铸件结构设计特种铸造课件.ppt

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1、第四章铸件结构设计第四章铸件结构设计本章重点内容：一、砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求二、合金铸造性能对铸件结构工艺性的要求铸造工艺设计是依据铸件的技术要求、结构特点、生产批量及生产条件确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等。工艺设计是生产准备、管理、验收的依据，对保证铸件质量，提高生产率，降低成本有重要意义。一、铸造工艺设计的依据1、生产任务和技术要求（1）审查零件图（2）零件的技术要求（3）生产类型及生产期限2、车间生产条件（1）设备状况（2）车间原材料的供应情况（3）工人的技术水平和生产条件（4）模具及工装车间的加工能力及生产经验3、设计的经济

2、性二、铸造工艺设计的内容1、铸造工艺图：用各种符号在零件上表明铸造工艺方案。如浇注位置、分型面、余量、斜度、收缩率、浇注系统、冒口、冷铁等。2、铸造工艺卡：说明造型、造芯、浇注、清理工艺过程及要求的文件。3、合箱图：表示铸件在砂箱中的位置、型芯的安装，浇冒口与冷铁的安放、砂箱的结构与大小。三、铸造工艺设计的程序1、对零件图的技术要求及结构工艺性进行分析，有不当之处应提出改进意见。2、选择铸造及造型方法。3、确定浇注位置及分型面。4、选用工艺参数。5、设计浇冒口、冷铁。6、砂芯设计。§1砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求一、铸造工艺对铸件结构的要求(一)铸件的外形:1、尽

3、量避免外表面侧凹2、铸件要尽量减少分型面数量3、尽量使分型面为平直分型面(a)(b)图3.4-1端盖铸件4、铸件形状应尽量简单，避免使用活块。5、铸件应避免过大的水平面避免过大水平面，受阻收缩和翘曲变形a)改进前结构b)改进后结构罩盖铸件6、铸件上应有结构斜度a)b)a)b)结构斜度（二）铸件的内腔1、铸件结构应少用或不用型芯a)改进前结构b)改进后结构图3.4-3轴承支架a)b)2、铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理。(a)改进前的结构(b)改进后的结构轴承座的结构(a)改进前的结构(b)改进后的结构轴承支架的结构上下活塞结构的改进a)不合理型芯不便固定b)合理

4、上下bAbB─B§2合金铸造性能对铸件结构的要求1、铸件壁厚应合理2、铸件壁厚应尽可能均匀，避免厚大截面A─AAA─Aa）BBB─Bb）顶盖的设计3、铸件壁的联接①铸件的结构圆角②、铸件壁应避免交叉和锐角连接。改过后的交错接头或环状接头，其热节均较小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。4、避免铸件收缩受阻a)b)c)图3.4-15轮辐的设计偶数轮辐nob)弯曲轮辐c)奇数轮辐5、铸件防裂筋的应用易裂处增设以防热裂，厚度为联结壁厚的1/4-1/3，防裂筋的应用第五章特种铸造由于铸造是提供毛坯的主要工艺，精密铸造就意味着毛坯组织致密、表面光洁，和尺寸精度高，可

5、达到少、无切削加工和直接成形。除砂型铸造以外的铸造方法统称特种铸造。熔模铸造金属型铸造压力铸造离心铸造消失模铸造熔模铸造---用易熔材料制成模样,然后用造型材料将其包住,经过硬化,再将模样熔失,从而获得无分型面的铸型.工艺过程：蜡模制作、型壳制造、焙烧浇注三个阶段熔模铸造的特点和应用1铸造精度,光洁度高,且可浇注形状复杂的件2能铸造各种合金(型壳是高级耐火材料)3单件,小批,大批量生产均可4少无切削加工(Ra3.2~1.6um)5材料贵,工艺过程繁杂,生产周期长.应用:使用高熔点合金精密铸件的成批,大量生产,形状复杂,难以切削加工的小零件.如:汽轮机叶片,工艺品金属型

6、铸造金属型铸造---在重力作用下将液体金属浇入金属铸型以获得铸件的方法。金属型的材料一般采用铸铁，要求较高时，可选用碳钢或低合金钢。铸件的内腔可用金属型芯或砂芯得到，薄壁复杂件或黑色金属件，多采用砂芯，而形状简单件或非铁金属件，多采用金属型芯。金属型的结构：水平分型式、垂直分型式及复合分型式等。结构特点：结构斜度比砂型铸件大，壁厚均匀。铸件最小壁厚的限制为：铝硅合金为2~4mm，铝镁合金3~5mm，铸铁2.5~4mm.（金属型无退让性和溃散性，铸件结构要保证能顺利出型）铸造工艺1、金属型预热金属型应保持一定的工作温度.具有良好的充型条件和一定的激冷作用.1)   喷刷

7、涂料前预热.保证涂料层致密,均匀. 合金铸铁80—150℃;铸钢100—250℃.2)   浇注前预热降低冷却速度,防白口.（未预热的金属型导热性好，使金属液降温过快，易出现冷隔、浇不足、夹杂和气孔缺陷。同时铸型本身受到强烈热冲击，应力倍增，极易损坏。不能低于150度）2、喷刷涂料1)利用涂料层的厚度改变铸件各部分冷却速度，减缓冷却速度,防白口2)保护型壁表面防高温液体对铸型直接冲蚀和热击3)有一定蓄气,排气能力,防气孔.铸 铁—石墨粉涂料,炭墨涂料; （耐火粘土滑石粉、石墨和水）铝合金—氧化锌涂料,滑石粉3、浇注合理浇注温度:∵导热快,t浇比砂型高