铸造 - 图文

图2-6 刮板造型

(6) 组芯造型

用若干块型芯组合成铸型的造型方法称为组芯造型。如图2-7为发动机气缸体的组合造型, 它有6个型芯。这种造型方法用于外形复杂、不易选出合适分型面的铸件,适于成批生产。

（7）地坑造型

在地平面以下的砂坑中或特制的地坑中制造下型的造型方法,称作地坑造型,如图2-8。其特点是省掉了下砂箱,但造型操作麻烦。用于中型、大型铸件单件或小批量生产。

图2-7 发动机气缸体的组合造型 图2-8地坑造型

1-焦炭2-管子 3-型砂 4-上半型 5-定位楔

6-型腔 7-浇口杯 8-出气口

2. 机器造型

机器造型是由机器完成紧砂操作的造型工序,其实质就是用机器代替了手工紧砂和起模。特点是生产率高,铸件的质量好,对工人的操作技术要求不高,改善了劳动条件,是现代化铸造生产的基本造型方法。通常适合于大批量生产。

机器造型用的机器,称为造型机,多以压缩空气为动力。按其紧实型砂的方式,造型机分为压式、震击式、震压式、抛砂式和射压式等多种类型,各自具有其特点及应用范围。图2-9为常用震压式造型机的工作原理。图a为紧实型砂示意图,图b为顶杆式起模示意图。

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a）紧实型砂示意图 b) 为顶杆式起模示意图

图2-9常用震压式造型机工作原理

3. 造芯

制造型芯的过程,称为造芯。其方法分为手工造芯和机器造芯两类。一般情况下采用手工造芯,大量生产时采用机器造芯。图2-10为用简单芯盒手工造芯示意图。也可用刮板造芯。如图2-11所示。

1-型芯 2-芯盒 3-定位销 4-底板 5-夹钳

图2-10 芯盒造芯 图2-11 刮板造芯

4. 浇注系统与冒口

浇注系统是将液态金属平稳地导人、填充型腔与冒口的通道,称为浇注系统。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成,如图2-12所示。除导入液态金属外,浇注系统还起到挡渣、补缩与调节铸件的冷却顺序等作用。

冒口： 在铸型内,储存和供补缩铸件用熔融金属的空腔,也指该腔中充填的金属。其作用是补缩、排气和除渣。对于凝固时体积收缩量较大的钢、球墨铸铁、铸造黄铜等,冒口的补缩作用更显得重要一些。冒口设置于铸件的顶部或\热节\处,见图2-12b。

a) b)

图2-12 浇注系统

5. 铸型、型芯的烘干及合箱

铸型和型芯的烘干: 目的是提高铸型与型芯的强度、透气性,以及减少其挥发性气体。通常, 型芯都要进行烘干,而铸型是在不能保证铸件质量时,才进行烘干。

合箱: 把铸型的各部分以及型芯装配在一起的操作,称为合箱。其工艺要点是要保证铸型型腔的尺寸与形状,以及型芯相对位置的稳固。

§2.2铸造工艺图

铸造工艺图,是用规定的工艺符号或文字绘在零件图样上,或另绘工艺图样,表示铸型 分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施(冷铁、保温衬板)等的图样。它是铸造生产的重要工艺文件,是制造模样、芯盒和造型操作的根据。

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为了保证铸件的质量,必须根据零件的结构特点、生产批量和生产条件绘制铸造工艺图,使铸件具有良好的结构工艺性,铸造工艺过程简单、合理。

一 浇注位置的确定

浇注时,铸件在铸型中所处的位置,叫作铸件的浇注位置。其确定原则为:

1. 铸件主要的加工面与工作面应朝下,或者使其处于侧面。这是因为浇注时,液态金属中的气孔、夹渣、砂粒等易上浮,使铸件上部的质量变差。

2. 铸件的大平面应朝下,这样不仅减少产生气孔、夹渣的可能,而且,型腔上表面因长时间受合金的烘烤,容易拱起或开裂,造成夹砂。

3. 将铸件薄而大的平面放在铸型的下部、侧面或倾斜的位置,以利于液态合金充填铸型,防止浇不足、冷隔等缺陷。

4. 对于容易产生缩孔的铸件,浇注时,将铸件厚壁处放在上部或侧面,以保证铸件自下而上顺序凝固,使胃口充分发挥作用。

二 分型面的选择

制造铸型时,为便于取出模样,将铸型做成几部分,其结合面称为分型面。选择时,尽量做到既保证铸件质量,又简化操作工艺。通常考虑以下几个方面:

c) 图2-13 槽轮的分型面

1. 尽可能将铸件的全部或大部分置于同一砂型内,以避免错箱和产生较大的隙缝与毛刺。

2. 分型面的数目应少,且为平面。图2-13为槽轮的分型面,图C比较合理,只有一个分型面,采用了整体模两箱造型。这样，既简化了造型操作，又保证了铸件质量，还提高了生产率。

3. 尽量减少型芯与活块的数目

4. 分型面的选择应有利于下芯、合箱,使型芯安放稳固,便于检查型腔尺寸。

分型面与浇注位置的关系,尽量做到二者统一。一般来说,对质量要求高的铸件,浇注位置的确定处于主导地位;对质量要求不高的铸件,简化造型工艺是主要的,应优先考虑分型面的选择。

三 工艺参数的确定

通常情况,铸件的形状、尺寸与零件是不一样的,模样的尺寸、形状与铸件也不一样。零件、模样与铸件三者之差异量,称为工艺参数,主要有下列各项:

1. 切削加工余量 铸件为进行机械加工而加大的尺寸,称谓切削加工余量。零件凡是要切削加工的表面,都要留加工余量。

另外,零件上一些细小的沟槽、孔眼与台肩等不宜铸造出来,用机械加工方法制做更为经济。

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2)起模斜度为了便于从铸型中取出模样,或者型芯自芯盒中脱出,平行于起模方向模壁 都要制成倾斜的,该斜度叫作起模斜度,又叫拔模斜度。

3. 收缩量铸件冷却后,由于合金的收缩而使其尺寸减小。为此,模样的尺寸要比铸件略 大些,以补偿铸件的收缩。其\放大\量因合金的种类而异。

4. 铸造圆角设计铸件与制造模样时,铸件壁的连接和转角处,都要做成圆弧过渡,称为铸 造圆角。这样,可以防止铸件产生裂纹、砂眼和粘砂等缺陷。铸造圆角分为内圆角与外圆角。铸件上内壁相交构成内圆角,外表面相交则形成外圆角。

5. 型芯头 型芯头是用来 支承和固定型芯的。因此,制做模样与芯盒时,都必须做出型芯头。造型时,模样上的型芯头在铸型中做出型芯座。下型时,将型芯上的型芯头放入铸型的型芯座内,以保证型芯的位置准确、牢固,见图2-14。型芯头的尺寸取决于型芯的大小,要便于铸型的装配,同时,型芯头与型芯座之间要有一定的间隙。

图2-15是一压盖的零件图、铸造工艺图、铸件图、模样图及芯盒图,根据此图可进一步全面了解零件模样及铸件的形状和尺寸的差异，以及铸造工艺图的主要内容及其在砂型铸造生产过程中的重要作用。

图2-14 型芯头和型芯座 图2-15压盖的零件图、铸造工艺图、模样及芯盒

§2.3铸造工艺基础

一 铸件的凝固

物质由液态转变为固态的过程称为凝固,金属的凝固过程又称为结晶。 1.铸造合金的结晶

铸造合金的结晶通过晶核的形成和晶体的长大这两个相互联系的基本过程来实现。实际铸造合金的结晶,大多是以非均质方式形核。晶核的形成可能是由于液态金属中的一些原子自发地聚集在一起,按金属晶体的固有规律排列起来,形成自发晶核;也可能是由于液态金属中一些外来的微细的固态质点而形成的外来晶核。非均质形核所需能量较小,因而可以在较小过冷度下获得较多的晶核数目,这也是孕育(变质)处理技术可获得细晶铸件的原因。

晶体长大是合金液体中的原子不断向晶核表面堆砌的过程,也是液一固界面不断向液体中推进的过程。晶体沿各个方向的生长速度是不均匀的,它主要沿生长线速度最大的方向发展,这样就形成了晶轴。晶轴继续长大,并在其上长出许多小晶轴,发展为树枝状。在晶体长大的同时 新的晶核又陆续出现,它们也同样地形成晶体,这样就有许多晶体在不同的程度上长

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