《金屬工藝鑄造部分》課件

金屬工藝鑄造部分鑄造是金屬制造過(guò)程的重要組成部分,需要深入了解材料特性、工藝流程和先進(jìn)設(shè)備等知識(shí)。本部分將詳細(xì)探討金屬鑄造的關(guān)鍵技術(shù),幫助您掌握高效可靠的生產(chǎn)實(shí)踐。課程內(nèi)容簡(jiǎn)介金屬工藝知識(shí)體系包括金屬材料、金屬鑄造、金屬熱處理、金屬焊接等主要工藝內(nèi)容。鑄造工藝原理與實(shí)踐深入講解鑄造的基本概念、工藝流程及特點(diǎn),幫助學(xué)生掌握鑄造工藝的基礎(chǔ)知識(shí)。提升實(shí)踐動(dòng)手能力通過(guò)課堂實(shí)踐與工廠參觀,培養(yǎng)學(xué)生的金屬加工工藝實(shí)踐能力。鑄造概述鑄造工藝簡(jiǎn)介鑄造是一種通過(guò)將熔融金屬注入模具并凝固成型的金屬加工工藝。它是制造零件的重要方法之一,廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。鑄造工藝流程鑄造工藝主要包括模具制作、熔化金屬、澆注成型、脫模、清理等步驟,需要嚴(yán)格控制每個(gè)工藝環(huán)節(jié)以確保產(chǎn)品質(zhì)量。鑄件應(yīng)用廣泛經(jīng)過(guò)鑄造加工制造的鑄件廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域,是許多工業(yè)制造的基礎(chǔ)。鑄造工藝的特點(diǎn)多樣性鑄造工藝能制造出各種復(fù)雜形狀和大小的鑄件,從小零件到大型構(gòu)件均可生產(chǎn)。精度高通過(guò)先進(jìn)的鑄造技術(shù),可以制造出高精度、尺寸穩(wěn)定性良好的鑄件。生產(chǎn)效率高鑄造工藝具有較高的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率,能夠滿足大批量生產(chǎn)的需求。材料利用率高通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的鑄造工藝,可以大幅降低材料浪費(fèi)和提高利用率。鑄造工藝的分類(lèi)根據(jù)成型方式鑄造工藝可分為砂型鑄造、金屬模鑄造、壓鑄等。每種工藝適用于不同的產(chǎn)品和應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)澆注方式鑄造工藝還可以分為重力澆注、離心澆注以及真空投砂等不同的澆注方式。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模鑄造還可分為批量生產(chǎn)和中小批量生產(chǎn),不同規(guī)模的生產(chǎn)對(duì)工藝要求也不盡相同。根據(jù)鑄件材料鑄造工藝還可以根據(jù)所使用的鑄件材料分類(lèi),如鐵鑄件、有色金屬鑄件等。鑄造材料鐵基合金鐵基合金是鑄造中最常用的材料,包括灰鑄鐵、球墨鑄鐵和可鍛鑄鐵等。這些材料耐腐蝕、耐磨損,可廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、汽車(chē)、管道等領(lǐng)域。有色合金常見(jiàn)的有色合金鑄造材料包括銅基合金、鋁基合金和鎂基合金。這些材料重量輕、導(dǎo)熱性好,適用于輕工業(yè)和航空航天等領(lǐng)域。陶瓷材料陶瓷材料耐高溫、耐腐蝕,可用于制造耐磨、耐熱的零件。它們?cè)谄?chē)、電子、化工等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。復(fù)合材料復(fù)合材料通過(guò)組合不同性能的材料獲得優(yōu)異的綜合性能。如碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,廣泛用于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域。鑄件設(shè)計(jì)基本要求材料選擇根據(jù)鑄件的使用環(huán)境和性能要求，選擇合適的鑄造材料，如鑄鐵、鋁合金等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮鑄件的承載能力、應(yīng)力分布、熱處理工藝等因素，設(shè)計(jì)出合理的結(jié)構(gòu)。壁厚控制合理控制鑄件的壁厚，既要滿足強(qiáng)度要求，又要考慮鑄造工藝的需求。尺寸精度根據(jù)鑄件的使用要求，確定合適的尺寸公差，確保產(chǎn)品質(zhì)量。鑄件模型制作13D建模使用CAD軟件創(chuàng)建三維模型2模型打印利用3D打印機(jī)制作實(shí)體模型3模型加工對(duì)模型進(jìn)行必要的加工處理鑄件模型的制作是鑄造工藝的重要環(huán)節(jié)。首先需要使用CAD軟件創(chuàng)建出鑄件的三維數(shù)字模型。然后再利用3D打印機(jī)將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體物理模型。最后對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行必要的加工處理,如表面打磨、涂裝等,以符合鑄造需求。鑄造模具模具類(lèi)型鑄造模具主要分為砂型模具和金屬模具兩大類(lèi)。砂型模具使用石英砂、膨潤(rùn)土等材料制作，特點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單、成本低。金屬模具則使用金屬材料精加工而成，模型精度高、使用壽命長(zhǎng)。模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)需考慮鑄件形狀、尺寸公差、鑄造工藝等因素。模具結(jié)構(gòu)要合理,便于澆注和冷卻,確保鑄件質(zhì)量。模具材料選擇也很關(guān)鍵,要滿足強(qiáng)度、耐熱等要求。各種鑄造工藝簡(jiǎn)介砂型鑄造利用可再利用的砂型進(jìn)行鑄造,適用于各種金屬材料。工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)效率高,但產(chǎn)品表面質(zhì)量較差。金屬模鑄造使用金屬模具進(jìn)行鑄造,產(chǎn)品尺寸精度高,表面質(zhì)量好。但模具制作復(fù)雜,成本較高。壓鑄工藝將熔融金屬快速注入金屬模具,產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)效率高。適用于生產(chǎn)大批量、外形復(fù)雜的零件。離心鑄造利用離心力將熔融金屬?lài)娚涞侥＞邇?nèi)壁,可制造中空、薄壁鑄件。適用于生產(chǎn)大尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)部件。砂型鑄造砂型鑄造是一種利用砂型進(jìn)行鑄造的工藝。它是最古老、最常見(jiàn)的鑄造方法之一。砂型鑄造簡(jiǎn)單、靈活、成本低廉,適用于大批量生產(chǎn)和復(fù)雜形狀的鑄件。這種工藝通過(guò)填充熔融金屬到砂型腔中而成型,是一種間接的成形過(guò)程。砂型在成型后經(jīng)過(guò)澆注、凝固、脫型等步驟,最終得到所需的鑄件。砂型鑄造工藝流程1模型制作根據(jù)鑄件圖紙,制作出與鑄件外形尺寸相同的模型,用于制作鑄造砂型。2砂型制作將砂料裝填在模型周?chē)?壓實(shí)成型,形成正負(fù)兩個(gè)砂型半殼。3澆注鑄造將熔融金屬傾注到砂型腔中,金屬凝固后拆除砂型,即可得到鑄件毛坯。砂型鑄造工藝特點(diǎn)工藝流程簡(jiǎn)單砂型鑄造的工藝流程相對(duì)較為簡(jiǎn)單,主要包括制模、澆注、冷卻和除渣等幾個(gè)基本步驟,操作較為方便。成本較低砂型鑄造所需的原料和設(shè)備相對(duì)較為廉價(jià),是一種性價(jià)比較高的鑄造工藝。適用范圍廣泛砂型鑄造可以生產(chǎn)各種尺寸和復(fù)雜程度的鑄件,適用于小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)。金屬模鑄造金屬模鑄造是一種使用金屬(如鋁合金、銅合金等)作為模具材料的鑄造工藝。該工藝通過(guò)將熔融金屬注入金屬模具中冷卻凝固而制造鑄件。相比于傳統(tǒng)的砂型鑄造,金屬模鑄造具有高強(qiáng)度、尺寸精度高、表面光潔度好等優(yōu)點(diǎn)。金屬模鑄造能夠生產(chǎn)出復(fù)雜形狀和精密程度要求高的鑄件,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、電子電器等行業(yè)。金屬模鑄造工藝流程1模型制作根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求制作金屬模型。2澆注將熔融金屬澆注入金屬模具中。3冷卻鑄件在模具中冷卻凝固。4脫模取出冷卻后的鑄件。5后處理對(duì)鑄件進(jìn)行表面處理和機(jī)械加工。金屬模鑄造工藝流程包括模型制作、澆注、冷卻、脫模以及后處理等步驟。該工藝?yán)脠?jiān)硬耐磨的金屬模具制造鑄件,相比砂型鑄造工藝,金屬模鑄造可以實(shí)現(xiàn)更精密的尺寸控制和更優(yōu)良的表面質(zhì)量。金屬模鑄造工藝特點(diǎn)模具復(fù)用性強(qiáng)金屬模能夠被反復(fù)使用,大幅提高生產(chǎn)效率。表面光潔度高鑄件表面光滑平整,無(wú)需過(guò)多后續(xù)加工。尺寸精度高鑄件尺寸誤差小,符合嚴(yán)格的尺寸要求。生產(chǎn)周期短整個(gè)生產(chǎn)效率高,從模具制作到鑄件產(chǎn)出周期短。壓鑄工藝壓鑄工藝是一種高效、高精度的鑄造工藝。它通過(guò)高壓注射熔融金屬至金屬模具中,使金屬快速冷卻凝固而成型的方法。該工藝可生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零件,具有尺寸精度高、表面質(zhì)量好等特點(diǎn)。壓鑄工藝主要包括冷室壓鑄和熱室壓鑄兩種方式。它廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)汽車(chē)、電子、家電等領(lǐng)域的鑄件。壓鑄工藝流程模具準(zhǔn)備首先需要精心設(shè)計(jì)和制造高精度的壓鑄模具。模具材料要求耐高溫、耐磨損和可靠性高。加熱熔煉將金屬原料加熱并熔融至合適溫度,以便于注入模具腔體。溫度控制至關(guān)重要。高速注射將熔融金屬高速注射進(jìn)模具,填充整個(gè)模腔。注射速度和壓力必須精準(zhǔn)控制。冷卻和脫模在模具中進(jìn)行冷卻,使金屬凝固成型。脫模時(shí)要小心謹(jǐn)慎,防止損壞鑄件。壓鑄工藝特點(diǎn)高自動(dòng)化壓鑄工藝實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化和機(jī)械化，大幅提高了生產(chǎn)效率。成型精度高壓力注射和模具冷卻系統(tǒng)確保了鑄件的尺寸精度和表面光潔度。材料利用率高壓鑄工藝的廢料率較低，可重復(fù)使用，大幅提高了材料利用率。生產(chǎn)效率快每次注射成型的速度非常快，大幅縮短了生產(chǎn)周期。離心鑄造離心鑄造是一種利用離心力成型的鑄造工藝。將液態(tài)金屬裝入旋轉(zhuǎn)的模具中,在離心力的作用下金屬液被擠壓到模具壁上凝固成型。這種工藝可以制造中空和薄壁的鑄件,如輪輞、齒輪、管件等。離心鑄造工藝的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、表面質(zhì)量好。適用于制造大規(guī)模生產(chǎn)的薄壁鑄件。但工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大,不適用于小批量生產(chǎn)。離心鑄造工藝流程1模具制作根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制作合適的離心鑄造模具2金屬熔煉將金屬原料熔化到合適溫度3金屬澆注將熔融金屬澆注到旋轉(zhuǎn)中的模具中4鑄件冷卻在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,鑄件逐步冷卻成型5鑄件取出停止旋轉(zhuǎn)并取出成型的鑄件離心鑄造工藝流程包括了模具制作、金屬熔煉、金屬澆注、鑄件冷卻和鑄件取出等關(guān)鍵步驟。通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)模具,可以充分利用離心力來(lái)塑造復(fù)雜形狀的鑄件,并保證鑄件內(nèi)部的致密性。這種工藝適用于制造中空、薄壁和大尺寸的鑄件。離心鑄造工藝特點(diǎn)高生產(chǎn)效率離心鑄造工藝可實(shí)現(xiàn)鑄件的快速成型,大大提高了生產(chǎn)效率。較低的能耗離心力的作用可以降低鑄造過(guò)程中的能耗,從而提高了能源利用效率。高尺寸精度離心力可以確保鑄件的內(nèi)外表面精度,減少了后續(xù)的機(jī)加工量。優(yōu)良的機(jī)械性能離心力作用下鑄件內(nèi)部組織致密,機(jī)械性能較傳統(tǒng)鑄造更加優(yōu)良。投砂工藝投砂工藝設(shè)備投砂工藝使用特殊的設(shè)備將熔融金屬高速?lài)娚涞缴靶捅砻?形成精確的產(chǎn)品形狀。這種工藝能夠快速制造復(fù)雜的精密鑄件。投砂工藝流程投砂工藝包括熔融金屬的高壓噴射、快速凝固、砂型開(kāi)模等多個(gè)步驟,實(shí)現(xiàn)精確成型并提高生產(chǎn)效率。投砂工藝特點(diǎn)與傳統(tǒng)砂型鑄造相比,投砂工藝可以制造復(fù)雜造型、尺寸精度高、表面光潔的高品質(zhì)鑄件。同時(shí)還可大幅縮短生產(chǎn)周期。投砂工藝流程模型準(zhǔn)備制作精密鑄件所需的模型,確保幾何尺寸和表面光潔度。砂料配制根據(jù)鑄件特性和工藝需求,調(diào)配合適的砂料配方。模具裝配將模型裝入砂模箱,填充砂料并壓實(shí),形成鑄模。澆注將熔融金屬緩慢注入鑄模中,完成鑄件的澆注成型。冷卻與脫模鑄件冷卻至合適溫度后,小心拆除砂模,取出鑄件。投砂工藝特點(diǎn)高效快捷投砂工藝操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，可以快速制造出復(fù)雜形狀的鑄件。尺寸精度好投砂工藝可以通過(guò)控制澆注參數(shù)來(lái)提高鑄件的尺寸精度，減少后期加工。表面質(zhì)量佳投砂工藝可以制造出光滑均勻的鑄件表面，不需要過(guò)多的后處理。成本低廉投砂工藝所需的設(shè)備和工具較為簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)營(yíng)成本較低。鑄件加工工藝切割使用各種鋸床設(shè)備對(duì)鑄件進(jìn)行切割分離,如金屬帶鋸床、立式圓盤(pán)鋸等。磨削采用臺(tái)式磨床、平面磨床等設(shè)備對(duì)鑄件表面進(jìn)行修整和精加工。鉆孔使用立式鉆床、數(shù)控鉆床等設(shè)備在鑄件上鉆制所需孔徑。車(chē)削采用車(chē)床對(duì)鑄件進(jìn)行車(chē)削加工,實(shí)現(xiàn)外圓、內(nèi)孔等幾何尺寸的精確控制。鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)尺寸檢驗(yàn)采用測(cè)量工具對(duì)鑄件關(guān)鍵尺寸進(jìn)行檢測(cè),確保符合設(shè)計(jì)要求。表面檢驗(yàn)檢查鑄件表面是否存在缺陷,如裂紋、氣孔等,并確保其外觀達(dá)標(biāo)。性能檢驗(yàn)通過(guò)化學(xué)分析、機(jī)械性能測(cè)試等手段,確保鑄件性能指標(biāo)滿足使用要求。非破壞性檢測(cè)使用X射線、超聲波等技術(shù),對(duì)鑄件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷。鑄造工藝的發(fā)展趨勢(shì)智能化和自動(dòng)化鑄造工藝正朝著更智能化和自動(dòng)化的方向發(fā)展,利用先進(jìn)的傳感器和控制系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。材料創(chuàng)新新型材料的不斷涌現(xiàn),如高強(qiáng)度合金、陶瓷基復(fù)合材料等