首页机械工程机械制造工艺与设备金工实习 09 铸造成型技术1.pptx

09 铸造成型技术1.pptx

页数:70页文件大小:17.39 MB来源: 金工实习ppt课件

本课件为金工实习中的铸造基本内容部分,从铸造历史与铸件应用领域切入,讲解铸造的定义、优缺点与三种分类方式,说明砂型铸造生产流程、砂型组成、型芯砂性能与浇注系统的组成作用,并介绍手工与机器造型方法、发展趋势及安全操作规程。

铸造基本内容导览页,列出历史、定义、特点、分类、造型方法与砂型铸造等十二个板块
铸造历史沿革图,展示六千余年历史与殷商时期司母戊鼎的青铜铸造技术
铸件应用领域导览页,区分古代与现代两大类应用场景
查看本课件的文字版(共 70 页,供检索与复制)

第1页:铸造基本内容导览

  • 一、铸造的历史
  • 二、铸件的应用领域
  • 三、铸造定义(定义、范围)
  • 四、铸造的特点(优点、缺点)
  • 五、铸造的分类
  • 六、造型方法(手工造型、机器造型)
  • 七、砂型铸造生产(生产流程、砂型组成及作用、名词、模样型腔铸件零件的关系)
  • 砂型(型砂组成与性能、浇注系统的组成与作用、浇注系统的类型)
  • 八、机器造型
  • 九、铸造的发展趋势
  • 安全操作规程
  • 课堂总结

第2页:铸造的历史

铸造是历史上最悠久的一种工艺,在我国已有 6000 多年历史,从殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。河南安阳出土的殷朝祭器司母戊鼎,重达 700 多公斤,长、高都超过 1 m,四周饰有精美的蟠龙纹及饕餮纹。

第3页:铸件的应用领域

铸造工件的应用领域:古代与现代两个方面。

第4页:铸造的定义

铸造是制作铸型、熔炼金属,将熔炼的液体金属浇注到铸型中,凝固后获得一定形状与性能铸件的成形方法。采用铸造方法获得的金属制品称为铸件。

第5页:铸造在机械制造中的地位

在机械制造中,大部分机械零件是用金属材料制成的,铸造方法成为制造毛坯或零件的重要方法,具有其它方法所不具有的特点。

第6页:铸造的优点

  • 毛坯形状(外形至内腔)复杂程度高。
  • 适应性广(铸件材质、大小、批量)。
  • 材料来源广,成本低:可用原材料与废料;铸件形状、尺寸与零件相近,节省材料和加工费用。

第7页:铸造的缺点

  • 铸件的力学性能较差(组织粗大、不均匀)。
  • 质量不容易控制,废品多。
  • 铸造生产劳动强度大,生产环境差。

第8页:按材质分类

黑色金属铸造
铸钢、铸铁。
有色金属铸造
铸铜、铸铝及其合金等。

第9页:按生产工艺方法分类

砂型铸造
用型砂紧实成型的铸造方法。
特种铸造
砂型铸造之外的其他铸造方法,如熔模铸造、压力铸造等。

第10页:按成品分类

普通铸造
铸件为零件毛坯,需经进一步加工才能形成机械零件。
精密铸造
铸件为成品或半成品,不需加工或只经少切削加工即可使用,如熔模铸造、陶瓷型铸造等。

第11页:砂型铸造生产工艺流程

砂型铸造的生产工艺流程:零件图 → 铸造工艺图 → 模样图、芯盒图 → 配制型砂、制作砂型;配制芯砂、制作型芯 → 铸型装配(合箱)→ 熔炼金属、浇注 → 落砂、清理 → 检验 → 合格铸件 / 次品、废品。

第12页:砂型的组成和作用

砂型的组成和作用:

砂型的组成与作用
名称作用
出气孔在铸型或型芯上用针扎出的出气孔,用以排气
浇注系统在铸型中用来引导金属液流入型腔的通道
型芯为获得铸件的内孔或局部外形,用芯砂制成并安放在型腔内部的组元
型腔用模样在砂型中形成的空腔,以获得铸件的外形
分型面各铸型组元间的结合面,每一对铸型间都有一个分型面
砂箱造型时填充型砂的容器,分上、中、下等砂箱

第13页:冒口与冷铁

冒口
供补缩铸件用的铸型空腔,有些冒口还起观察、排气和集渣的作用。
冷铁
为加快铸件局部冷却,在铸型、型芯中安放的金属物。

第14页:铸造名词解释

砂型铸造生产常用名词:铸造工艺图、造型、模样、型腔、芯盒、型芯、合箱、铸型。

第15页:模样型腔铸件与零件的关系

尺寸(大小)
模样尺寸最大(已计入收缩余量与加工余量),型腔尺寸与模样相同,铸件经凝固收缩后小于型腔,零件经切削加工后尺寸最小。
形状(凹凸)
模样为凸形,型腔与模样凹凸相反为凹形,铸件与型腔形状相反呈凸形,零件与铸件形状一致。

说明:原课件该页以符号与文字混排表示四者关系,数字与符号粘连较为严重,此处按铸造工艺中「模样—型腔—铸件—零件」的标准对应关系整理,未逐字还原原图符号。

第16页:型芯砂的组成

型(芯)砂通常由原砂(即新砂)、粘结剂(常用的有普通粘土和膨润土)、水及附加物(如煤粉、木屑等)按一定比例配制而成。为保证砂型在造型、合箱和浇注时经受住外力、高温金属液的烘烤、冲刷和气体压力等作用,型砂需具备强度、透气性、耐火性、退让性和可塑性等性能。

第17页:型芯砂的性能

强度
型芯砂在制造、搬运及浇注时不至于破坏的能力。
透气性
紧实后的型芯砂透过气体的能力。
耐火性
型芯砂在高温液体金属作用下不软化、不熔融的性能。
退让性
铸件凝固后冷却收缩时,型芯砂是否容易被压缩的性能。
可塑性
型砂在外力作用下成形,去除外力后能完整保持所赋予形状的能力。

第18页:型砂性能之间的关系

型砂性能之间相互关联、相互制约:强度、透气性、退让性、可塑性之间存在此消彼长的关系,耐火性则主要与原砂中二氧化硅的含量有关。

第19页:浇注系统的组成

典型的浇注系统一般由外浇口、直浇道、横浇道和内浇道四部分组成,形状简单的小型铸件可以省去横浇道。

浇注系统的组成
组成说明
外浇口容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击;小型铸件通常为漏斗状,较大型铸件为盆状
直浇道连接外浇口与横浇道的垂直通道,通常带一定锥度(上大下小),改变其高度可改变金属液流动速度与充型能力
横浇道将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道,一般开在砂型分型面上,截面一般为梯形
内浇道与型腔直接相连,引导金属液进入型腔;截面多为扁梯形、矩形、三角形等

第20页:外浇口与直浇道

外浇口
容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击;小型铸件通常为漏斗状,较大型铸件为盆状。
直浇道
连接外浇口与横浇道的垂直通道,通常带有一定的锥度(上大下小);改变直浇道的高度可以改变金属液的流动速度,从而改变液态金属的充型能力。

第21页:横浇道与内浇道

横浇道
将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道,一般开在砂型的分型面上,截面一般为梯形;主要作用是阻挡熔渣流入型腔,并分配液态金属流入内浇道。
内浇道
与型腔直接相连,是引导金属液进入型腔的通道,截面多为扁梯形、矩形、三角形等;能调节金属液流入型腔的方向和速度,调节铸件各部分的冷却速度。

第22页:浇注系统的作用

  • 将金属液体平稳地导入型腔,以获得轮廓清晰完整的铸件。
  • 隔渣,阻止金属液中的杂质和熔渣进入型腔。
  • 控制金属液流入型腔的速度和方向。
  • 调节铸件的凝固顺序。

第23页:浇注系统的类型

根据铸件形状、大小、合金种类和造型方法的不同,可选用不同的浇口位置。按金属液注入方式的不同,浇注系统类型分为顶注式、底注式、阶梯式、中间注入式等。

第24页:手工造型

手工造型
指全部用手工或手动工具完成的造型工序。使用设备及工具简单,操作灵活,适应性强,生产准备时间短,但生产效率低、劳动强度大、铸件质量较差。
适用范围
适合较小批量的生产,特别是不能用机器造型的重型复杂零件。

第25页:常用手工造型方法

常用的手工造型方法有整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、刮板造型、假箱造型等,可根据铸件结构、技术要求、生产批量及生产条件选用。

第26页:机器造型

机器造型
指用机器全部或至少完成紧砂和起模两道基本工序的造型方法。
优点
与手工造型相比,生产率高、铸件质量较稳定、铸件精度和表面质量高、工人劳动强度低,是现代化铸造车间最基本的造型方法。

第27页:常用机器造型方法

常用方法
气动微震压实造型、射压式造型、抛砂式造型等。
适用范围
适用于中、小型铸件的大批量生产。

第28页:铸造技术发展趋势总述

随着科学技术的进步和经济的发展,对铸造提出了优质、低耗、高效、少污染的要求,铸造技术正向以下几方面发展。

第29页:机械化自动化技术的发展

随着汽车工业等大批大量制造的要求,各种新的造型法(如高压造型、射压造型、气充造型等)和造芯方法得到了进一步开发和推广。

第30页:特种铸造工艺的发展

随着现代工业对铸件要求的提高以及少无切削加工的发展,特种铸造工艺向大型铸件方向发展,复合铸造技术和一些全新的工艺方法逐步进入应用。

第31页:特殊性能合金的应用

球墨铸铁、合金钢、铝合金、钛合金等高比强度、比模量的材料逐步进入应用;新型铸造功能材料(如铸造复合材料、阻尼材料)和具有特殊磁学、电学、热学性能及耐辐射材料进入铸造成型领域。

第32页:微电子技术的应用

铸造生产的各个环节已开始使用微电子技术,例如铸造工艺和模具的 CAD 及 CAM、凝固过程数值模拟、铸造过程自动检测、监测与控制、各种数据及专家系统、机器人的应用等。

第33页:新型材料的开发和应用

新型材料的开发和应用:面向优质、低耗、高效、少污染的要求,新型铸造材料不断被开发并投入应用。

第34页:铸造实习安全操作规程

  1. 实习期间注意安全,听从实习指导教师安排。
  2. 实习时要穿工作服,不打闹、喧哗、串岗等,确保人身安全。
  3. 按时完成指定工作,未经指导教师许可,不得随便做其他工作。
  4. 造型时不可用嘴吹型砂,所用工具应放在工具箱内,工具和砂型不能乱放。
  5. 下班时按要求整理工具,打扫卫生,关闭电源、门窗等。

第35页:内容总结

  • 铸造的定义
  • 铸造的特点(优点和缺点)
  • 铸造的分类
  • 模样、型腔、铸件和零件的关系
  • 型芯砂的组成、性能及它们之间的关系
  • 浇注系统的组成及每部分作用、浇注系统的作用
  • 浇注系统的类型
  • 造型方法的分类
  • 常用的手工造型方法(按照模样特征)分为几类
  • 手工造型方法按照砂箱结构特征可以分为几类

第36页:

第37页:课程结束致谢页

祝您学习愉快,万事如意!

第38页:古代砂型法铸币工艺流程

本页展示古代砂型法铸币工艺流程,呈现古代铸币的型腔制作与浇注成形过程。

第39页:砂型法铸币的生产流程

本页展示砂型法铸币的生产流程,呈现从制型、浇注到清理得到钱币的完整工序。

第40页:

第41页:

第42页:

第43页:气孔与缩孔缺陷

气孔
金属液或型砂中的气体侵入铸件而形成的孔洞类缺陷。
缩孔
铸件凝固收缩时得不到金属液补缩而形成的孔洞类缺陷。

第44页:错型与浇不到缺陷

错型
由于合型时上、下型错位,铸件在分型面处出现错移的缺陷。
浇不到
金属液未充满型腔,铸件局部缺肉、轮廓不完整的缺陷。

第45页:分模造型

分模造型是将模样沿最大截面处分成两半,型腔位于上、下两个砂箱内,造型简单省工,常用于最大截面在中部的铸件。

第46页:

第47页:整模造型

整模造型的模样是整体的,分型面是平面,铸型型腔全部在半个铸型内;造型简单,铸件不会产生错型缺陷,适用于最大截面在一端且为平面的铸件。

第48页:永乐大钟经文

本页展示永乐大钟钟体上的经文,呈现钟身密布的铸字与铸造表面质量。

第49页:磨床床身与柴油机机身

本页展示铸件应用实例:磨床床身与柴油机机身。

第50页:压缩机缸体与暖气片等铸件

本页展示铸件应用实例:压缩机缸体、暖气片、柴油机机身、阀体。

第51页:泵盖与气缸套

本页展示铸件应用实例:泵盖与气缸套。

第52页:阀体与柴油机机身

本页展示铸件应用实例:阀体与柴油机机身。

第53页:型芯砂组成示意图

本页为型(芯)砂组成示意图,展示原砂颗粒、粘结剂膜、附加物与空隙的构成关系。

第54页:

第55页:

第56页:浇注系统类型示意图

本页为浇注系统类型示意图,展示顶注式、底注式、阶梯式与中间注入式等浇口布置形式。

第57页:熔模铸造生产过程

本页展示熔模铸造生产过程,呈现压制蜡模、结壳、脱蜡、焙烧与浇注等工序。

第58页:

第59页:

第60页:

第61页:木型模样与金属型模样

木型模样
以木材制成,制作方便、成本低,适用于单件小批量生产。
金属型模样
以金属制成,强度高、耐磨、尺寸稳定,适用于批量较大的生产。

第62页:三通模样

本页展示三通模样,呈现用于形成三通管件型腔的模样结构。

第63页:三通铸件芯盒与模样

本页展示三通铸件、芯盒与模样的对应关系,呈现由模样与芯盒得到铸件的成形结果。

第64页:

第65页:

第66页:

第67页:永乐大钟

明成祖朱棣下令铸造的永乐大钟,重约 46.5 吨,钟高 6.75 米,直径 3.3 米,经文字数 22.7 万字,钟声持续时间 2 分钟,传播距离 20 千米。具有五绝:铸造年代最久、铸成经种最多、钟声传播最远、力学结构最佳、铸造工艺最高。

第68页:砂型铸造生产工艺流程图

本页为砂型铸造的生产工艺流程图,展示从零件图、模样芯盒制作到合箱浇注、落砂清理与检验的完整工序路线。

第69页:手工造型工艺流程

手工造型工艺流程所用工具与器具:模样、砂箱、平板。工序依次为:安放模样 → 砂箱准备 → 填砂 → 紧实 → 开型 → 扎气孔、打定位孔或做合型线 → 起模 → 合型 → 修型 → 开设浇注系统。

第70页:

顶部目录