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鑄造生產(chǎn)工藝-閱讀頁

2025-03-18 01:58本頁面
  

【正文】 ( 2)錫青銅在液態(tài)下易氧化,在開設(shè)澆道時,應(yīng)盡力使金屬液流動平穩(wěn)、防止飛濺,故常用開放式及底注式澆注系統(tǒng)。這種縮松便于儲存潤滑油,適宜制造滑動軸承。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 ( 3)鋁青銅的凝固溫度范圍小,有利于提高流動性和鑄件組織致密度,是青銅的代用材料,廣泛應(yīng)用于制造重要的齒輪、軸套、蝸桿和閥體等鑄件。又因液態(tài)鋁青銅易氧化吸氣,故宜采用開放式及底注式澆注系統(tǒng),且澆注時不能斷流。 ( 4)鉛青銅澆注時,因鉛體積質(zhì)量大會下沉,故需控制澆注溫度,且澆注前應(yīng)充分?jǐn)嚢?,并加快鑄件冷卻以減小偏析。砂型鑄造是應(yīng)用最廣泛的一種鑄造方法,其主要工序包括:制造模樣,制備造型材料、造型、造芯、合型、熔煉、澆注、落砂、清理與檢驗(yàn)等。造型是砂型鑄造的最基本工序,通常分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。手工造型操作靈活、適應(yīng)性廣、工藝裝備簡單、成本低,但其鑄件質(zhì)量差、生產(chǎn)率低、勞動強(qiáng)度大、技術(shù)水平要求高,所以手工造型主要用于單件小批生產(chǎn),特別是重型和形狀復(fù)雜的鑄件。各種手工造型方法的示意圖如圖 115所示。適用于各種生產(chǎn)批量和各種大小的鑄件。中型高度需與鑄件兩個分型面的間距相適應(yīng)。主要適用于具有兩個分型面的單件、小批生產(chǎn)的鑄件。 一個砂箱可制出許多鑄型。常用于生產(chǎn)小鑄件,因砂箱無箱帶,故砂箱一般小于400mm。大鑄件需在砂床下面鋪以焦炭,埋上出氣管,以便澆注時引氣。適用于砂箱不足,或生產(chǎn)要求不高的中、大型鑄件,如砂箱、壓鐵、爐柵、芯骨等。它可提高鑄件的精度,但成本高。 d) 組芯造型 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 整模造型 的模樣是整體的,分型面是平面,鑄型型腔全部在半個鑄型內(nèi),其造型簡單,鑄件不會產(chǎn)生錯型缺陷。 e) 整模造型 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 挖砂造型 的模樣是整體的,但鑄件分型面為曲面。用于分型面不是平面的單件、小批生產(chǎn)鑄件。比挖砂造型操作簡單,且分型面整齊。 j) 假箱造型 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 分模造型是將模樣沿最大截面處分成兩半,型腔位于上、下兩個砂箱內(nèi),造型簡單省工。 g) 分模造型 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 活塊造型 是在制模時將鑄件上的妨礙起模的小凸臺,肋條等這些部分作成活動的(即活塊)。其造型費(fèi)時,工人技術(shù)水平要求高。 h) 活塊造型 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 刮板造型 是用刮板代替實(shí)體模樣造型,它可降低模樣成本,節(jié)約木材,縮短生產(chǎn)周期。用于有等載面或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)、如帶輪、鑄管、彎頭等。機(jī)器造型鑄件尺寸精確、表面質(zhì)量好、加工余量小,但需要專用設(shè)備,投資較大,適合大批量生產(chǎn)。 2. 各種機(jī)器造型方法的主要特征及其適用范圍 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 壓實(shí)緊實(shí) 方法單純借助壓力緊實(shí)砂型,機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單、噪聲小,生產(chǎn)率高,消耗動力少,型砂的緊實(shí)度沿砂箱高度方向分布不均勻,上下緊實(shí)度相差很大。 a) 壓實(shí)緊實(shí) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 高壓緊實(shí) 主要是用較高壓實(shí)比壓(一般在 )壓實(shí)砂 型。主要適用于需大量生產(chǎn)的中、小型鑄件,如汽車、機(jī)械車輛、縫紉機(jī)等產(chǎn)品較為單一的制造業(yè) 。該方法機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,但噪聲大、生產(chǎn)率低、要求廠房基礎(chǔ)好。主要適用于需成批生產(chǎn)的中,小型鑄件。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少,機(jī)械磨損少,砂型堅(jiān)實(shí)度較均勻,但噪聲大。 c) 震 壓 緊實(shí) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 微震緊實(shí) 是在加壓堅(jiān)實(shí)型砂的同時,砂箱和模板作高頻率、小振幅震動。廣泛用于成批生產(chǎn)中、小型鑄件。該方法生產(chǎn)率高,能量消耗少、噪聲低、型砂堅(jiān)實(shí)度均勻、適用性廣。 f) 拋砂緊實(shí) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 射壓緊實(shí) 是使壓縮空氣驟然膨脹,將型砂射人砂箱進(jìn)行填砂和堅(jiān)實(shí),再進(jìn)行壓實(shí)。主要適用于大批、大量生產(chǎn)的形狀簡單的中、小型鑄件。因其將填砂、緊實(shí)兩個工序同時完成,故生產(chǎn)率高,但用于造型,其堅(jiān)實(shí)度不高、需進(jìn)行輔助壓實(shí)。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 鑄造工藝圖是表示鑄型分型面、澆冒口系統(tǒng)、澆注位置、型芯結(jié)構(gòu)尺寸、控制凝固措施(冷鐵、保溫襯板)等的圖樣。 1. 鑄造方案的確定 ( 1)澆注位置的選擇 澆注位置的選擇應(yīng)考慮以下原則: a)體積收縮大的合金及壁厚差較大的鑄件,應(yīng)按定向凝固的原 則,將壁厚較大的部位和鑄件的熱節(jié)部置于上部或側(cè)部,以便設(shè)置冒口進(jìn)行補(bǔ)縮。見圖 1。見圖 2。見圖 3。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 ( 2)分型面的選擇 分型面為鑄型組元間的接合面,選擇分型面應(yīng)考慮以下原則: a)分型面應(yīng)盡量采用平面分型,避免曲面分型,并應(yīng)盡量選在最 大截面上,以簡化模具制造和造型工藝。 a) 不正確 b) 正確 圖 4 分型面應(yīng)選在最大截面處 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 b)盡量將鑄件全部或大部放在同一砂箱以防止錯型、飛翅、毛刺 等缺陷,保證鑄件尺寸的精確。 a) 不合理 b) 合理 圖 5 分型面的位置應(yīng)能減少錯型、飛翅 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 c)應(yīng)使鑄件的加工面和加工基準(zhǔn)面處于同一砂箱中。 a) 不合理 b) 合理 圖 6 螺栓塞頭的分型面 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 d)若鑄件的加工面很多,又不可能全部與基準(zhǔn)面放在分型面的同 一側(cè)時,則應(yīng)使加工基準(zhǔn)面與大部分加工面處于分型面的同一側(cè)。見圖 7。見圖 8。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 鑄造工藝參數(shù)的選擇 ( 1) 加工余量 指為保證鑄件加工面尺寸和零件精度,在鑄件工藝設(shè)計時預(yù)先增加而在機(jī)械加工時切去的金屬層厚度。鑄件加工余量的大小取決于鑄件的材料、鑄造方法、鑄件尺寸與復(fù)雜程度、生產(chǎn)批量、加工面與基準(zhǔn)面的距離及加工面在鑄型中的位置、加工精度要求等。加工余量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)加工余量國家標(biāo)準(zhǔn)和鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)配套使用選取。凡垂直于分型面(分盒面)的沒有結(jié)構(gòu)斜度的壁均應(yīng)設(shè)起模斜度。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 3)最小鑄出孔及槽 零件上的孔、槽、臺階等應(yīng)從鑄件質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)方面考慮。 ( 4)收縮余量 指為了補(bǔ)償件收縮,模樣比鑄件圖樣尺寸增大的數(shù)值。工藝補(bǔ)正量可粗略地按下述經(jīng)驗(yàn)公式來確定, e≤, 式中 e為工藝補(bǔ)正量( mm); L為加工面到加工基準(zhǔn)面間的距離( mm) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 ( 6)分型負(fù)數(shù) 指為抵消鑄件在分型部位的增厚,在模樣上相應(yīng)減去的尺寸。為了防止跑火,就要在下型的分型面上鋪設(shè)泥條、油泥條或石棉繩等,使上、下型接觸面密封,這樣就使上箱抬高,增加了鑄件的高度或鑄件頂面的厚度。 ( 7)芯頭 指模樣上的突出部分,在型內(nèi)形成芯座并放置芯頭。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 一、熔模鑄造 二、金屬型鑄造 三、壓力鑄造 第四節(jié) 特種鑄造 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 熔模鑄造 是用易熔材料制成模樣,然后在模樣上涂掛若干層耐火涂料制成型殼,經(jīng)硬化后再將模樣熔化,排出型外,從而獲得無分型面的鑄型。 (一 )熔模鑄造的工藝過程 熔模鑄造的工藝過程包括:蠟?zāi)V圃?、結(jié)殼、脫蠟、焙燒和澆注等,其流程圖及鑄造過程示意圖如下: 一、熔模鑄造 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 圖 1 熔模 鑄 造流程 圖 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 圖 2 熔模鑄造過程示意圖 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 (二)熔模鑄造的主要特點(diǎn)及適用范圍 1)鑄件的精度和表面質(zhì)量較高,尺寸公差等級可達(dá) IT14IT11,表面粗糙度 Ra值可達(dá) 。 3)可制造形狀較復(fù)雜的鑄件,鑄出孔的最小直徑為 ,最小壁厚可達(dá) 。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 金屬型鑄造又稱硬模鑄造,是將液體金屬澆入金屬鑄型,在重力作用下充填鑄型,以獲得鑄件的鑄方法。金屬型材料一般選用鑄鐵、碳素鋼或低合金鋼。 2. 刷涂料 金屬型表面應(yīng)噴刷一層耐火涂料(厚度為 -),以保護(hù)型壁表面,免受金屬液的直接沖蝕和熱擊。鋁合金為 680℃ - 740℃ ,鑄鐵為 1300℃ - 1370℃ ,錫青銅為 1100℃ - 1150℃ ,對薄壁小件取上限,對厚壁 大件取下限。 (三)金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍 1)金屬型鑄件冷卻快,組織致密,力學(xué)性能高。 4)不用砂或少用砂。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 壓力鑄造( 簡稱壓鑄)的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。 壓鑄過程主要由壓鑄機(jī)來實(shí) 現(xiàn)。熱壓室式壓鑄機(jī)工作原理見圖 3。冷壓室式壓鑄機(jī)分立式和臥式兩種類型,臥式冷壓室式壓鑄機(jī)工作原理見圖 1- 28與圖 4。 2)鑄件強(qiáng)度和表面硬度都較高。 2. 壓鑄缺點(diǎn): 1)壓鑄時,高速液流會包住大量空氣,凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔,故壓鑄件不宜進(jìn)行較多余量的切削加工,以免氣孔外露。 3)設(shè)備投資大,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。 二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 三、鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 第五節(jié) 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性 (一)鑄件應(yīng)有合理的壁厚 每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍,鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產(chǎn)生不良影響。 圖 6 鑄件的壁厚應(yīng)合理 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 (二)鑄件壁厚應(yīng)力求均勻 所謂壁厚均勻,是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚,見圖 7。 圖 7 鑄件的壁厚應(yīng)均勻 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 (三)鑄件壁的聯(lián)接形式要合理 1. 鑄件如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要不能做 冷壓室式壓鑄 到壁厚均勻,則不同壁厚的聯(lián)接 應(yīng)采用逐漸過渡的形式,見圖 8。 圖 9 鑄件壁聯(lián)結(jié)應(yīng)盡量避免金屬積聚 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 (四)盡量避免過大的水平面 過大的平面不利于金屬液的填充,容易產(chǎn)生澆不到等缺陷,在進(jìn)行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)盡量將水平面設(shè)計成傾斜形狀,見圖 10。如圖 11所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計,可使鑄件能較好地自由收縮。圖 12所示端蓋結(jié)構(gòu),由于圖 12a存在法蘭凸緣,不能采用簡單的兩箱造型。 圖 12 端蓋 的設(shè)計 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 2. 應(yīng)盡量使分型面平直 平直的分型面可避免操作費(fèi)時的挖砂造型或假箱造型;同時,鑄件的毛邊少,便于清理。 圖 13 杠桿鑄件結(jié)構(gòu) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 3. 避免外部側(cè)凹 鑄件在起模方向上若有側(cè)凹,見圖 14a,就必須再造型時增加較大的外壁型芯才能起模,若將其改成圖 14b所示結(jié)構(gòu),則可省去外壁型芯,顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。如圖 15a、 9- 15所示。結(jié)構(gòu)斜度便于起模,并可延長模具的使用壽命。 鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān),如鑄件的高度、造型 的方法等,高度越低,斜度應(yīng)越大。 50176。 圖 17 懸臂支架 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 2. 鑄件的內(nèi)腔設(shè)計應(yīng)使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便。 圖 18 軸承架鑄件 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件,在不影響使用功能的前提下,可設(shè)計出適當(dāng)大小和數(shù)量的工藝孔,用以增加芯頭的數(shù)量,穩(wěn)固型芯。 圖 19 增設(shè)工藝孔結(jié)構(gòu) 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 3. 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)避免封閉空腔。 圖 20 鑄件結(jié)構(gòu)避免封閉內(nèi)腔 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 三、鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 (一)熔模鑄件 1. 便于蠟?zāi)5闹圃? 2. 鑄件上的孔、槽不宜過小或過深 過小或過深的孔、槽,不利 于制殼時涂料和砂粒順利地充填熔模上相應(yīng)的孔洞,形成合適的型腔;同時,過深的孔、槽也給鑄件的清砂工作帶來困難。通孔時,孔深/孔徑< 46,不通孔時,孔深/孔徑< 2。 3. 減少熱節(jié),壁厚力求均勻 熔模鑄造一般不單獨(dú)設(shè)置冒口,而 是利用加粗的直澆道作為冒口直接補(bǔ)縮鑄件。 4. 避免大平板結(jié)構(gòu) 由于熔模型殼的高溫強(qiáng)度較低,容易變形, 所以設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)時,應(yīng)盡量避免大的平面。 2. 鑄件的壁厚要均勻,以防出現(xiàn)縮松和裂紋缺陷;同時要注意壁厚不能太薄,盡量避免大的水平壁,以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷,如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為 2mm~4mm,鋁鎂合金的最小壁厚為 3mm- 5mm。 2. 盡量采用壁厚均勻的薄壁結(jié)構(gòu)。 3. 壓鑄可以采用鑲嵌件,應(yīng)充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性,以便制出復(fù)雜件、改善壓鑄件局部性能和簡化裝配工藝。 熱加工基礎(chǔ) ——張虎 演講完畢,謝謝觀看!
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