铸造工艺课程第三篇第二章.ppt
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1、1,零件结构的铸造工艺性分析,铸造工艺方案包括下列内容:造型、制芯方法、铸型种类的选择、浇注位置和分型面的确定、砂芯设计、确定工艺参数以及浇注系统、冒口的设计等。要正确地制订铸造工艺方案,首先应对零件的结构设计有透彻的铸造工艺分析。本章着重讲述零件结构的铸造工艺性分析,确定浇注位置,分型面的选择,铸造工艺参数等。,零件结构的铸造工艺性:零件本身结构应符合铸造生产的要求,既便于整个铸造工艺过程的进行,又利于保证产品的质量,简化铸造工艺过程和降低成本。,2,对零件图进行审查、分析的目的有两个:,1、审查零件结构是否符合铸造生产的工艺要求。,一、从避免缺陷方面审查铸件结构的合理性 (一)铸件应有合适
2、的壁厚 为了避免浇不足,冷隔等缺陷,铸件应有一定的壁厚 。铸件的最小允许壁厚和铸造金属的流动性密切相关。影响金属的充填性能的因素有:合金的成分、浇注温度、铸件尺寸大小、铸型的热物理性能。,2、在既定的零件结构条件下,考虑在铸造过程可能出现的主要缺陷,在工艺设计中应采取的工艺措施。,3,几种常用的铸造合金在砂型条件下的最小允许壁厚:(毫米),4,设计受力的铸件时,不应以单纯增加厚度的方法来增加铸件的强度。,5,二、铸件收缩时不应有严重阻碍,注意壁厚的过渡和铸造园角。,6,(三)内壁厚度应小于外壁 铸件内壁的肋和壁的散热条件较差,因此应比外壁薄些,以便使整个铸件的外壁和内壁能均匀地冷却,防止产生内
3、应力和裂纹。,7,(四)壁厚力求均匀,减少厚大部分,防止形成热节。,(五)有利于补缩和实顺序凝固,8,(六)防止铸件翘曲变形,9,(七)避免水平方向出现较大的平面,10,二、简化铸造工艺过程角度审查零件结构的工艺性,(一)改进妨碍起模的凸台、凸缘、筋板的结构,11,(二)尽量取消铸件外表侧凹,12,(三)改进铸件内腔结构,减少砂芯数量,13,(四)减少和简化分型面,a)不合理 b)合理,14,(五)有利于砂芯的固定和排气,设计的铸件应尽量避免采用孤悬的型芯,15,(六)减少清理铸件的工作量,(七)简化模具的制造,16,(八)复杂铸件的分体铸造以及简单小铸件的联合铸造,17,2造型、造芯方法的选
4、择,砂型铸造的各种造型、造芯方法可参照以下原则选用: 1、优先采用潮型 当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 在考虑应用湿型时应注意以下几种情况:,18,(1)铸件过高,金属静压力超过湿型的抗压强度时,应考虑使用干砂型或自硬砂型等。 要具体分析:如果铸件壁薄,虽然铸件很高大,但出现涨砂、粘砂、跑火的倾向小。可以把此限制适当放宽。因为在浇注结束前,金属静压力尚未达到最高值时,铸件下部表面上已凝结一层金属壳。此外,采用优质钠膨润土型砂或活化膨润土型砂,其砂型湿压强度较高,为铸造较高大铸件创造了条件。 (2)浇注位置上铸件有较大水平壁时,用湿型容易引起夹砂缺陷,应考虑使用其他砂
5、型。,19,(3)造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜用湿型。例如在铸件复杂,砂芯多,下芯时间长且铸件尺寸大等条件下,湿型放置过久会风干,使表面强度降低,易出现冲砂缺陷。因此湿型一般应在当天浇注。如需次日浇注,应将造好的上下半型空合箱,防止水分散失,于次日浇注前开箱、下芯,再合箱浇注。更长的过程应考虑用其他砂型。 (4)型内放置冷铁较多时,应避免使用湿型。如果湿型内有泠铁时,冷铁应事先预热,放入型内要及时合箱浇注,以免冷铁变冷而凝结“水珠”,浇注后引起气孔缺陷。,20,认为湿型不可靠时,可考虑使用表干砂型,砂型只进行表面烘干,根据铸件大小及壁厚,烘干深度在1518mm。它具有湿型的许多优点,
6、而在性能上却比湿型好,减少了气孔、冲砂、胀砂、夹砂的倾向。多用于手工或机器造型的中大件。 对于大型铸件,可以应用树脂自硬砂型、水玻璃砂型以及粘土干砂型。用树脂自硬砂可以获得尺寸精确、表面光洁的铸件,但成本较高。,21,2、造型、造芯方法应和生产批量相适应 大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型、造芯方法。老式的震击式或震压式造型机生产线生产率不高,工人劳动强度大,噪声大,不适应大量生产的要求,应逐步加以改造。对于小型铸件,可以采用水平分型或垂直分型的无箱高压造型机生产线、实型造型线生产效率又高,占地面积也少;对于中件可选用各种有箱高压造型机生产线、气冲造型线。为了适应快速、高精度造型生产线
7、的要求,造芯方法可选用:冷芯盒、热芯盒及壳芯等造芯方法。,22,中等批量的大型铸件可以考虑用树脂自硬砂造型和造芯、抛砂造型等。 单件小批量的重型铸件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能适应各种复杂的要求,比较灵活,不要求很多工艺装备。可以应用水玻璃砂型、有机酯水玻璃自硬砂型、粘土干砂、树脂自硬砂型及水泥砂型等;对于单件生产的重型铸件,采用地坑造型法成本低,投产快。批量生产或长期生产的定型产品采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜。虽然模具、砂箱等开始投资高,但可以从节约造型工时、提高产品质量方面得到补偿。,23,3、造型方法应适合工厂条件 如有的工厂生产大型机床床身等铸件,多采用组芯造型法。着重考虑
8、设计、制造芯盒的通用化问题,不制作模样和砂箱,在地坑中组芯;而另外的工厂则采用砂箱造型法,制作模样。不同的工厂生产条件、生产习惯、所积累的经验各不一样。如果车间内吊车的吨位小、烘干炉也小,而需要制作大件时,用组芯造型法是行之有效的。 每个铸工车间只有很少的几种造型、造芯方法,所选择的方法应切合现场实际条件。,24,4、要兼顾铸件的精度要求和成本 各种造型、造芯方法所获得的铸件精度不同,初投资和生产率也不一致,最终的经济效益也有差异。因此,要做到多、快、好、省,就应当兼顾到各个方面。应对所选用的造型方法进行初步的成本估算,以确定经济效益高又能保证铸件要求的造型、造芯方法。,25,3浇注位置的确定
9、,铸件的浇注位置:浇注时,铸件在型腔内所处的位置。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环,关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易,因此往往须制订出几种方案加以分析、对比,择优选用。,浇注位置与造型(合箱)位置、铸件冷却位置可以不同。生产中常以浇注时分型面是处于水平、垂直或倾斜位置,分别称为水平浇注、垂直浇注或倾斜浇注,但这不代表铸件的浇注位置的函义。,26,浇注位置一般于选择造型方法之后确定。在确定浇注位置时,应根据铸件的合金种类,具体结构和技术要求,在给定造型方法的前提下,确定出铸件质量要求高的部位。(如重要加工面、受力较大的部位、承受压力的部位等)。,结合生产条件估计主要
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