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1、铸造工艺,将液态合金浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法称为铸造。,第1章 铸造工艺设计的基本概念,（1）铸造的概念,铸造具有如下优点： 1.适于复杂零件：适于用来生产复杂外形复杂内腔的零件。 2.适应范围广：铸造材料不受限制，对塑性很差的材料(如铸铁等)是唯一的成型工艺。 铸件的大小、壁厚几乎不受限制。批量不受限制。 3.成本低：原材料来源广泛， 价格低廉,一般不需要昂贵的设备。,与其它成型方法相比，铸造在机器制造业中应用极其广泛。在机床、内燃机、重型机器中，铸件重量占7090%；在风机、压缩机中铸件重量占60-80%；在农业机械中铸件占40-7
2、0%；在汽车中铸件占2030%。,零件越复杂，我越有优势。,我不怕各种成分的零件，什么成分都能对付；塑性差材料的零件，我照样能生产。,我成本低，机器中的零件用我来生产吧。,我才不怕大个子零件，或小不点零件 。,哇，铸造真好！,先自我介绍一下，我是铸造，,石器时代人类用的工具,（2）古今的铸造,出土于河南安阳侯家庄武官村。此鼎形制雄伟，重达832.84公斤,高达133厘米,是迄今为止出土的最大最重的青铜器。,永乐大钟 高6.75m、直径3.3m、重量46.5t的铜钟，是明朝永乐年间 （约1420年）铸造的，在世界大钟之林中铸造年代最久远。 钟身内外铸满了佛经，经文清晰，排列巧妙，总字数达2301
3、84个，是世界上铸字最多的大钟。撞击一下，钟声悠扬悦耳，可传4050km。,四羊方尊高58.3厘米；重34公斤。1938年湖南省宁乡县出土。商代方尊的代表。铜尊盛行于商代和西周时期，是一种饮酒用具。这件四羊方尊是现存商代青铜方尊中最大的一件，是国家特级文物。 被认为是中国青铜铸造史上最杰出的作品之一 。,越王勾践剑越王者旨於赐剑越王州句复合剑 越王不寿剑,上图为机床铸件（400吨）,左图为人工关节,现代铸件,上图 为水轮机转轮（435吨）,铸造广泛应用于机床、汽车、飞机、船舶、动力、冶金、化工、动力机械等行业上。是现代工业不可缺少的成型方法。,近几年，全球铸件产量在9000-9500多万吨。中
4、国、印度、美国产量分列产量前三名。 2010年我国铸件产量3960万吨，有铸造厂家2400家，从业人员120万。 铸造下游行业是汽车（1148万吨），机械，电力装备、模具。,（3）铸造的应用,砂型铸造的工艺过程,（4）铸造的工艺过程和技术要求,金属液的获得-合金熔化：合金的成分和温度，熔炼工艺、熔炼设备，浇注温度、速度和用具。成分调整脱硫磷、脱氧、除杂质、除气。铸造合金及其熔炼,空腔：用什么材料形成空腔（耐热、强度、不反应）？ 中空零件怎样制造？ 空腔形状怎样保证金属液流动？ 空腔形态怎样才能使铸件满足尺寸要求？ 空腔形态怎样才能使铸件不产生缺陷？ 铸造工艺学,铸件的清理、热处理、质检、入库、
5、交货。 其它-原料-车间-人员等等,金属液：钢铁、铝合金、铜合金、镁合金、铅合金、锌合金等。（原料）,金属液流到空腔的过程中：与空气接触、与砂型接触、不断降温、凝固结晶、才变成固体形成铸件。收缩 吸气粘砂等。 铸件形成原理,造型：砂型的成分和组成？ 砂型的性能 砂型的制备方法和设备 砂型在铸件凝固过程中的传热、传质和化学变化 制造空腔前混砂，铸造后的落砂。造型材料,复杂的铸造,铸造技术根植于制造业，有自己的特色，仍会随着制造技术和材料技术的 发展而发展。,发展方向：大型化、轻量化、精确化、数字化、网络化以及绿色制造。,1、铸件凝固过程数值模拟 /铸造工艺CAD2、快速成形在铸造中的应用3、近终
6、形状铸造技术,（5）铸造的发展方向,1.1 铸造工艺设计的概念,1.1.1 概念 根据零件结构、技术要求、生产特点和车间生产条件确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制工艺图，编制工艺卡及有关技术文件的过程。目的是使整个工艺过程具有更高的技术经济效益。,浇注系统和冒口,20,工艺参数的确定,铸造工艺图的绘制,铸造工艺设计包括：选择铸造方法或造型方法铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；浇注系统、冒口和冷铁的布置等；将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。,1、生产任务 a 铸造零件图样 b 零件的技术要求 c 产品的数量及生
7、产期限 2、生产条件 a 设备能力、吨位、尺寸 b 车间原材料的应用和供应情况 c 工人技术水平和生产经验 d 工装、模具的制造能力 3、经济性,21,1.1. 2 设计依据,22,选择铸造方法或造型方法 铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构； 加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数； 浇注系统、冒口和冷铁的布置等； 将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图。工作程序：审图初步方案讨论确定设计会签修改生效。,1.1. 3 设计的内容和程序,铸造工艺流程图,1.1. 4 示例,1.2 铸造工艺图概述,浇注位置，分型面，分模面，活块，本模的类型和分型负数，加工余
8、量，拔模斜度，不铸孔和沟槽，砂芯个数和形状，芯头形式、尺寸和间隙，分盒面，芯盒的填砂(射砂)方向，砂芯负数，砂型的出气孔，砂芯出气方向、起吊方向，下芯顺序，芯撑的位置、数目和规格，工艺补正量，反变形量，非加工壁厚的负余量，浇口和冒口的形状和尺寸，冷铁形状和个数，收缩筋(割筋)和拉筋形状、尺寸和数量，和铸件同时铸造的试样，铸造收缩率等,(1)每项工艺符号只在某一视图或剖视图上表示清楚即可。不必在每个视图上反应所有工艺符号。 (2)加工余量的尺寸，如果顶面、孔内和底、侧面数值相同时，图面上不标注尺寸，可填写在图纸背面的“木模工艺卡”中，也可写在技术条件中。 (3)相同尺寸的铸造圆角、等角度的拔模斜
9、度，图形上可不标注，只写在技术条件中。 (4)砂芯边界线，如果和零件线或加工余量线、冷铁线等重合时，则省去砂芯边界线。,(5)在剖面图上，砂芯线和加工余量线相互关系处理上，不同工厂有不同做法:一种认为砂芯是“透明体”，因而被芯子遮住的加工余量线部分亦绘出，结果使加工余量红线贯穿整个砂芯剖面;另一种认为:砂芯是“非透明体”，因而，被砂芯遮住的加工余量线不绘出。推荐后一种方法，这种图面线条较少、清晰、便于观察。(6)所标注的各种工艺尺寸或数据，不要盖住产品图上的数据，应方便工人操作，符合工厂的实际条件。例如标注拔模斜度，对于手工木模，则应尽量标注尺寸(毫米)或比例(1/50);对于金属模则应标注角
10、度，而且所注角度应和工厂常用铣刀角度相对应。,铸件质量 = 铸件的技术质量+铸件价格+交货期,铸件的技术质量：能用，好用，寿命长，便于维护等。铸件价格：价格上用户能够承受。交货期：按时交货，不能让用户误了工期。,质量因素,价格因素,时间因素,1.3 铸件质量要求,铸件技术质量的评定标准:铸件的技术质量标准JB/JQ82001-90，包括：外观：尺寸、形状、表面粗糙度、表面缺陷； 尺寸准确、表面光洁、形状完整内在质量：成分、组织、内部缺陷、力学性能。 无内部缺陷、组织状态好、力学性能好.,成分：主要成分精确，杂质成分在要求范围内。组织：金相组织合乎要求，组织大小形态适合应用。内部缺陷：无显著的铸造缺陷。力学性能：能够承受工作时的各种应力。其它性能：耐腐蚀性、耐热性能等。,铸件内在质量：无内部缺陷、组织状态好、力学性能好。,尺寸：铸件尺寸在精度范围内。加工余量少。形状：铸件形状合乎设计和使用要求。表面粗糙度：表面光滑。表面缺陷：没有表面铸造缺陷。,铸件外观质量：尺寸准确、表面光洁、形状完整。,