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成形工艺基础-砂型铸造

时间 2020-10-06 01:40

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  掌握砂型铸造是合理选用铸造方法,正确设 计铸件的基础和关键,金工课的核心内容。 铸造工艺图—在零件图上用各种工艺符号及 参数表示出铸造工艺方案的图形。 其中有:浇注位置、铸型分型面、芯(非 “蕊”也)子的数量、形状、尺寸及固定方法、 加工余量、浇注系统、起模斜度、冒口和冷铁的 尺寸和布置等。 成形工艺基础-铸3 1 成形工艺基础-铸3 2 型(芯)砂按粘结剂的种类可分为: 1.粘土砂 粘土砂是以粘土为粘结剂配制成的型砂。 由原砂(应用最广的是硅砂,主 成分SiO2 ) 、 粘土、水及附加物按一定比例配制而成。 粘土砂是迄今为止铸造生产中应用最广泛的 型砂。可用于制造铸铁件、铸钢件及非铁合金的 铸型和不重要的型芯。 粘土砂结构见示意图。 成形工艺基础-铸3 3 2.水玻璃砂 水玻璃砂是以水玻璃(硅酸钠Na2O· mSiO2的 水溶液)为粘结剂配制成的化学硬化砂。 它是除粘土砂外用得最广泛的一种型砂。 水玻璃砂铸型或芯无需烘干、硬化速度快、 生产周期短、易于机械化、劳动条件改善。 3.油砂和合脂砂 油砂是以桐油、亚麻仁油等植物油为粘结剂 配制成的型砂。 成形工艺基础-铸3 4 合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油稀释而成的 合脂作粘结剂。 油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯 4.树脂砂 树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。 用树脂砂造型或制芯,铸件质量好、生产率 高、节省能源和工时费用、工人劳动强度低、 成形工艺基础-铸3 5 又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。 易于实现机械和自动化、适宜成批大量生产。 型砂还包括石墨型砂、水泥砂和流态砂等. 二、 型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和 裂纹等缺陷 ,型砂应具备下列性能。 1.型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 2.透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。 成形工艺基础-铸3 6 若透气性不好,易在铸件内部形成气孔等缺陷。 3.型砂耐火性 型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。耐 火性差,铸件易产生粘砂。 4.退让性 退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。 退让性不好,铸件易产生内应力或开裂。 还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等. 成形工艺基础-铸3 7 三、手工造型 1.砂箱及造型工具 如图所示。 2.常见手工造型方法 1)整模造型 特点是:模样是整体的,铸型的型腔一般 只在下箱。 整模造型因操作简便,无砂箱错位现象,适 用于外形轮廓上有一个平面可作分型面的简单铸 件,如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩等。 成形工艺基础-铸3 8 2)分模造型 因而木模沿最大截面分成两半。 操作简便,适用于形状较复杂的铸件,特别 阀体、箱体、曲轴、立柱等。 特点是:铸件的最大截面不在端部而在中部, 广泛用于有孔或带有型芯的铸件,如套筒、水管、 后图为水管铸件的分模造型过程。 3)挖砂造型 成形工艺基础-铸3 9 当铸件最大截面在中部,模样又不便分成 两半(如分模后模样太薄或分面是曲面 )时,只能 将模样做成整模,造型时挖掉防碍起模的砂子。 挖砂造型操作麻烦,生产率低,要求操作 技术水平高,仅适用于单件小批量生产。 对于分型面为阶梯面或曲面的铸件,当生产 数量较多时,可用成形底板代替平面底板,并将 模样放置在成形底板上造型,可省去挖砂操作。 成形工艺基础-铸3 10 成形底板可根据生产数量的不同,分别用 金属、木材制作;如果件数不多,可用粘土较多 的型砂春紧制成砂质成形底板,称为假箱。 4)活块造型 将模样上妨碍起模的部分,如凸台、肋、耳 等,做成活动的,6up称为活块。 活块用销式燕尾与模样的主体连接,在起模 时须先取出模样主体,然后取出活块。 成形工艺基础-铸3 11 5)刮板造型 用与铸件截面相适应的刮板代替实体模样 造型的方法。 刮板造型,可以降低模样成本,缩短生产 准备时间,但要求操作技能高,铸件尺寸精度低, 生产率低,故只适用于中小批生产尺寸较大的回 转体铸件,如皮带轮、齿轮等。 下面请同学们,根据前面的讨论,试分析下 面的图例,应该用何种方法造型。 成形工艺基础-铸3 12 1.单件、小批生产 图示件属大尺寸、回转体,可采用刮板-地 坑造型。 2.成批生产 当批量 大,但又无机械化生产条件时,可 采用模样两箱造型。 四、机器造型(造芯) 手工造型中的摏箱、起模两工序不仅效率低, 劳动条件差,而且铸件尺寸不准确等不足。 成形工艺基础-铸3 13 机器造型能较好的改变上述缺点。 用机器代替手工进行造型(芯),称机器造型(芯). 造型过程包括:填砂、紧实、起模、下芯、 合箱以及铸型、砂箱的运输等工艺环节。 大部分造型机主要是实现型砂的紧实和起模 工序的机械化,至于合箱、铸型和砂箱的运输则 由辅助机械来完成。 不同的紧砂方法和起模方式的组合,组成了 不同的造型机。 成形工艺基础-铸3 14 造型机的种类很多,按紧砂方法不同可分: 震压式造型机; 震实式造型机; 压实式造型机; 射压式造型机; 及气冲式造型机等。 1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、压实机构、起 模机构和控制系统组成。 成形工艺基础-铸3 15 多通过震击和压实紧实型砂,绝大部分都 是边震边压。 震击压实都采用气动,为高频率低振幅的微 振形式,铸型硬度均匀. 为减轻振动,设有缓冲机构,缓冲机构有气 垫式和弹簧式两种。 所有机器都带有起模结构,起模比较平稳。 这种造型机的特点是:机构简单、操作方便、投 资较小,适用于各种材质小件的造型。 成形工艺基础-铸3 16 气动微振压实造型机,它采用振击(频率 150~500次/分,振幅25~80mm)-压实-微振(频 率700~1000次/分,振幅5~10mm)来紧实造型。 这种造型机噪音较小,型砂紧实度均匀,生产率高. 2.射压式造型机 射压式造型机有两种机型,一种是垂直分型 无箱造型机,另一种是水平分型脱箱造型机。 成形工艺基础-铸3 17 其共同的特点是:不用砂箱,节省工装费用, 占地面积较小。 垂直分型无箱造型是指在造型、下芯、合型 及浇注过程中,铸型的分型面呈垂直状态(垂直 于地面)的无箱射压造型法。 3.其他机器造型 压实造型机中有高压造型机和水平分型脱 箱压实造型机两种。 1)高压造型机 近年来正向负压加砂高压 成形工艺基础-铸3 18 造型机发展,它的最大特点是:在负压状态下完 成加砂和压实,所以,加砂均匀,并有一定的预 紧实作用再加上压实作用,铸型强度高且均匀。 2)多触头高压造型 机 由许多可单独动作的触头组成,可分为主动 伸缩的主动式触头和浮动式触头。如图示。 4.抛砂造型 5.射芯机 (1)基本形式模板两箱 (2)运用环芯顶替三箱 6.机器造型的工艺特点 成形工艺基础-铸3 19 成形工艺基础-铸3 20 一、浇注位置选择原则 1.重要的加工面应朝下, 避免砂眼气孔和夹渣。 2.平板圆盘大面应朝下, 减少辐射防开裂夹渣。 3.薄壁大面朝下或垂直, 防止产生浇不足冷隔。 4.厚大部分在上或侧面; 考虑安放冒口利补缩。 成形工艺基础-铸3 21 成形工艺基础-铸3 22 成形工艺基础-铸3 23 2.最小铸孔 灰铁件,单件生产30~50mm时不铸出。但 不要求加工的孔、槽,无论大小均应铸出。 二、起模斜度 注意:起模斜度与结构斜度的区分! 起模斜度:为便于取模,在平行于起模方向 的模样(零件加工表面)表面上所增加的斜度。 结构斜度:为便于取模,在 零件不加工表面 表面上所增加的斜度。 成形工艺基础-铸3 24 起模斜度与结构斜度的异同 项目 表达者 表达处 承载处 铸造后 作用 成形工艺基础-铸3 起模斜度 工艺师 铸造工艺图 平行于起模方向的 零件加工表面 经切削而去除 便于起模 结构斜度 设计师 零件设计图 平行于起模方向的零 件不加工表面 成为零件的结构部分 便于起模 25 三、收缩率 模样尺寸比铸件放大一个该合金的收缩量。 如:灰铁0.7~1%。铸钢为1.3~2% 四、型芯设计 型芯设计内容很多,如:型芯数量、形状、型 芯头结构、下芯顺序及芯骨与通气等。 其中,型芯头是芯子的重要组成部分,起定 位和支撑型芯、排除芯子内气体的作用。 而型芯头泛指:支撑芯子的芯子头和铸型的 型芯座。 成形工艺基础-铸3 26 成形工艺基础-铸3 27 方案Ⅲ的铸造工艺图 成形工艺基础-铸3 28 成形工艺基础-铸3 29 成形工艺基础-铸3 30 成形工艺基础-铸3 31 成形工艺基础-铸3 32 成形工艺基础-铸3 33 成形工艺基础-铸3 34 将妨碍起模的型砂挖掉,适用形状复杂的铸件单 件小批生产。 活块造型:铸件侧面有局部凸起,妨碍起 模,可将凸台做成活块。适用侧面有凸台、肋条 的结构。 三箱造型:铸件中间小,两端大。须两个分 型面。 成形工艺基础-铸3 35 成形工艺基础-铸3 36 刮砂板 砂箱 底板 砂舂 通气针 起模针 皮老虎 镘刀 成形工艺基础-铸3 镘勺 提勾 37 成形工艺基础-铸3 38 成形工艺基础-铸3 39 成形工艺基础-铸3 40 成形工艺基础-铸3 41 成形工艺基础-铸3 42 成形工艺基础-铸3 43 成形工艺基础-铸3 44 成形工艺基础-铸3 45 成形工艺基础-铸3 46 成形工艺基础-铸3 47 成形工艺基础-铸3 48 成形工艺基础-铸3 49 成形工艺基础-铸3 50 成形工艺基础-铸3 51 成形工艺基础-铸3 52 成形工艺基础-铸3 53 成形工艺基础-铸3 54 成形工艺基础-铸3 55 成形工艺基础-铸3 56 成形工艺基础-铸3 57 成形工艺基础-铸3 58 成形工艺基础-铸3 59 成形工艺基础-铸3 60 成形工艺基础-铸3 61 成形工艺基础-铸3 62 成形工艺基础-铸3 63 成形工艺基础-铸3 64 成形工艺基础-铸3 65 成形工艺基础-铸3 66 成形工艺基础-铸3 67 成形工艺基础-铸3 68 成形工艺基础-铸3 69 成形工艺基础-铸3 70

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