1、新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社项项目七 铸铸造轴轴承座新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社项项目导读导读铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。被铸金属有：铜、铁、铝、锡、铅等，普通铸型的材料是原砂、黏土、水玻璃、树脂及其他辅助材料。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的，降低了成本并在一定程度上减少了制作时间。铸造是现
2、代装置制造工业的基础工艺之一。本项目通过铸造轴承座，使学生掌握铸造的基本概念，熟悉铸造的生产特点，了解铸造工艺过程；认识铸造车间的主要设备及常用工具；掌握手工造型的工具和附件的使用方法。新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社项项目任务务完成轴承座的铸造。完成如图7-1所示轴承座零件的砂型铸造加工。材料为灰口铸铁，要求毛坯无明显外观缺陷，各方向有适当的加工余量。a)零件图零件图 b)实物图实物图图图7-1零件图零件图新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社工艺艺分析完成轴承座的铸造，需按照以下工艺过程进行：图图7-2 砂型铸造的基本工艺流程砂型铸造的基本工艺流程新世纪高职高
3、专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务一 制备备型砂和芯砂 新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社学习学习目标标（1）了解铸造工艺过程；（2）学会制作砂型和砂芯；（3）了解铸工安全生产知识。新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务引入制备铸造轴承座的型沙和芯砂。技术要求：（1）要有良好的透气性；（2）具备足够高的强度；（3）具有较好的耐火性、可塑性和退让性。新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务分析要完成铸造轴承座型砂和芯砂的制备，首先进行一些准备工作，确定所需要的工具材料；再按要求制备。新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社铸造
4、生产工序多，熔炼和浇注又是高温作业，因此必须严格遵守安全生产操作规程，否则，可能发生爆铸造生产工序多，熔炼和浇注又是高温作业，因此必须严格遵守安全生产操作规程，否则，可能发生爆炸、烫伤等事故。为保证安全，除应戴好防护用品外，还应注意以下几点：炸、烫伤等事故。为保证安全，除应戴好防护用品外，还应注意以下几点：1.混砂时，要严防铁块、铁钉等杂物混入砂中，以免造成砂处理设备损坏事故。混砂时，要严防铁块、铁钉等杂物混入砂中，以免造成砂处理设备损坏事故。2.砂箱堆放要平稳，搬动砂箱时要注意轻放，以防砸伤手脚。砂箱堆放要平稳，搬动砂箱时要注意轻放，以防砸伤手脚。3.熔炉和浇包等必须烘干。挡渣用的铁棍一定要
5、预热，以防爆炸。熔炉和浇包等必须烘干。挡渣用的铁棍一定要预热，以防爆炸。4.浇注时，浇包内装的金属不许过满，一般以不超过浇包容积的浇注时，浇包内装的金属不许过满，一般以不超过浇包容积的80%为宜，以防金属液外溢伤人。为宜，以防金属液外溢伤人。5.所有抬浇包的人的行动都要协调，抬起或放下的动作要一致。如果发现金属液飞溅甚至烫伤人时，不所有抬浇包的人的行动都要协调，抬起或放下的动作要一致。如果发现金属液飞溅甚至烫伤人时，不能将浇包随意乱丢，以免造成更大的事故。能将浇包随意乱丢，以免造成更大的事故。6.不要用手脚去接触尚未冷却的铸件。不要用手脚去接触尚未冷却的铸件。7.在炉料破碎或铸件清理时，要注意
6、周围环境，防止伤人。在炉料破碎或铸件清理时，要注意周围环境，防止伤人。一、铸铸工安全生产产知识识新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社铸造生产的主要特点是：铸造生产的主要特点是：1.可以制造各种尺寸、重量、形状的零件毛坯，特别是具有复杂内腔的毛坯只能采用铸可以制造各种尺寸、重量、形状的零件毛坯，特别是具有复杂内腔的毛坯只能采用铸造方法进行生产。造方法进行生产。2.工业上大多数金属材料都可用于铸造生产，特别是脆性材料毛坯的生产，只适宜采用工业上大多数金属材料都可用于铸造生产，特别是脆性材料毛坯的生产，只适宜采用铸造，如铸铁。铸造，如铸铁。3.铸造生产的成本低，原材料来源广泛，废品、废
7、料也可以重新熔炼回用，材料利用率铸造生产的成本低，原材料来源广泛，废品、废料也可以重新熔炼回用，材料利用率高。高。但铸造也存在一些问题：如工艺过程繁杂，铸件质量不够稳定，铸件的力学性能一般不但铸造也存在一些问题：如工艺过程繁杂，铸件质量不够稳定，铸件的力学性能一般不如同类材质的锻件及劳动条件差等。如同类材质的锻件及劳动条件差等。二、铸铸造生产产的特点新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社铸造工序繁多，但归纳起来主要是由制备砂型、熔化浇注、落砂清理三大部分组成。砂型铸造的基铸造工序繁多，但归纳起来主要是由制备砂型、熔化浇注、落砂清理三大部分组成。砂型铸造的基本工艺流程如图本工艺流程如
8、图7-2所示。所示。制备砂型需要耗费大量工时，是砂型铸造生产过程中的主要工序，也是铸工实习中的主要任务。制备砂型需要耗费大量工时，是砂型铸造生产过程中的主要工序，也是铸工实习中的主要任务。三、铸铸造的工艺过艺过程新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社铸造工序繁多，但归纳起来主要是由制备砂型、熔化浇注、落砂清理三大部分组成。砂型铸造的基铸造工序繁多，但归纳起来主要是由制备砂型、熔化浇注、落砂清理三大部分组成。砂型铸造的基本工艺流程如图本工艺流程如图7-2所示。所示。制备砂型需要耗费大量工时，是砂型铸造生产过程中的主要工序，也是铸工实习中的主要任务。制备砂型需要耗费大量工时，是砂型铸造
9、生产过程中的主要工序，也是铸工实习中的主要任务。三、铸铸造的工艺过艺过程新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1型砂的组成型砂的组成型砂型砂主要由砂子、膨润土、煤粉和水等组成，也称煤粉砂。主要由砂子、膨润土、煤粉和水等组成，也称煤粉砂。在在手工造型时，为了降低成本，保证铸件表面质量，常把型砂分为面砂和背砂，如图手工造型时，为了降低成本，保证铸件表面质量，常把型砂分为面砂和背砂，如图7-3所示。面砂是特所示。面砂是特殊配制的在造型时与模样接触的一层型砂，具有较好的性能，常加入较多的新砂配制；背砂是在模样上覆盖殊配制的在造型时与模样接触的一层型砂，具有较好的性能，常加入较多的新砂配制；
10、背砂是在模样上覆盖面砂后，填充砂箱用的型砂，用面砂后，填充砂箱用的型砂，用100旧砂稍加处理即可。在机械化程度较高的大批大量生产时，为了方便生旧砂稍加处理即可。在机械化程度较高的大批大量生产时，为了方便生产，提高生产率，常采用不分面砂、背砂的型砂，称为单一砂。产，提高生产率，常采用不分面砂、背砂的型砂，称为单一砂。图图7-3 面砂和背砂面砂和背砂四、造型材料新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社2型砂性能型砂性能型砂和芯砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量不好会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷型砂和芯砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量不好会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等
11、缺陷。良好的型砂应具备下列性能：。良好的型砂应具备下列性能：（1）透气性）透气性 高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体必须由铸型内顺利排出去，否则将会使铸件产高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体必须由铸型内顺利排出去，否则将会使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。铸型的透气性受砂的粒度、粘土含量、水分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂生气孔、浇不足等缺陷。铸型的透气性受砂的粒度、粘土含量、水分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂的粒度越细、粘土及水分含量越高、砂型紧实度越高，透气性则越差。的粒度越细、粘土及水分含量越高、砂型紧实度越高，透气性则越差。（2）强度强度 型砂抵抗外力破坏的
12、能力称为强度。型砂必须具备足够高的强度才能在造型、搬运、合箱过程中不引型砂抵抗外力破坏的能力称为强度。型砂必须具备足够高的强度才能在造型、搬运、合箱过程中不引起塌陷，浇注时也不会破坏铸型表面。型砂的强度也不宜过高，否则会因透气性、退让性的下降，使铸件起塌陷，浇注时也不会破坏铸型表面。型砂的强度也不宜过高，否则会因透气性、退让性的下降，使铸件产生缺陷。产生缺陷。四、造型材料新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社（3）耐火性耐火性 高温高温的金属液体浇进后对铸型产生强烈的热作用，因此型砂要具有抵抗高温热作用的能力，即耐火性。的金属液体浇进后对铸型产生强烈的热作用，因此型砂要具有抵抗高温
13、热作用的能力，即耐火性。如造型材料的耐火性差，铸件易产生粘砂。型砂中如造型材料的耐火性差，铸件易产生粘砂。型砂中SiO2含量越多，型砂颗粒越大，耐火性越好。含量越多，型砂颗粒越大，耐火性越好。（4）可塑性）可塑性 指指型砂在外力作用下变形，去除外力后能完整地保持已有形状的能力。造型材料的可塑性好，造型操作型砂在外力作用下变形，去除外力后能完整地保持已有形状的能力。造型材料的可塑性好，造型操作方便，制成的砂型形状准确、轮廓清晰。方便，制成的砂型形状准确、轮廓清晰。（5）退让性退让性 铸件铸件在冷凝时，体积发生收缩，型砂应具有一定被压缩的能力，称为退让性。型砂的退让性不好，铸件在冷凝时，体积发生收
14、缩，型砂应具有一定被压缩的能力，称为退让性。型砂的退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。型砂越紧实，退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性。易产生内应力或开裂。型砂越紧实，退让性越差。在型砂中加入木屑等物可以提高退让性。四、造型材料新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社型芯在铸型中大部分被高温的液态金属所包围，而支撑定位部分的尺寸一般较小，因此芯砂除应型芯在铸型中大部分被高温的液态金属所包围，而支撑定位部分的尺寸一般较小，因此芯砂除应具有一般型砂的性能外，还要求有较高的强度、透气性、退让性和溃散性。具有一般型砂的性能外，还要求有较高的强度、透气性、退让性和溃散性。芯砂按所用粘
15、结剂不同分为粘土芯砂、水玻璃芯砂、油芯砂、合脂芯砂、树脂芯砂等。形状简单芯砂按所用粘结剂不同分为粘土芯砂、水玻璃芯砂、油芯砂、合脂芯砂、树脂芯砂等。形状简单的型芯，一般可用粘土芯砂制成；形状复杂、断面较细较薄、要求干强度高、溃散性好的型芯，则使的型芯，一般可用粘土芯砂制成；形状复杂、断面较细较薄、要求干强度高、溃散性好的型芯，则使用油芯砂、合脂芯砂或树脂芯砂。植物油砂芯可获得十分光洁的铸件，但所用的桐油、亚麻仁油、改用油芯砂、合脂芯砂或树脂芯砂。植物油砂芯可获得十分光洁的铸件，但所用的桐油、亚麻仁油、改性米糠油等，货源稀缺，价格昂贵。因此中国自性米糠油等，货源稀缺，价格昂贵。因此中国自1963
16、年开始广泛采用制皂工业制取合成脂肪酸后的残年开始广泛采用制皂工业制取合成脂肪酸后的残渣渣(简称为合脂简称为合脂)作粘结剂。这种芯砂具有近似油芯砂的强度、退让性和溃散性。使用油芯砂和合脂芯作粘结剂。这种芯砂具有近似油芯砂的强度、退让性和溃散性。使用油芯砂和合脂芯砂制造砂芯时，有硬化前芯子强度相当低、易变形、硬化速度慢、生产周期长、需要烘干等问题，影砂制造砂芯时，有硬化前芯子强度相当低、易变形、硬化速度慢、生产周期长、需要烘干等问题，影响铸件的尺寸精度和生产效率。用树脂作为粘结剂的芯砂，采用热芯盒法和冷芯盒法制芯，因不存在响铸件的尺寸精度和生产效率。用树脂作为粘结剂的芯砂，采用热芯盒法和冷芯盒法制
17、芯，因不存在上述缺点很快就在汽车、拖拉机等大批量生产的工厂中获得广泛应用。上述缺点很快就在汽车、拖拉机等大批量生产的工厂中获得广泛应用。五、芯砂新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1.准备工作准备工作准备好旧砂和新砂，水，膨润土和煤粉。准备好旧砂和新砂，水，膨润土和煤粉。2.型砂的混制步骤型砂的混制步骤（1）加入旧砂和新砂后，加入总需水量的）加入旧砂和新砂后，加入总需水量的6070%。（2）混合后再加入膨润土和煤粉等粉料，然后再补加其余水分。）混合后再加入膨润土和煤粉等粉料，然后再补加其余水分。这种先湿混法可比先干混法缩短混碾时间。先加砂和水混匀，在加这种先湿混法可比先干混法缩短
18、混碾时间。先加砂和水混匀，在加粉状粘土时，因为水已分散，没有较大的水滴，加入粘土后只能形成大粉状粘土时，因为水已分散，没有较大的水滴，加入粘土后只能形成大量较小的粘土球，压开这些小粘土球是比较容易的，需要的能量也较小量较小的粘土球，压开这些小粘土球是比较容易的，需要的能量也较小。常用的混砂机是碾轮混砂机，如图。常用的混砂机是碾轮混砂机，如图7-4所示。所示。任务实务实施图图7-4碾轮混砂机碾轮混砂机新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1.准备工作准备工作准备好旧砂和新砂，水，膨润土和煤粉。准备好旧砂和新砂，水，膨润土和煤粉。2.型砂的混制步骤型砂的混制步骤（1）加入旧砂和新砂后，
19、加入总需水量的）加入旧砂和新砂后，加入总需水量的6070%。（2）混合后再加入膨润土和煤粉等粉料，然后再补加其余水分。）混合后再加入膨润土和煤粉等粉料，然后再补加其余水分。这种先湿混法可比先干混法缩短混碾时间。先加砂和水混匀，在加这种先湿混法可比先干混法缩短混碾时间。先加砂和水混匀，在加粉状粘土时，因为水已分散，没有较大的水滴，加入粘土后只能形成大粉状粘土时，因为水已分散，没有较大的水滴，加入粘土后只能形成大量较小的粘土球，压开这些小粘土球是比较容易的，需要的能量也较小量较小的粘土球，压开这些小粘土球是比较容易的，需要的能量也较小。常用的混砂机是碾轮混砂机，如图。常用的混砂机是碾轮混砂机，如图
20、7-4所示。所示。任务实务实施图图7-4碾轮混砂机碾轮混砂机新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社3.注意事项注意事项型砂的配制工艺对型砂的性能有很大的影响。浇注时型砂表面受高温铁水的作用，使型砂的性能变差，型砂的配制工艺对型砂的性能有很大的影响。浇注时型砂表面受高温铁水的作用，使型砂的性能变差，因此落砂后的旧砂一般不能直接应用于造型，需经过重新加入新材料混制后才能使用。因此落砂后的旧砂一般不能直接应用于造型，需经过重新加入新材料混制后才能使用。任务实务实施新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务二 铸铸造轴轴承座新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社学
21、习学习目标标（1）掌握手工造型的技术要领和注意事项；（2）掌握手工造型的工具和附件的使用方法，学会制作砂型和砂芯；（3）了解基本造型方法（整模造型、分开模双箱造型和假箱造型等）；（4）了解铸造中金属的熔炼、浇注等其他基本工序；新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务引入完成如图7-1所示轴承座零件的砂型铸造加工。材料为灰口铸铁，要求毛坯无明显外观缺陷，各方向有适当的加工余量。新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社任务务分析该零件外形简单，底座孔和轴承座孔的尺寸较小，不需通过铸造成形，应安排在后续机加工过程中。此零件采用整模双箱造型铸造。新世纪高职高专机电类课程规划教
22、材大连理工大学出版社1.砂箱砂箱砂箱砂箱是型砂铸造的基本工具，其作用是形成一个封闭的空间以容纳和紧实型砂。根据材是型砂铸造的基本工具，其作用是形成一个封闭的空间以容纳和紧实型砂。根据材质，砂箱分为木质砂箱和铁质砂箱两大类；根据铸件尺寸大小，砂箱的几何尺寸有多种规格质，砂箱分为木质砂箱和铁质砂箱两大类；根据铸件尺寸大小，砂箱的几何尺寸有多种规格，如图，如图7-5所示。所示。一、造型工具及辅辅具图图7-5 砂箱砂箱新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社2.手工造型常用工具手工造型常用工具图图7-6所示为常用手工造型工具。所示为常用手工造型工具。一、造型工具及辅辅具新世纪高职高专机电类课
23、程规划教材大连理工大学出版社造型是砂型铸造的重要工序，造型方法有手工造型和机器造型两类。造型是砂型铸造的重要工序，造型方法有手工造型和机器造型两类。手工造型：即紧砂与起模是由人来完成的。手工造型操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产手工造型：即紧砂与起模是由人来完成的。手工造型操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，常用于单件和小批生产。率低，常用于单件和小批生产。二、造型方法新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社手工造型常用方法：手工造型常用方法：1.整模造型整模造型 图图7-7所示为轴承座铸件整模造型，其所用模型为一个整体，分型面为平面，铸型简单，铸件不会产所示为轴承座铸件
24、整模造型，其所用模型为一个整体，分型面为平面，铸型简单，铸件不会产生错箱缺陷。生错箱缺陷。铸件最大截面在一端，且为平面铸件最大截面在一端，且为平面。整模造型因操作简便，适用于外形轮廓上有一个平面。整模造型因操作简便，适用于外形轮廓上有一个平面可作为分型面的简单铸件，如齿坯、轴承座等。可作为分型面的简单铸件，如齿坯、轴承座等。二、造型方法a）b）图图7-7 轴承座铸件整模造型轴承座铸件整模造型a)木模和底板木模和底板 b)造好的型砂造好的型砂新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社2.分模造型分模造型 图图7-8所示为分开模双箱造型图，模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内，
25、造型所示为分开模双箱造型图，模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型方便，但制作模样较麻烦。最大截面在中部，一般为对称性铸件方便，但制作模样较麻烦。最大截面在中部，一般为对称性铸件，开合上、下型时，要分别从上、下，开合上、下型时，要分别从上、下型中进行起模。型中进行起模。二、造型方法新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社3.假箱造型假箱造型图图7-9所示为假箱造型，利用特制的假箱或型板进行造型，自然形成曲面分型，可免去挖砂操作，所示为假箱造型，利用特制的假箱或型板进行造型，自然形成曲面分型，可免去挖砂操作，造型方便。造型方便。二、造型方法新世纪高职高专机电类课程规划教
26、材大连理工大学出版社4.机器造型机器造型机器造型是用模型板在造型机上进行造型的方法。造型机的主要作用是紧砂和起模。图机器造型是用模型板在造型机上进行造型的方法。造型机的主要作用是紧砂和起模。图7-10所示为所示为常用的振压式造型机。常用的振压式造型机。图图7-11所示为振压式造型机的工作过程。所示为振压式造型机的工作过程。1）用套框加高砂箱，装满型砂。）用套框加高砂箱，装满型砂。2）利用工作台的振击作用，振实型砂。）利用工作台的振击作用，振实型砂。3）除去套框，移动压板，补充压实砂箱）除去套框，移动压板，补充压实砂箱内上部的型砂。移开压板，利用顶杆起模。内上部的型砂。移开压板，利用顶杆起模。机
27、器造型的生产率很高，生产的铸件精度机器造型的生产率很高，生产的铸件精度较高，废品率较低。但是设备投资大，因此只较高，废品率较低。但是设备投资大，因此只适用于大批量生产。机器造型法只能应用模型适用于大批量生产。机器造型法只能应用模型板进行两箱造型。板进行两箱造型。二、造型方法图图7-10振压式造型机振压式造型机 图图7-11机器造型过程机器造型过程新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社5型芯制造型芯制造型芯主要用于形成铸件的内腔，有时也用于铸出铸件外部的凹档，以简化造型过程，如图型芯主要用于形成铸件的内腔，有时也用于铸出铸件外部的凹档，以简化造型过程，如图7-12所示。所示。型芯大多
28、是在芯盒内制成的，如图型芯大多是在芯盒内制成的，如图7-13所示。形状简单的小型芯可用整体芯盒制造；圆柱形型芯常用所示。形状简单的小型芯可用整体芯盒制造；圆柱形型芯常用对开芯盒制造；形状复杂和尺寸较大的型芯则常用可拆式芯盒制造。对开芯盒制造；形状复杂和尺寸较大的型芯则常用可拆式芯盒制造。二、造型方法图图7-12型芯的应用型芯的应用新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1.浇注系统浇注系统浇注系统是铸型上供液体填充型腔和冒口而开的一系列通道。浇注系统能平稳地将金属浇注系统是铸型上供液体填充型腔和冒口而开的一系列通道。浇注系统能平稳地将金属液导入铸型型腔，还可挡渣、排气及控制铸件的凝固
29、顺序。它对保证铸件质量极为重要。浇液导入铸型型腔，还可挡渣、排气及控制铸件的凝固顺序。它对保证铸件质量极为重要。浇注系统通常由浇口盆、直浇道、横浇道和内浇道组成，如图注系统通常由浇口盆、直浇道、横浇道和内浇道组成，如图7-14所示。所示。三、典型的浇浇冒系统统新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社（1）浇口盆）浇口盆浇口盆是直接承接铁水且位于直浇道顶部的扩大部分。它既可方便浇注又能减缓金属液对铸型的浇口盆是直接承接铁水且位于直浇道顶部的扩大部分。它既可方便浇注又能减缓金属液对铸型的冲击。浇口盆可单独制造或直接在铸型内制出。冲击。浇口盆可单独制造或直接在铸型内制出。三、典型的浇浇冒系
30、统统图图7-13芯盒的种类芯盒的种类 图图7-14浇注系统和冒口图浇注系统和冒口图a)整体芯盒整体芯盒b)对开芯盒对开芯盒c)可拆式芯盒可拆式芯盒新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社（2）直浇道）直浇道它是连接浇道与浇口盆的垂直通道。盛满金属液后，垂直的液柱形成充型压力，使金属液迅速自动它是连接浇道与浇口盆的垂直通道。盛满金属液后，垂直的液柱形成充型压力，使金属液迅速自动充满型腔。改变它的高度，可改变金属液的充型能力或速度。充满型腔。改变它的高度，可改变金属液的充型能力或速度。（3）横浇道）横浇道连接内浇道和直浇道的水平通道。位于内浇道的上方，主要起档渣的作用。连接内浇道和直浇道
31、的水平通道。位于内浇道的上方，主要起档渣的作用。（4）內浇道）內浇道引导金属液进入型腔的通道。內浇道的位置、方向和大小决定着金属液进入型腔的部位、流向和速引导金属液进入型腔的通道。內浇道的位置、方向和大小决定着金属液进入型腔的部位、流向和速度，从而可控制铸件的凝固顺序，它极大地影响着铸件的质量。度，从而可控制铸件的凝固顺序，它极大地影响着铸件的质量。三、典型的浇浇冒系统统新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社砂型制作是砂型铸造中第一道工序，要完成一个铸件，还要进行以下工序：砂型制作是砂型铸造中第一道工序，要完成一个铸件，还要进行以下工序：1.铸铁的熔炼铸铁的熔炼熔炼铸铁的目的是要得
32、到一定成分和温度的铁水。熔炼铸件所用设备有多种，目前，以冲天炉熔炼铸铁的目的是要得到一定成分和温度的铁水。熔炼铸件所用设备有多种，目前，以冲天炉应用最广。应用最广。（1）冲天炉的结构）冲天炉的结构冲天炉的结构如图冲天炉的结构如图7-15所示。所示。四、其它它工序新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1）炉身）炉身炉底以上至进料口的部分为炉身，它是冲天炉的主要部分。炉料从进料口加入，由鼓风机鼓入的炉底以上至进料口的部分为炉身，它是冲天炉的主要部分。炉料从进料口加入，由鼓风机鼓入的风从风带经风口吹入炉内助燃，炉身上部为预热带，下部为金属的溶化和过热区域。过热是指金属液风从风带经风口吹入
33、炉内助燃，炉身上部为预热带，下部为金属的溶化和过热区域。过热是指金属液温度进一步提高。温度进一步提高。2）前炉）前炉前炉的主要作用是储存铁水。冲天炉的大小用每小时能熔炼出的铁水吨数表示。前炉的主要作用是储存铁水。冲天炉的大小用每小时能熔炼出的铁水吨数表示。四、其它它工序新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社3）炉料）炉料金属炉料：铸造生铁是主要的金属炉料；回炉料是指废铸铁、浇冒口等；废钢、硅铁、锰铁等主金属炉料：铸造生铁是主要的金属炉料；回炉料是指废铸铁、浇冒口等；废钢、硅铁、锰铁等主要用于调整铸铁的化学成分。要用于调整铸铁的化学成分。燃料：常用的燃料是焦炭，焦炭燃烧为铸铁熔炼提供
34、热量，焦炭燃烧的情况直接影响铁水的温度燃料：常用的燃料是焦炭，焦炭燃烧为铸铁熔炼提供热量，焦炭燃烧的情况直接影响铁水的温度和成分。每批金属炉料和焦炭重量的比例称为铁焦比，铁焦比一般为和成分。每批金属炉料和焦炭重量的比例称为铁焦比，铁焦比一般为10：1。熔剂：铸铁熔炼过程中，金属炉料中的氧化物、焦炭中的灰粉等相互作用会形成熔点高、黏度大熔剂：铸铁熔炼过程中，金属炉料中的氧化物、焦炭中的灰粉等相互作用会形成熔点高、黏度大的熔渣，如不及时排除，熔渣会黏附在焦炭上，影响焦炭的燃烧。加入石灰石、氟石等熔剂后，可降的熔渣，如不及时排除，熔渣会黏附在焦炭上，影响焦炭的燃烧。加入石灰石、氟石等熔剂后，可降低熔
35、渣的熔点并使熔渣稀释，便于铁水和熔渣分离，以利出渣。低熔渣的熔点并使熔渣稀释，便于铁水和熔渣分离，以利出渣。四、其它它工序新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社（2）铸铁熔炼的基本操作）铸铁熔炼的基本操作1）修炉、烘干。）修炉、烘干。2）点火。向炉内加入木柴，打开风口盖，点火，让其自然烧旺。）点火。向炉内加入木柴，打开风口盖，点火，让其自然烧旺。3）加底焦。木柴燃烧很旺时，从进料口加入焦炭，这批焦炭称为底焦。底焦的高度对熔化速度和）加底焦。木柴燃烧很旺时，从进料口加入焦炭，这批焦炭称为底焦。底焦的高度对熔化速度和铁水温度有很大的影响，底焦分铁水温度有很大的影响，底焦分23次加入，并
36、要鼓风，使底焦烧旺。次加入，并要鼓风，使底焦烧旺。4）加料。底焦烧旺后停止鼓风，进行加料，每批炉料应按熔剂、金属炉料和焦炭（这时加入的焦）加料。底焦烧旺后停止鼓风，进行加料，每批炉料应按熔剂、金属炉料和焦炭（这时加入的焦炭称为层焦）的次序加入，一直加到进料口为止。炭称为层焦）的次序加入，一直加到进料口为止。5）熔化和出炉。炉料装完后，预热一定时间，然后鼓风）熔化和出炉。炉料装完后，预热一定时间，然后鼓风10min左右，金属炉料开始熔化，同时形左右，金属炉料开始熔化，同时形成熔渣，铁水和熔渣经炉缸和过桥流入前炉储存。成熔渣，铁水和熔渣经炉缸和过桥流入前炉储存。6）停炉。当估计炉内铁水够用时，停止
37、加料和鼓风。出完铁水后打开炉底门，使残余炉料落下，）停炉。当估计炉内铁水够用时，停止加料和鼓风。出完铁水后打开炉底门，使残余炉料落下，然后喷水熄灭余火。然后喷水熄灭余火。四、其它它工序新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社2.浇注浇注把熔炼好的金属液从浇包中注入铸型的操作称为浇注。浇注前要将铸型紧固，浇注的速度和温度把熔炼好的金属液从浇包中注入铸型的操作称为浇注。浇注前要将铸型紧固，浇注的速度和温度要严格控制，保证铸件质量。要严格控制，保证铸件质量。3.落砂和清理落砂和清理从砂型中取出铸件称为落砂。落砂应在铸件充分冷却后进行。从砂型中取出铸件称为落砂。落砂应在铸件充分冷却后进行。落
38、砂后，从铸件上清理浇冒口、芯砂和表面粘砂的操作称为清理。落砂后，从铸件上清理浇冒口、芯砂和表面粘砂的操作称为清理。4.热处理热处理经清理和检验后，合格的铸件要装入退火炉中进行人工时效处理，以消除应力，减少变形和防止经清理和检验后，合格的铸件要装入退火炉中进行人工时效处理，以消除应力，减少变形和防止开裂。开裂。四、其它它工序新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社特种铸造是指与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。每种特种铸造方法均有其优越之处和特种铸造是指与普通砂型铸造有显著区别的一些铸造方法。每种特种铸造方法均有其优越之处和适用的场合。近些年来，特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位
39、和作用也日益提高。适用的场合。近些年来，特种铸造在我国得到了飞速发展，其地位和作用也日益提高。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社1.熔模铸造熔模铸造 熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化之后，再将模型熔化、排出型外，从而耐火材料，经硬化之后，再将模型熔化、排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于熔模广泛采用蜡质材料来制造获得无分型面的铸型。由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又常把它称为，故又常把它称为“失蜡铸造失蜡铸造”。由于获得的铸件具有较。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称高
40、的尺寸精度和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造熔模精密铸造”。熔模铸造工艺过程见图熔模铸造工艺过程见图7-16 五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社熔模铸造的特点和应用范围如下：熔模铸造的特点和应用范围如下：1）铸件尺寸精度高（）铸件尺寸精度高（IT11IT14），表面粗糙度值低（），表面粗糙度值低（Ra 3.225）。减少切削加工量，甚至无须切削）。减少切削加工量，甚至无须切削加工（例如涡轮发动机的叶片）；加工（例如涡轮发动机的叶片）；2）可以铸造薄壁件及重量很小的铸件；）可以铸造薄壁件及重量很小的铸件；3）擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复
41、杂、不便分型的零件。如带有精细）擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件；的图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件；4）可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复杂铸件的生产。）可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金的小型复杂铸件的生产。熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件。目前，主要用于汽熔模铸造适用于制造形状复杂，难以加工的高熔点合金及有特殊要求的精密铸件。目前，主要用于汽轮机、燃汽轮机叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件的生产。
42、轮机、燃汽轮机叶片、切削刀具、仪表元件、汽车、拖拉机及机床等零件的生产。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社2.金属型铸造金属型铸造 把液体金属浇入用金属制成的铸型内而获得铸件的方法，称为金属型铸造。一般金属型用铸铁或耐热把液体金属浇入用金属制成的铸型内而获得铸件的方法，称为金属型铸造。一般金属型用铸铁或耐热钢制造，由于金属铸型可重复使用多次，故又称为永久型。钢制造，由于金属铸型可重复使用多次，故又称为永久型。按照分型面的位置，金属型分为整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。图按照分型面的位置，金属型分为整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。图7-17
43、a）为水平分）为水平分型式结构简图，型式结构简图，b）为垂直分型式结构简图，其中垂直分型式便于布置浇注系统，铸型开合方便，容易实现）为垂直分型式结构简图，其中垂直分型式便于布置浇注系统，铸型开合方便，容易实现机械化，因此应用较广。机械化，因此应用较广。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社金属型导热快，无退让性和透气性，铸件容易产生浇不足、冷隔、裂纹、气孔等缺陷。此外，在高温金属型导热快，无退让性和透气性，铸件容易产生浇不足、冷隔、裂纹、气孔等缺陷。此外，在高温金属液的冲刷下型腔易损坏。为此，需要采取如下工艺措施：浇注前预热，浇注过程中适当冷却，使金属型金属液的冲刷
44、下型腔易损坏。为此，需要采取如下工艺措施：浇注前预热，浇注过程中适当冷却，使金属型在一定温度范围内工作；型腔内刷耐火涂料，以起到保护铸型，调节铸件冷却速度，改善铸件表面质量的作在一定温度范围内工作；型腔内刷耐火涂料，以起到保护铸型，调节铸件冷却速度，改善铸件表面质量的作用；在分型面上做出通气槽、出气孔等；掌握好开型的时间，以利于取件和防止铸件产生白口。用；在分型面上做出通气槽、出气孔等；掌握好开型的时间，以利于取件和防止铸件产生白口。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社金属型铸造的特点和应用范围：金属型铸造的特点和应用范围：（1）铸件冷却速度快，组织致密，力学性能
45、好。）铸件冷却速度快，组织致密，力学性能好。（2）铸件精度和表面质量较高。）铸件精度和表面质量较高。（3）实现了）实现了“一型多铸一型多铸”，工序简单，生产率高，劳动条件好。，工序简单，生产率高，劳动条件好。（4）金属型成本高，制造周期长，铸造工艺规程要求严格。）金属型成本高，制造周期长，铸造工艺规程要求严格。金属型铸造主要适用于大批量生产形状简单的有色金属铸件，如铝活塞、气缸、缸盖、泵体、轴瓦、金属型铸造主要适用于大批量生产形状简单的有色金属铸件，如铝活塞、气缸、缸盖、泵体、轴瓦、轴套等。轴套等。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社3.压力铸造压力铸造 将熔融金
46、属在高压下快速压入压型，并在压将熔融金属在高压下快速压入压型，并在压力下凝固，而获得铸件的方法称为压力铸造，简力下凝固，而获得铸件的方法称为压力铸造，简称压铸。称压铸。压铸是通过压铸机完成的，图压铸是通过压铸机完成的，图7-18为立式压为立式压铸机工作过程示意图。合型后把金属液浇人压室铸机工作过程示意图。合型后把金属液浇人压室（图（图a），压射活塞向下推进，将液态金属压人），压射活塞向下推进，将液态金属压人型腔（图型腔（图b），保压冷凝后，压射活塞退回，下），保压冷凝后，压射活塞退回，下活塞上移顶出余料，动型移开，利用顶杆顶出铸活塞上移顶出余料，动型移开，利用顶杆顶出铸件（图件（图c）。）。五
47、、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社压力铸造的特点和应用范围压力铸造的特点和应用范围（1）压铸件尺寸精度高，表面质量好，一般不需机加工即可直接使用。）压铸件尺寸精度高，表面质量好，一般不需机加工即可直接使用。（2）压力铸造在快速、高压下成型，可压铸出形状复杂、轮廓清晰的薄壁精密铸件，铝合金铸件最）压力铸造在快速、高压下成型，可压铸出形状复杂、轮廓清晰的薄壁精密铸件，铝合金铸件最小壁厚可达小壁厚可达0.5mm，最小孔径，最小孔径0.7mm。（3）铸件组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高）铸件组织致密，力学性能好，其强度比砂型铸件提高25%40%。（4）生产率高，
48、劳动条件好。）生产率高，劳动条件好。（5）设备投资大，铸型制造费用高，周期长。）设备投资大，铸型制造费用高，周期长。压力铸造主要用于大批量生产低熔点合金的中小型铸件，如铝、锌、铜等合金铸件，在汽车、拖拉机压力铸造主要用于大批量生产低熔点合金的中小型铸件，如铝、锌、铜等合金铸件，在汽车、拖拉机，航空、仪表、电器等部门获得广泛应用。，航空、仪表、电器等部门获得广泛应用。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社4离心铸造离心铸造离心铸造是将液体金属浇人高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下凝固成形的铸造方法。离心铸造是将液体金属浇人高速旋转的铸型中，使其在离心力作用下凝固成形
49、的铸造方法。根据铸型旋转轴空间位置不同，离心铸造机可分为立式和卧式两大类（图根据铸型旋转轴空间位置不同，离心铸造机可分为立式和卧式两大类（图7-19）。立式离心铸造机的）。立式离心铸造机的铸型绕垂直轴旋转（图铸型绕垂直轴旋转（图a），由于离心力和液态金属本身重力的共同作用，使铸件的内表面为一回转抛物面），由于离心力和液态金属本身重力的共同作用，使铸件的内表面为一回转抛物面，造成铸件上薄下厚，而且铸件越高，壁厚差越大。因此，它主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件。，造成铸件上薄下厚，而且铸件越高，壁厚差越大。因此，它主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件。卧式离心铸造机的铸型绕水平轴旋转（图卧式离
50、心铸造机的铸型绕水平轴旋转（图b)，由于铸件各部分冷却条件相近，故铸件壁厚均匀。适于生产，由于铸件各部分冷却条件相近，故铸件壁厚均匀。适于生产长度较大的管、套类铸件。长度较大的管、套类铸件。五、特种铸种铸造新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社离心铸造的特点和应用范围如下：离心铸造的特点和应用范围如下：（1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。（2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系统，简化了工艺，节约了金属。）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系统，简化
