng)大大于于2mm，槽槽深深為為槽槽寬寬的的2～6倍。。2．熔熔模模鑄鑄件件的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)孔、、槽槽不不宜宜過(guò)過(guò)小小或或過(guò)過(guò)深深圖2.3.22在大大平平面面上上設(shè)設(shè)工工藝藝孔孔和和筋筋(2)盡量量避避免免大大平平面面熔模模型型殼殼高高溫溫易變變形形，應(yīng)應(yīng)盡盡量量避避免免大大平平面面。。或或在在大大平平面面上上設(shè)設(shè)工工藝藝孔孔或或加加強(qiáng)強(qiáng)筋筋，，可可增增加加型型殼殼剛剛度度。。圖2.3.23金屬屬型型鑄鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和抽抽芯芯的的關(guān)關(guān)系系a)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不合合理理b)結(jié)構(gòu)構(gòu)合合理理3．金金屬屬型型鑄鑄件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（1）應(yīng)應(yīng)保保證證鑄鑄件件能能順順利利抽出出金金屬屬型型芯芯。表2.3.2金屬屬型型鑄鑄件件的的最最小小壁壁厚厚鑄件尺寸鑄鋼灰鑄鐵鋁合金鎂合金銅合金可鍛鑄鐵＜70X70542～33370X70～150X1508542～54～64＞150X15010656～8（2）金金屬屬型型鑄鑄件件壁壁厚厚應(yīng)應(yīng)大大于于最小小壁壁厚厚表2.3.3金屬屬型型鑄鑄造造最最小小鑄鑄孔／mm鑄造合金可鑄的最小孔徑/mm孔深/mm盲孔通孔鋅合金６～８９～１２１０～２０鎂合金６～８９～１２１２～２０鋁合金８～１０１２～１５１５～２５銅合金１０～１２１０～１５１５～２０（3）為為便便于于型型芯芯的的安安放放及及順順利利抽抽出出鑄鑄件件，，孔徑徑不不能能過(guò)過(guò)小小、、過(guò)過(guò)深深。。①澆注注位位置置的的選選擇擇（質(zhì)質(zhì)量量第第一一））通常常遵遵循循以以下下原原則則：澆注注位位置置是澆澆注注時(shí)時(shí)鑄件件在在鑄鑄型型內(nèi)內(nèi)所所處處的的位位置置。分型型面面是鑄鑄型型砂砂箱箱間間的的結(jié)結(jié)合合面面。一、、澆注注位位置置與與分分型型面面的的選選擇擇***液態(tài)態(tài)合合金金中中金金屬屬密密度度大大，，而而非非金金屬屬雜質(zhì)質(zhì)、、氣氣體體等密密度度小小，，易易于于上上浮浮。。鑄鑄件件上表表面面易于于產(chǎn)產(chǎn)生生砂砂眼眼、、氣氣孔孔、、夾夾渣渣等等缺陷陷。錐齒齒輪輪鑄鑄件件的的澆澆注注位位置置a.鑄件件的的重要要加加工工面面或或主主要要工工作作面面應(yīng)處處于于底面面或或側(cè)側(cè)面面(對(duì)單單個(gè)個(gè)面面而而言言)；鑄件件的的重重要要加加工工面面或或大大部部分分加加工工面面、、加加工工基基準(zhǔn)準(zhǔn)面面放放在在同一砂砂箱中中，以免免錯(cuò)箱箱等(對(duì)多個(gè)個(gè)面而而言)5.1.2鑄造工工藝設(shè)設(shè)計(jì)（書(shū)中中1.4）（開(kāi)始始具體體鑄造造，如如鑄件件如何何放、、分型型面、、模樣樣尺寸寸等。。第一一步：：鑄件件如何何放、、分型型面在在那））b.鑄件大平面面應(yīng)朝下下c.鑄件的的薄壁應(yīng)朝下下、垂垂直、、傾斜斜，免免澆不不足、、冷隔隔；厚壁應(yīng)朝上上、分分型面面附近近上部部或側(cè)側(cè)部，，利安安放冒冒口，，順序序凝固固.大平面面澆注注位置置圖2.2.7殼體鑄鑄件澆澆注位位置夾砂示示意圖圖②分型面面的選選擇（方便便工作作）分型面面一般般應(yīng)取取在鑄鑄件的的最大大截面面上，否則則難以以取出出模樣樣。分分型面面選擇擇應(yīng)遵遵循下下述原原則：：a.鑄件的的加工面面及加加工基基準(zhǔn)面面盡量放放在同一砂砂型中，以以保證證鑄件件的加加工精精度。。b.主要型芯應(yīng)盡量量放在在下半鑄鑄型中中(圖2.2.12).上下上下圖2.2.9管子堵堵頭分分型面面分型面面要：：三少少、一一大、、一平平直c.應(yīng)盡量量減少分型面面數(shù)量，，并力力求采采用平平面（前工工藝性性也有有但前前主要要是設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)考慮慮）。。d.應(yīng)盡量量減少型型芯、、活塊塊的數(shù)量量。（（2.2.12左兩圖圖是一一個(gè)鑄鑄件的的結(jié)構(gòu)構(gòu)）圖2.2.10殼體分分型面面選擇擇圖2.2.11彎臂分分型面面的選選擇端蓋澆澆注位位置和和分型型面的的選擇擇：上下方案一一上下方案二二二、確定工工藝參參數(shù)（第二步：畫(huà)畫(huà)鑄件圖-畫(huà)模樣圖-制模樣等）為了繪制鑄造造工藝圖，在在鑄造方案確確定后，還需需要選定如下下工藝參數(shù)。。①機(jī)械加工余量量②收縮率③起模斜度④鑄造圓角⑤最小鑄出孔、、槽尺寸⑥型芯頭a.芯頭高（或長(zhǎng)長(zhǎng)）度和斜度度b.芯頭裝配間隙隙①機(jī)械加工余量量（鑄件比零件件大？）機(jī)械加工余量量是鑄件上為切削削加工而加大的尺寸。大量生產(chǎn)時(shí)余量可可減??；單件小批量生產(chǎn)時(shí)，余量量應(yīng)加大；表面粗糙時(shí)，余量應(yīng)加加大（如鑄鋼鋼）；位于鑄鑄型上部的面、孔面余量應(yīng)大些；；非鐵金屬表面光潔且材材料價(jià)格昂貴貴，余量應(yīng)減減?。昏T件尺寸越大，加工余量越越大；加工面與基準(zhǔn)準(zhǔn)面距離越大大，加工余量越越大。要求的機(jī)械加加工余量RMA等級(jí)有10級(jí)，稱(chēng)之為A、B、C、D、E、F、G、H、J和K級(jí)（見(jiàn)表2.2.5）。推薦用于于各種鑄造合合金和鑄造方方法的RMA等級(jí)列在表2.2.6中。方法要求的機(jī)械加工余量等級(jí)鑄件材料鑄鋼灰鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵銅合金鋅合金輕金屬合金鎳基合金鈷基合金砂型鑄造手工造型G～KF～HF～HF～HF～HF～HF～HG～KG～K砂型鑄造機(jī)器造型和殼型E～HE～GE～GE～GE～GE～GE～GF～HF～H金屬型（重力鑄造和低壓鑄造）—D～FD～FD～FD～FD～FD～F——壓力鑄造————B～D—B～D——熔模鑄造EEE—E—EEE表2.2.5毛坯鑄件典型型的機(jī)械加工工余量等級(jí)最大尺寸①要求的機(jī)械加工余量等級(jí)大于至A②B②CDEFGHJK—400.10.10.20.30.40.50.50.711.440630.10.20.30.30.40.50.711.42631000.20.30.40.50.711.422.841001600.30.40.50.81.11.52.23461602500.30.50.711.422.845.582504000.40.70.91.31.42.53.557104006300.50.81.11.52.234691263010000.60.91.21.82.53.5571014注：①最終機(jī)械加加工后鑄件的的最大輪廓尺尺寸。表2.2.6機(jī)械加工余量量注意：1、先選公差等等級(jí)CT；2、再選加工余余量等級(jí)；3、加工余量表表中的基本尺尺寸是指加工工表面上最大基本尺寸寸和該面與它的加加工基準(zhǔn)之間間距離較大的一個(gè)；；4、頂面、孔的的加工余量等等級(jí)應(yīng)降一級(jí)級(jí)使用。端蓋的機(jī)械加加工余量端蓋零件材質(zhì)質(zhì)為灰鑄鐵，，且采用砂型型鑄造手工造造型。由表2.2.5查得，其機(jī)加工余量量等級(jí)為F～H級(jí)，由于批量量不大，故選選為H級(jí)。零件最大大尺寸為165mm，查表2.2.6得：大端面外圓圓直徑φ72mm端面的機(jī)加工工余量為4mm，孔內(nèi)余量應(yīng)應(yīng)稍大，取為為5mm。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定定，加工余量量用紅線畫(huà)出出輪廓，剖面面處全涂以紅紅色（或細(xì)紋紋格），機(jī)加加工余量數(shù)值值用數(shù)字在圖圖紙上直接標(biāo)標(biāo)出。例2：零件為灰鑄鐵鐵，手工造型型，小批量生生產(chǎn)，尺寸公公差等級(jí)取13，求圖中1~5各面的加工余余量。②收縮率（模樣比鑄件件大一收縮量量）由于合金的線線收縮，鑄件件冷卻后的尺尺寸將比型腔腔尺寸略為縮縮小，為保證證鑄件的應(yīng)有有尺寸，模樣尺寸必須須比鑄件尺寸寸放大一個(gè)該該合金的收縮縮量。不同的鑄造造合金，其收收縮率大小不不同。砂型鑄鑄造時(shí)的鑄件件線收縮率如如表2.2.4所示。合金種類(lèi)鑄件線收縮率/%自由收縮受阻收縮普通灰鑄鐵中小件大中件特大件1.00.90.80.90.80.7孕育鑄鐵1.0～1.50.8～1.0碳素鑄鋼1.6～2.01.3～1.7鋁硅合金1.0～1.20.8～1.0錫青銅1.41.2表2.2.4砂型鑄造時(shí)鑄鑄件線收縮率率端蓋是小型普普通灰鑄鐵件件，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，查表得得線收縮率為為1%。④起模斜度（自學(xué)P56-57）取模為平行于于起模方向的的表面在模樣或芯盒壁上所設(shè)計(jì)的斜度度(內(nèi)大外小)。③鑄造圓角（自學(xué)P59）設(shè)計(jì)制作模樣時(shí)，相鄰兩壁壁之間的交角角都應(yīng)做成圓圓弧過(guò)渡的鑄鑄造圓角(內(nèi)大外小)。一般中、小小型鑄件的鑄鑄造圓角半徑徑為3～5mm。端蓋屬小型鑄鑄件，未注鑄鑄造圓角均為為R3～5mm。JB/T5105—1991鑄件模樣起模模斜度規(guī)定了了砂型鑄造所所用的起模斜斜度，如表2.2.7。測(cè)量面高度H/mm起模斜度≤金屬模樣、塑料模樣木模樣αa/mmαa/mm≤10>10～40>40～100>100～160>160～250>250～400>400～630>630～10002o20′1o10′0o30′0o25′0o20′0o20′0o20′0o15′0.40.81.01.21.62.43.84.42o55′1o25′0o40′0o30′0o25′0o25′0o20′0o20′0.61.01.21.41.83.03.85.8表2.2.7砂型鑄造時(shí)模模樣外表面的的起模斜度（（摘自GB/T5105—91）⑤最小鑄出孔、、槽尺寸灰鑄鐵件最小小鑄出孔直徑徑：?jiǎn)渭∨a(chǎn)時(shí)為30～50mm，大量生產(chǎn)時(shí)時(shí)為12～15mm。端蓋上有兩個(gè)φ11mm孔及兩個(gè)φ22mm深2mm沉孔，直徑均小于30mm，不易鑄出，，由機(jī)加工完成成。在鑄造工工藝圖上，不不鑄出孔用紅線打叉表表明。端蓋φ72㎜圓柱增加壁厚法，起模斜度為1mm。φ62mm內(nèi)孔，取3mm，使內(nèi)孔易于脫脫模。⑥型芯頭a.芯頭高（或或長(zhǎng)）度和和斜度垂直芯頭高度、、水平芯頭的的長(zhǎng)度L、隨芯頭直徑徑和型芯長(zhǎng)長(zhǎng)度增加而而加大。芯芯頭斜度：下芯頭斜斜度小、高高度大些，，上芯頭斜斜度大、高高度小些。。圖2.2.16型芯芯頭頭的的構(gòu)構(gòu)造造型芯芯頭頭是是指指型型芯芯的的外外伸伸部部分分，，不不形形成成鑄鑄件件的的輪輪廓廓。。型型芯芯需需要要型型芯芯頭頭支支撐撐、、定定位位、、排排氣氣和和落落砂砂。。b.芯頭頭裝裝配配間間隙隙為了了便便于于下下芯芯和和合合型型，，芯芯頭頭與與芯芯座座之之間間應(yīng)應(yīng)留留有有間間隙隙S，一一般般S為0.5～4mm。端蓋鑄件內(nèi)孔的直直徑大于于鑄件的的高度，可以使用砂垛垛代替型型芯，沒(méi)有型芯芯頭的設(shè)設(shè)計(jì)問(wèn)題題。圖2.2.16型芯頭的的構(gòu)造a)垂直芯頭頭b)水平芯頭頭三、澆注注系統(tǒng)（自學(xué)P59-60）四、繪制鑄造造工藝圖圖與鑄件件圖(自學(xué)60-63)圖2.2.17端蓋的鑄鑄造工藝藝圖與鑄鑄件圖繪制鑄造造工藝圖圖的目的的：1、鑄件的的形狀？？2、尺寸有有哪些變變化？3、生產(chǎn)方方法、工工藝過(guò)程程？4、制造模模樣、芯芯盒、造造型芯；；5、檢驗(yàn)鑄鑄件。五、鑄件件質(zhì)量及及檢驗(yàn)1、鑄件質(zhì)質(zhì)量概念念（自學(xué)P70）2、（自學(xué)表表1.24）六、金屬屬液態(tài)成成型經(jīng)濟(jì)濟(jì)性分析析和環(huán)境境保護(hù)（略）七、金屬屬液態(tài)成成形新技技術(shù)新工工藝1、殼型鑄鑄造（參見(jiàn)P46-47）一般砂型型,由于強(qiáng)度度低,不得不采采用比面面砂多幾幾倍的背背砂作支支持物,以支持持金屬屬液壓壓,使金屬屬凝固固時(shí)構(gòu)構(gòu)成一一定的的幾何何形狀狀.這樣,一方面面增加加了型型砂周周轉(zhuǎn)量量,另一方方面由由于砂砂型各各部分分的緊緊密度度和強(qiáng)強(qiáng)度不不勻,難于將將鑄件件尺寸寸固定定在允允許的的公差差以?xún)?nèi)內(nèi),因而對(duì)對(duì)鑄件件質(zhì)量量不易易控制制.殼型是利用用熱熔熔性樹(shù)樹(shù)脂和和硅砂砂作為為造型型材料料.由于樹(shù)樹(shù)脂在在硬化化后強(qiáng)強(qiáng)度很很大,只需一一層薄薄殼就就可支支撐。。2、懸浮浮鑄造造(60年代末末提出出)金屬粉粉末或或顆粒粒加進(jìn)進(jìn)金屬屬液流流中，，（1）結(jié)晶核核心；（（2）極細(xì)的的內(nèi)冷鐵鐵，降溫溫、細(xì)化化晶粒。。在進(jìn)行懸懸浮鑄造造時(shí)，粉粉末材料料既不是是加到澆澆包中，，也不是是直接加加到鑄型型中，而而是在澆澆注時(shí)加加到澆注注系統(tǒng)中中。因?yàn)闉榉勰┎牟牧霞拥降綕舶兄袑⒔档偷徒饘僖阂旱臏囟榷葘?dǎo)致流流動(dòng)性變變差而難難以澆注注；直接接加到鑄鑄型中則則很難均均勻分布布。因此此，懸浮浮鑄造的的鑄型結(jié)結(jié)構(gòu)與普普通砂型型結(jié)構(gòu)的的差別主主要是在在澆注系統(tǒng)統(tǒng)（P82圖1.49）方面。。前者比比后者增增加了專(zhuān)專(zhuān)用的澆澆口鑄型型。此澆口鑄鑄型有一一個(gè)離心心式集液液包，當(dāng)當(dāng)金屬液液沿著側(cè)側(cè)面呈切切線方向向進(jìn)入集集液包后后，即繞繞其中心心線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，而后后通過(guò)直直澆口流流入鑄型型。由于于旋轉(zhuǎn)，，金屬液液在集液液包中形形成一個(gè)個(gè)漏斗型型的空腔腔即漩渦渦中心，，造成負(fù)負(fù)壓，吸吸住由供供料斗中中撒落下下來(lái)的粉粉末狀微微型冷鐵鐵，并將將其卷入入液流中中心，使使微型冷冷鐵不致致于粘附附到澆注注系統(tǒng)壁壁上而妨妨礙金屬屬流動(dòng)。。通過(guò)對(duì)對(duì)懸浮鑄鑄造澆注注系統(tǒng)的的分析表明明，微型冷冷鐵在內(nèi)澆口口中才逐逐漸散開(kāi)開(kāi)，均勻勻分布，，隨金屬屬液流人人鑄型中中。3、近近凈成形形技術(shù)—半固態(tài)加加工指零件成形后，，僅需少少量加工工或不再再加工，就可用用作機(jī)械械構(gòu)件的的成形技技術(shù)。它是建立立在新材材料、新新能源、、機(jī)電一一體化、、精密模模具技術(shù)術(shù)、計(jì)算算機(jī)技術(shù)術(shù)、自動(dòng)動(dòng)化技術(shù)術(shù)、數(shù)值值分析和和模擬技技術(shù)等多多學(xué)科高高新技術(shù)術(shù)成果基基礎(chǔ)上，，改造了了傳統(tǒng)的的毛坯成成形技術(shù)術(shù)，使之之由粗糙糙成形變變?yōu)閮?yōu)質(zhì)質(zhì)、高效效、高精精度、輕輕量化、、低成本本的成形形技術(shù)。。該項(xiàng)技術(shù)術(shù)包括近凈鑄造造成形、、精確塑塑性成形形、精確確連接、、精密熱熱處理改改性、表表面改性性、高精精度模具具等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)領(lǐng)域，并并且是新新工藝、、新裝備備、新材材料以及及各項(xiàng)新新技術(shù)成成果的綜綜合集成成技術(shù)。。固相率0.2時(shí)形成連續(xù)續(xù)的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)骨架，，失去宏觀觀流動(dòng)性性。冷卻凝凝固時(shí)強(qiáng)強(qiáng)烈攪拌拌，顆粒狀非非枝晶固固相率達(dá)達(dá)0.5-0.6時(shí)，仍具具有一定流流變性，從而可可以壓鑄鑄、擠壓壓、模鍛鍛。（（液固固共存區(qū)區(qū)）半固態(tài)加加工：（1）原理：：利用半半固態(tài)—攪拌—近球狀晶晶體。（（2）特點(diǎn)：：①①（流動(dòng)性性）壓鑄鑄充型平平穩(wěn)，降降低卷氣氣、縮縮松松，晶粒粒小、組組織致密密。②（收縮縮）澆注注溫度低低，壓力力下充型和結(jié)結(jié)晶晶，減減小收收縮，變變形小，，縮松少少，余量量小小，精度度高。③澆注溫溫度低，，提高金金屬型壽壽命。4、噴霧沉沉積鑄造造（簡(jiǎn)介）快速原型型技術(shù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介1.快速原型型技術(shù)的的概念快速原型型（RP&M）技術(shù)是是由CAD模型直接接驅(qū)動(dòng)的快速制制造復(fù)雜雜形狀三三維實(shí)體體零件技技術(shù)的總總稱(chēng)。RP&M技術(shù)的成成形原理理不同于于傳統(tǒng)制制造的去除法（切削加加工、電電火花加加工等））和變形法（鑄造、、鍛壓等等），而而是一種種分層制造造的材料料累加方方法。從成形形角度看看，零件件可視為為“點(diǎn)”或“面”疊加而成成。RP&M技術(shù)從CAD三維模型型中離散散得到點(diǎn)點(diǎn)、面的的幾何信信息，再再與成形形工藝參參數(shù)信息息結(jié)合，，控制材材料有規(guī)規(guī)律、精精確地由由點(diǎn)到面面，由面面到體地地堆積零零件。從從制造角角度看，，它根據(jù)據(jù)CAD造型生成成零件三三維幾何何信息，，控制多多維系統(tǒng)統(tǒng)，通過(guò)過(guò)激光束束或其他他方法將將材料逐逐層堆積積而形成成原型或或零件。。2.快速原型型技術(shù)的的特征RP&M技術(shù)是CAD技術(shù)、數(shù)數(shù)控技術(shù)術(shù)、激光光技術(shù)以以及材料料科學(xué)技技術(shù)的高高度集成成，在成形形概念上上以離散散、堆積積為指導(dǎo)導(dǎo)，在控控制上以以計(jì)算機(jī)機(jī)和數(shù)控控為基礎(chǔ)礎(chǔ)，以最最大的柔柔性為目目標(biāo)。CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件件的曲面和實(shí)實(shí)體造型，能能夠進(jìn)行精確確的計(jì)算和復(fù)復(fù)雜的數(shù)據(jù)交交換；數(shù)控技技術(shù)使精確的的運(yùn)動(dòng)控制、、能量傳輸控控制、材料轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移控制等成成為可能；激激光的極高能能量密度和極極小光斑直徑徑的特性是實(shí)實(shí)現(xiàn)切割、燒燒結(jié)、聚合反反應(yīng)等工藝的的保證；材料料科學(xué)則提供供滿足各種性性能要求的材材料，如光敏敏材料、熱敏敏材料等。此此外RP&M技術(shù)還有以下下特征：（l）高度柔性。。它取消了專(zhuān)專(zhuān)用工具，在計(jì)算機(jī)管理理和控制下可可以制造出任任意復(fù)雜形狀狀的零件。（2）設(shè)計(jì)制造一一體化。RP&M技術(shù)采用了離離散、堆積分分層制造工藝藝，能夠克服服傳統(tǒng)的CAD/CAM技術(shù)中成型思思想的局限性性，很好地將將CAD/CAM一體化。（3）快速性。RP&M技術(shù)中，從CAD設(shè)計(jì)到原型的的加工完成只只需幾小時(shí)至至幾十小時(shí)，，比傳統(tǒng)的成成型方法速度度要快得多，，適合于新產(chǎn)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與與管理。（4）自由成形制制造。RP&M技術(shù)的這一特特點(diǎn)是基于自自由成形制造造的思想。自自由的含義有有兩個(gè)方面：：一是指根據(jù)零件的的形狀，不受任何專(zhuān)用用工具（或模模腔）的限制制而自由成形；；二是指不受零件任何何復(fù)雜程度的的限制。（5）材料的廣泛泛性。由于各種RP&M工藝的成形方方式不同，因因而材料的使使用也各不相相同，如金屬、紙、、塑料、光敏敏樹(shù)脂、蠟、、陶瓷，甚至至纖維等材料料在快速原型領(lǐng)領(lǐng)域已有很好好的應(yīng)用。因此RP&M技術(shù)與傳統(tǒng)加加工技術(shù)相比比，有如下優(yōu)勢(shì)：：（l）從設(shè)計(jì)角度度可以設(shè)計(jì)制造造任意復(fù)雜的三維幾何實(shí)實(shí)體，不用考考慮毛坯形狀狀、工裝卡具具、時(shí)間和成成本的限制；；減少零件數(shù)數(shù)量，不受刀刀具加工能力力的限制，同同時(shí)用于精度度、裝配的時(shí)時(shí)間減少。目前已發(fā)展出出多種多樣的的RP&M方法。各種RP&M方法工藝過(guò)程程基本相同（（圖10.1.1），先由CAD軟件設(shè)計(jì)出所需要零件件的計(jì)算機(jī)三維曲曲面或?qū)嶓w模模型，然后根據(jù)工藝藝要求，將其其按照一定厚厚度進(jìn)行分層，把原來(lái)的三維電子模型型變成二維平平面信息（截截面信息），，再將分層后的的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理，加入工工藝參數(shù)，產(chǎn)產(chǎn)生數(shù)控代碼碼；最后數(shù)控控系統(tǒng)以平面面加工方式有序地加工出出每個(gè)薄層并并使它們自動(dòng)動(dòng)粘結(jié)而成形形。（2）從制造角度度CAD模型直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)，成形過(guò)程程無(wú)需人干預(yù)預(yù)或較少干預(yù)預(yù)；通用成形形設(shè)備無(wú)需專(zhuān)專(zhuān)用夾具或工工具；減少材材料浪費(fèi)，降降低原材料儲(chǔ)儲(chǔ)存運(yùn)輸費(fèi)用用等；參數(shù)化化設(shè)計(jì)、參數(shù)數(shù)化制造，零零件一致性好好。圖10.1.1快速原型工藝藝基本過(guò)程（3）從市場(chǎng)和用戶戶角度避免傳傳統(tǒng)方法中復(fù)復(fù)雜的中間加加工制造環(huán)節(jié)節(jié)和設(shè)計(jì)失誤誤造成的損失失，實(shí)時(shí)地根根據(jù)市場(chǎng)需求求低成本、少少風(fēng)險(xiǎn)地改變變產(chǎn)品；產(chǎn)品品多樣化，面面向訂單生產(chǎn)產(chǎn)。1.6.1.2快速原型工藝藝發(fā)展新型的先先進(jìn)成形工藝藝是RP&M的核心。目前前市場(chǎng)上推出出的RP&M成形方法已有有十余種，并還在迅速速發(fā)展，常見(jiàn)見(jiàn)的有立體平版印刷刷法、逐層輪輪廓成形法以以及選擇性激激光燒結(jié)法、、光掩膜法、、熔化堆積法法和直接制模模鑄造法等。。1.激光燒結(jié)（SLS）法SLS法的基本原理理是依靠CAD軟件，在計(jì)算算機(jī)中建立三三維實(shí)體模型型及其表面，，由CO2激光器發(fā)出的的光束在計(jì)算算機(jī)的控制下下，根據(jù)幾何何形體各層橫橫截面的坐標(biāo)標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)材料料粉末層進(jìn)行行掃描，在激激光照射的位位置上，粉末熔化并凝凝固在一起。再鋪鋪上一層新的的粉末，再用用激光掃描、、燒結(jié)，新的的一層和前一一層自然地?zé)裏Y(jié)在一起，，最后就可制制造出所需零零件。SLS法與立體平版印刷刷法生產(chǎn)過(guò)程相似似，只是將液態(tài)激光固固化樹(shù)脂換成在激光照照射下可燒結(jié)結(jié)成形的粉末末燒結(jié)材料。。其工藝過(guò)程程如圖10.1.2所示，用紅外外線板將粉末末燒結(jié)材料加加熱至恰好低低于燒結(jié)點(diǎn)的的溫度，然后后用計(jì)算機(jī)控控制激光束，，按零件的截截面形狀掃描描平臺(tái)上的粉粉末燒結(jié)材料料，使其受熱熱熔化燒結(jié)，，繼而平臺(tái)下下降一個(gè)厚層層，用滾子將將粉末燒結(jié)材材料均勻地分分布在燒結(jié)層層上，再用激激光燒結(jié)，如如此反復(fù)進(jìn)行行，逐層燒結(jié)結(jié)成形。SLS技術(shù)所用的材材料除金屬粉粉末外，還可可以使用聚合合物和陶瓷，，從而使所成成形的模樣性性能符合設(shè)計(jì)計(jì)要求，適應(yīng)應(yīng)不同的需要要，也可以制制造出高強(qiáng)度度的零件。因因?yàn)榉勰┦墙?jīng)經(jīng)過(guò)壓實(shí)的，，所以SLS技術(shù)不需要支支撐。但是SLS模型是一種燒燒結(jié)技術(shù)產(chǎn)品品，燒結(jié)過(guò)程程中單位面積積的吸收功率率要非常準(zhǔn)確確，控制有一一定難度，此此外模型表面面相對(duì)粗糙，，要進(jìn)行適當(dāng)當(dāng)?shù)谋簾袒⒔?jīng)打磨處處理。當(dāng)粉末末粒徑為0.1mm以下時(shí)，SLS法成形后的模模樣精度可達(dá)達(dá)±1％。圖10.1.2選擇性激光燒燒結(jié)法工藝原原理SGC是立體平版印印刷法的擴(kuò)展展，與立體平平版印刷法激激光直接在樹(shù)樹(shù)脂液面掃描描成形不同，，而是讓激光光通過(guò)一個(gè)可可編程的光掩掩膜照射樹(shù)脂脂成形。如圖圖10.1.3所示，光掩膜膜上的圖形是是掩膜機(jī)在模模型片層參數(shù)數(shù)的控制下，，利用電傳照照相技術(shù)在平平板玻璃上調(diào)調(diào)色或靜電噴噴涂而成零件件斷面圖形，，零件截面部部分可透過(guò)紫紫外光。SGC法采用高能紫紫外激光器，，成形速度快快，可以省去去支撐結(jié)構(gòu)。。SGC法的模型精度度可達(dá)±0．l％。圖10.1.3光掩膜法2.光掩膜（SGC）法FDM技術(shù)是在SLS技術(shù)的基礎(chǔ)上上發(fā)展起來(lái)的的新型成形技技術(shù)。FDM技術(shù)不采用激激光，而采用用一個(gè)加熱頭頭將熱塑性材材料細(xì)絲加熱熱成半液態(tài)，，計(jì)算機(jī)控制制下的FDM噴嘴根據(jù)CAD模型所確定的的幾何信息將將半液態(tài)的熱熱塑性材料擠擠出，沉積成成薄層，層層層堆積，將零零件的幾何設(shè)設(shè)計(jì)變成真實(shí)實(shí)零件。3.熔化堆積（FDM)法FDM的大致致工作作過(guò)程程如圖圖1.1.4所示，，F(xiàn)DM噴嘴在在計(jì)算算機(jī)的的控制制下作作零件件堆砌砌所需需的運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，而整整個(gè)過(guò)過(guò)程中中所需需的成成型材材料則則由噴噴嘴以以半熔熔融狀狀態(tài)擠擠壓出出來(lái)。。通過(guò)過(guò)正確確控制制成型型材料料的熔熔化溫溫度和和成型型的工工作環(huán)環(huán)境溫圖1.1.4熔化堆堆積法法工藝藝原理理FDM技術(shù)可以最大大限度地利用用成型材料，，但由于必須須使噴嘴按一一定的軌跡運(yùn)運(yùn)動(dòng)，所以成成型時(shí)間較長(zhǎng)長(zhǎng)。同時(shí)，由由于噴嘴有一一定的質(zhì)量，，運(yùn)動(dòng)時(shí)有慣慣性，其動(dòng)態(tài)態(tài)性能與運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度有關(guān)，，這在很大程程度上限制了了成型速度的的提高。FDM技術(shù)做出的模模型，從材料料的性能以及及外觀上都非非常接近實(shí)際際，制得的石石蠟?zāi)涌梢砸灾苯佑米魅廴勰ｈT造的蠟蠟?zāi)＃栽谠谥圃旄拍钅ＤＰ秃万?yàn)證產(chǎn)產(chǎn)品功能方面面有獨(dú)特的優(yōu)優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用用范圍越來(lái)越越廣泛。4.直接制模鑄（（殼型制造））（DSPC）DSPC法得到的是一一個(gè)型腔形狀狀、尺寸與零零件一致的陶陶瓷模殼，可直接用來(lái)來(lái)澆注，因此此又稱(chēng)為陶瓷殼法。DSPC法首先把零件的CAD模型輸入模殼設(shè)計(jì)裝置置，選擇零件的鑄鑄造收縮率、、鑄造圓角、、加工余量等等.圖10.1.5DSPC法工藝過(guò)程程設(shè)計(jì)各個(gè)模模殼的模腔腔數(shù)和澆注注系統(tǒng)類(lèi)型型等，模殼殼設(shè)計(jì)裝置置就產(chǎn)生一一個(gè)達(dá)到規(guī)規(guī)定厚度、、需要時(shí)配有模芯的的模殼組件件的電子模模型；把模模殼的電子子模型輸人人模殼制造造裝置，由由電子模型型驅(qū)動(dòng)制成成固體的三三維陶瓷模模殼。陶瓷模殼的的制造過(guò)程程如圖10.1.5所示，先涂涂敷一層陶陶瓷粉末，，噴頭在計(jì)計(jì)算機(jī)控制制下根據(jù)零零件截面形形狀噴粘結(jié)劑（印刷一次），形成一一層凝結(jié)粉粉末層，沒(méi)沒(méi)有噴到粘粘結(jié)劑的粉粉末仍為分分散狀在成成形部分間間起支撐作作用，一層層一層重復(fù)復(fù)循環(huán)，最最終粘結(jié)形形成一個(gè)三三維實(shí)體，，即直接得得到一個(gè)陶陶瓷殼，燒燒結(jié)后即可可用于澆注注（再構(gòu)成成機(jī)器造型型的模板））。1.1.3快速原型技技術(shù)在熱加加工中的應(yīng)應(yīng)用RP&M技術(shù)自20世紀(jì)80年代初問(wèn)世世以來(lái)得到到迅速發(fā)展展，成為先先進(jìn)制造技技術(shù)的重要要組成部分分，并得到到廣泛應(yīng)用用。目前RP&M技術(shù)的應(yīng)用用領(lǐng)域已遍遍及機(jī)械、、電子、汽汽車(chē)、醫(yī)療療、建筑等等行業(yè)。RP&M技術(shù)在熱加加工中的應(yīng)應(yīng)用主要有有以下幾方方面：（1）直接制造造形狀復(fù)雜雜的單個(gè)零零件快速原型工工藝制作樹(shù)樹(shù)脂模樣或或石蠟原型型，可用熔熔模鑄造或或?qū)嵭丸T造造方法直接接澆注鑄件件，例如航航空航天工工業(yè)中特種種鑄造產(chǎn)品品的生產(chǎn)，，或新產(chǎn)品品試制。（2）中小批量生生產(chǎn)時(shí)利用用原型翻制模具后再制造零件快速原型工工藝制作的的原型采用熔模鑄造、、石膏型鑄鑄造或砂型型鑄造等方方法翻制母母模，然后制蠟?zāi)；蛑敝苯訚沧⒊沙设T件。美國(guó)克萊萊斯勒公司司用選擇性性激光燒結(jié)結(jié)法制成蠟蠟?zāi)?，生產(chǎn)產(chǎn)形狀很復(fù)復(fù)雜的汽車(chē)車(chē)進(jìn)排氣管管。（3）批量生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)利用原原型模樣制制造模具利利用快速速原型技術(shù)術(shù)制得的模模具原型直直接鑄造出出金屬模具具，也可以以將低熔點(diǎn)點(diǎn)合金噴涂涂在原型表表面用作熔熔模鑄造壓壓蠟?zāi)＞?。。此外，利利用陶瓷殼殼法制作的的陶瓷型可可直接用?lái)來(lái)澆注金屬屬模具。美美國(guó)福特汽汽車(chē)公司采采用逐層輪輪廓成形法法制造長(zhǎng)685mm的汽汽車(chē)車(chē)曲曲軸軸陶陶瓷瓷原原型型，，將將先先后后制制作作的的三三部部分分拼拼裝裝成成砂砂型型鑄鑄造傳統(tǒng)統(tǒng)模具具制制造造往往往是是靠靠切切削削加加工工和和特特種種加加工工的的方方法法，，有有時(shí)時(shí)還還需需要要鉗鉗工工修修整整，，費(fèi)費(fèi)時(shí)時(shí)耗耗資資，，且且精精度度不不高高，，尤尤其其是是形形狀狀復(fù)復(fù)雜雜的的薄薄壁壁鑄鑄件件，，例例如如渦渦輪輪發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的葉葉片片、、船船用用螺螺旋旋漿漿、、汽汽車(chē)車(chē)拖拖拉拉機(jī)機(jī)的的缸缸體體、、缸缸蓋蓋等等。。采用數(shù)數(shù)控機(jī)機(jī)床、、仿型型銑等等先進(jìn)進(jìn)設(shè)備備加工工模具具的周周期長(zhǎng)長(zhǎng)。與之相相比，，快速速原型型技術(shù)術(shù)以較較低的的費(fèi)用用迅速速由圖圖紙直直接得得到零零件的的實(shí)物物原型型，并并能方便地地進(jìn)行行修改改，使模模具開(kāi)開(kāi)模制制造的的風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)降低低到最最低限限度。。1.6.3專(zhuān)家系系統(tǒng)1.專(zhuān)家系系統(tǒng)的的概念念專(zhuān)家系系統(tǒng)是是一種種計(jì)算算機(jī)軟軟件，，它把把有關(guān)關(guān)領(lǐng)域域的專(zhuān)專(zhuān)家知知識(shí)表表示成成計(jì)算算機(jī)能能夠利利用的的形式式。傳統(tǒng)程程序通通過(guò)一一套算算法處處理數(shù)數(shù)據(jù)，，以達(dá)達(dá)到在在有限限步驟驟內(nèi)解解決問(wèn)問(wèn)題的的目的的。與與之不不同，，專(zhuān)家家系統(tǒng)統(tǒng)利用用產(chǎn)生生式結(jié)結(jié)構(gòu)來(lái)來(lái)解決決問(wèn)題題，產(chǎn)產(chǎn)生式式結(jié)構(gòu)構(gòu)包括括，包包含事事實(shí)的的知識(shí)識(shí)庫(kù)、、規(guī)則則和如如何應(yīng)應(yīng)用規(guī)規(guī)則的的推理理機(jī)構(gòu)構(gòu)。一一般專(zhuān)專(zhuān)家系系統(tǒng)包包括知知識(shí)獲獲取模模塊、、知識(shí)識(shí)庫(kù)、、推理理機(jī)構(gòu)構(gòu)及人人機(jī)接接口四四個(gè)核核心部部分（（圖10.2.3）。圖10.2.3專(zhuān)家系系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)1）知識(shí)識(shí)獲取取模塊塊實(shí)現(xiàn)專(zhuān)專(zhuān)家系系統(tǒng)的的自學(xué)學(xué)習(xí)，，使專(zhuān)專(zhuān)家系系統(tǒng)的的“業(yè)務(wù)水水平”進(jìn)一步步提高高。2）知識(shí)識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)領(lǐng)領(lǐng)域?qū)?zhuān)家提提供的的專(zhuān)門(mén)

3）推理機(jī)構(gòu)是在一定的控制策略下針對(duì)當(dāng)前問(wèn)題的信息，識(shí)別、選取、匹配知識(shí)庫(kù)中的產(chǎn)生式規(guī)則，以得到問(wèn)題求解結(jié)果的一種機(jī)制。

4）人機(jī)接口將專(zhuān)家和用戶的輸入信息翻譯成系統(tǒng)可接收的內(nèi)部形式，同時(shí)把系統(tǒng)向?qū)＜一蛴脩舻妮敵鲂畔⑥D(zhuǎn)換為人類(lèi)易于理解的形式。其中，知識(shí)庫(kù)是整個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)的重要支柱。知識(shí)庫(kù)的建立是通過(guò)收集、整理、歸納和提煉現(xiàn)有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充發(fā)展新的信息，使其形成一種資源。建立盡可能完整、豐富的知識(shí)庫(kù)，就可以使計(jì)算機(jī)專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)所遇到的問(wèn)題進(jìn)行全面、綜合的分析，并可從浩渺的數(shù)據(jù)海洋中得到人工分析不可能得出的有用的結(jié)果。知識(shí)庫(kù)水平的高低，在很大程度上決定專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)水平和工作能力。專(zhuān)家系系統(tǒng)分分為診診斷型型、規(guī)規(guī)劃設(shè)設(shè)計(jì)型型和實(shí)實(shí)時(shí)控控制型型等類(lèi)類(lèi)型。。它們們分別別解決決生產(chǎn)產(chǎn)故障障、廢廢品分分析與與改進(jìn)進(jìn)；生生產(chǎn)狀狀況與與產(chǎn)品品的預(yù)預(yù)測(cè)和和規(guī)劃劃、生生產(chǎn)工工藝過(guò)過(guò)程的的優(yōu)化化與設(shè)設(shè)計(jì)；；生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程程的自自動(dòng)控控制與與監(jiān)測(cè)測(cè)等任任務(wù)。。專(zhuān)家系系統(tǒng)與與人類(lèi)類(lèi)專(zhuān)家家相比比，具具有以以下特特點(diǎn)：：1）在知知識(shí)的的廣度度方面面，一一個(gè)專(zhuān)專(zhuān)家系系統(tǒng)只只是人人類(lèi)專(zhuān)專(zhuān)家知知識(shí)極極為有有限的的一部部分，，并且且在求求解方方面基基本上上還是是以模模仿的的方式式進(jìn)行行，而而對(duì)于于其他他領(lǐng)域域則一一無(wú)所所知。。另外外，系系統(tǒng)的的知識(shí)識(shí)獲取取主要要靠人人工輸輸入，，現(xiàn)有有的專(zhuān)專(zhuān)家系系統(tǒng)自自學(xué)能能力有有限。。2）在知知識(shí)的的深度度方面面，專(zhuān)專(zhuān)家