飞机制造基础第三章 铸造
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(完整版)飞机制造工艺基础3
构。
一.整体壁板毛坯 主要为铝合金，另有钛合金、镁合金。整体壁板毛坯的主要制造方法： 热摸锻、挤压、自由锻板坯、热轧平板毛坯和特种铸造。
1.大吨位液压机和锻模生产壁板毛坯 优点：生产率高、锻件纤维组织连续，晶粒致密，强度高，可制造复杂 形状筋肋和对接接头。
热模锻毛坯接近于成品尺寸，厚度和桁 条间距误差小于0.6mm，锻造斜度小锻需要吨位极大的机床，铝合金壁 板每平方米投影面积约需3万吨压力， 精锻时要5～6万吨。且锻模制造困难、 周期长、劳动量大。如某飞机整体壁板 的锻模重量达50～60吨。 这些问题限制了热模锻方法的广泛应用。
Most authors used in their experimental study on incremental forming regular 3 axis milling machine. Figure 7 presents the incremental forming process.
characteristics of the incremental forming process are pointed out:
- the sheet is formed according to a given locus - the deformation of the sheet is point-by-point - the deformation of every step is small.
Figure 8 The control system of Dieless NC Forming machine.
Figure 9 Equipment for Dieless NC Forming process
The blank sheet is attached to a blank holder. The blank holder moves in vertical direction according to descending of Ztool and along X- and Y-planes.
一.整体壁板毛坯 主要为铝合金，另有钛合金、镁合金。整体壁板毛坯的主要制造方法： 热摸锻、挤压、自由锻板坯、热轧平板毛坯和特种铸造。
1.大吨位液压机和锻模生产壁板毛坯 优点：生产率高、锻件纤维组织连续，晶粒致密，强度高，可制造复杂 形状筋肋和对接接头。
热模锻毛坯接近于成品尺寸，厚度和桁 条间距误差小于0.6mm，锻造斜度小锻需要吨位极大的机床，铝合金壁 板每平方米投影面积约需3万吨压力， 精锻时要5～6万吨。且锻模制造困难、 周期长、劳动量大。如某飞机整体壁板 的锻模重量达50～60吨。 这些问题限制了热模锻方法的广泛应用。
Most authors used in their experimental study on incremental forming regular 3 axis milling machine. Figure 7 presents the incremental forming process.
characteristics of the incremental forming process are pointed out:
- the sheet is formed according to a given locus - the deformation of the sheet is point-by-point - the deformation of every step is small.
Figure 8 The control system of Dieless NC Forming machine.
Figure 9 Equipment for Dieless NC Forming process
The blank sheet is attached to a blank holder. The blank holder moves in vertical direction according to descending of Ztool and along X- and Y-planes.
飞机制造技术基础
第二节：数字化制造工艺
传统飞机结构研制过程（模拟量传递）：样件，模具 数字量传递飞机结构研制过程：三维数模 钣金件数字化制造过程：以橡皮囊液压成形为例 弯边角度线定义方法：弯边角度线 工艺耳片：1、钣金件在成形过程中定位；
2、钣金件在切边过程中定位； 3、钣金件在装配过程中定位 工艺耳片的表示方法：1、用点和轴线（法矢）表示；
2，用点、轴线（法矢） 、孔轮廓和耳片轮廓表示； 3、用实体和轴线表示
航空产品数控加工的特点：（1）产品类型复杂，具有小批量、多样化特点 （2）结构趋于复杂化和整体化，工艺难度大，过程复杂； （3）薄壁化、大型化特点突出，变形控制极为关键； （4）材料去除量大，切削加工效率问题突出 （5）质量控制要求高 （6）产品材料多样 （7）大型结构件毛料价值高，质量风险大
2、降低造型材料的发气量；严格控制铸型中的水分，清除冷铁、型芯撑表面的锈蚀、油污， 并保持干燥等。
3、增加铸型的排气能力；控制型砂的干湿程度和紧实度，降低浇注速度等。
第二节 铸造的类型和概念 离心铸造，陶瓷模铸造，压铸，熔模铸造： 熔模铸造的特性：
尺寸精度高；表面粗糙度小；可浇 注形状复杂的薄壁铸件，铸型预热后浇注冷却速度 慢 ，铸件的力学性能较低。最适于铸造几克到十几千克；型壳用耐高温材料制成，故能适用于 各种铸造合金，特别是形状复杂的高熔点合金和难机械加工合金。熔模铸造的铸型属一次性铸 型。 失模铸造 近净成型铸造是指把金属铸造成非常接近最终成形件的形状，铸造出的工件只需少量的机加工， 由此它被称作近净成型 硬模铸造，石膏模铸造，壳型铸造，砂模铸造
第五节 铸造在航空航天中的应用
铸造在航空航天工业中的应用特点 1、铸造材料以轻质铝合金、高温钛合金等为主。钛合金精密铸造方向上，以熔模精密铸造和石 墨型铸造为主。 2、铸造成形采用当前最先进的技术完成精密铸造 3、铸造基本属于近净成型铸造
传统飞机结构研制过程（模拟量传递）：样件，模具 数字量传递飞机结构研制过程：三维数模 钣金件数字化制造过程：以橡皮囊液压成形为例 弯边角度线定义方法：弯边角度线 工艺耳片：1、钣金件在成形过程中定位；
2、钣金件在切边过程中定位； 3、钣金件在装配过程中定位 工艺耳片的表示方法：1、用点和轴线（法矢）表示；
2，用点、轴线（法矢） 、孔轮廓和耳片轮廓表示； 3、用实体和轴线表示
航空产品数控加工的特点：（1）产品类型复杂，具有小批量、多样化特点 （2）结构趋于复杂化和整体化，工艺难度大，过程复杂； （3）薄壁化、大型化特点突出，变形控制极为关键； （4）材料去除量大，切削加工效率问题突出 （5）质量控制要求高 （6）产品材料多样 （7）大型结构件毛料价值高，质量风险大
2、降低造型材料的发气量；严格控制铸型中的水分，清除冷铁、型芯撑表面的锈蚀、油污， 并保持干燥等。
3、增加铸型的排气能力；控制型砂的干湿程度和紧实度，降低浇注速度等。
第二节 铸造的类型和概念 离心铸造，陶瓷模铸造，压铸，熔模铸造： 熔模铸造的特性：
尺寸精度高；表面粗糙度小；可浇 注形状复杂的薄壁铸件，铸型预热后浇注冷却速度 慢 ，铸件的力学性能较低。最适于铸造几克到十几千克；型壳用耐高温材料制成，故能适用于 各种铸造合金，特别是形状复杂的高熔点合金和难机械加工合金。熔模铸造的铸型属一次性铸 型。 失模铸造 近净成型铸造是指把金属铸造成非常接近最终成形件的形状，铸造出的工件只需少量的机加工， 由此它被称作近净成型 硬模铸造，石膏模铸造，壳型铸造，砂模铸造
第五节 铸造在航空航天中的应用
铸造在航空航天工业中的应用特点 1、铸造材料以轻质铝合金、高温钛合金等为主。钛合金精密铸造方向上，以熔模精密铸造和石 墨型铸造为主。 2、铸造成形采用当前最先进的技术完成精密铸造 3、铸造基本属于近净成型铸造
镁铝镁合金铸造
镁铝镁合金铸造镁铝镁合金铸造是一种常见的金属铸造工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
本文将详细介绍镁铝镁合金铸造的工艺流程、特点以及应用。
一、镁铝镁合金铸造的工艺流程镁铝镁合金铸造的工艺流程主要包括原料准备、合金熔炼、铸型制备、铸造和后处理等步骤。
1. 原料准备：根据合金配方，准备好所需的镁和铝原料。
2. 合金熔炼：将镁和铝按照一定比例放入熔炼炉中，加热至合金熔点，搅拌均匀，使其成为液态合金。
3. 铸型制备：根据产品的形状和尺寸要求，选择合适的铸型材料，制作出铸型。
4. 铸造：将熔融的镁铝合金倒入铸型中，待冷却凝固后，取出铸件。
5. 后处理：对铸件进行除砂、修整、去毛刺等工序，以提高表面质量和尺寸精度。
1. 优异的物理性能：镁铝镁合金具有优异的强度、硬度和耐热性能，能够满足高强度、高温环境下的使用要求。
2. 良好的耐腐蚀性：镁铝镁合金具有良好的耐腐蚀性，能够在恶劣的环境中长期使用而不受到严重腐蚀。
3. 轻质高强度：相比于传统的铝合金，镁铝镁合金具有更轻的重量和更高的强度，可以减轻产品的重量，并提高整体性能。
4. 易于加工成型：镁铝镁合金具有良好的流动性和可锻性，可以通过铸造、压铸、挤压等加工工艺制造出复杂形状的零部件。
三、镁铝镁合金铸造的应用1. 航空航天领域：镁铝镁合金具有轻质高强度的特点，被广泛应用于航空航天领域的飞机、导弹等部件制造。
2. 汽车制造：镁铝镁合金具有良好的耐腐蚀性和高强度，可以用于汽车零部件的制造，如发动机、车身等。
3. 机械制造：镁铝镁合金的轻质高强度特点使其成为机械制造中的理想材料，可以用于制造各种机械零部件。
4. 电子领域：镁铝镁合金具有良好的导电性能和耐腐蚀性，被广泛应用于电子设备的制造。
总结：镁铝镁合金铸造是一种重要的金属铸造工艺，具有优异的物理性能、良好的耐腐蚀性、轻质高强度等特点。
它在航空航天、汽车制造、机械制造和电子领域等方面都有广泛的应用。
随着科技的进步和工艺的不断改进，镁铝镁合金铸造将在更多领域发挥重要作用，为各行各业的发展做出贡献。
铸造生产的工艺过程,特点和应用范围
铸造生产的工艺过程,特点和应用范围
嘿，咱今儿个就来聊聊铸造生产这档子事儿！铸造啊，就好比是一位神奇的魔法师，能把各种材料变成形状各异、功能不同的宝贝。
你想想看，那些我们生活中常见的金属制品，像什么锅碗瓢盆啦，汽车零件啦，好多都是通过铸造生产出来的呢！铸造的工艺过程那可是相当有趣。
首先得有个模子，就像我们小时候玩的橡皮泥模具一样，不过这个模子可要精致得多啦。
然后把熔化的金属液体倒进模子里，等它冷却凝固，嘿，一个新的物件就诞生啦！这是不是很神奇呀？
铸造生产的特点那也是相当突出呢！它可以制造出形状超级复杂的东西，这要是用别的方法，那可就难喽！而且呀，铸造可以批量生产，一次就能做出好多一模一样的东西，效率可高啦！再者说，铸造对于材料的适应性也很强，不管是铁呀、铝呀、铜呀，都能给你搞定。
那铸造的应用范围可就广啦！大到飞机轮船，小到一颗螺丝钉，都有铸造的功劳呢。
就拿汽车来说吧，发动机里的好多零件可都是铸造出来的哟。
还有那些大型的机械装备，要是没有铸造，那可怎么制造出来呀？铸造就像是建筑的基石，默默地支撑着我们现代生活的方方面面。
你说，要是没有铸造，我们的生活得变成啥样呀？估计好多东西都得变得奇形怪状，或者根本就不存在啦！铸造让我们的生活变得丰富多彩，让那些看似不可能的形状和物品成为了现实。
所以呀，可别小看了铸造生产，它虽然不那么起眼，但却是工业生产中不可或缺的一部分呢！它就像一个幕后英雄，默默地为我们的生活贡献着力量。
下次当你看到一个精美的金属制品时，不妨想想它是怎么通过铸造生产出来的，是不是感觉很有意思呢？铸造生产，真的是一门神奇又实用的工艺呀！。
铸造工艺学
设计铸造模具：根据铸造工艺方案和铸 件要求，设计合适的铸造模具，包括模 具结构、模具材料、模具制造工艺等。
设计铸造工艺流程：包括熔炼、浇注、冷 却、脱模等环节，以保证铸件的质量和生 产效率。
铸造工艺参数选择
浇注温度： 根据合金种 类和铸件大 小选择合适 的浇注温度
浇注速度： 根据铸件大 小和壁厚选 择合适的浇
航空航天：飞机发动机、火箭发动机 等零部件的制造
机械制造：各种机械设备的制造，如 机床、模具等
船舶行业：船舶发动机、螺旋桨等零部 件的制造
电子行业：电子元器件、集成电路等 电子产品的制造
3
铸造材料
铸造用原材料
铸铁：含碳量在 2%-4.3%之间的 铁碳合金，常用 于制造机器零件、 汽车零件等
铸钢：含碳量在 0.2%-2%之间的铁 碳合金，常用于制 造高强度、耐磨损 的零件
铸造合金材料
铸造合金的分类：铁基合金、 铝基合金、铜基合金等
铸造合金的性能：强度、硬度、 韧性、耐腐蚀性等
铸造合金的应用：汽车、船舶、 飞机、火箭等
铸造合金的发展趋势：轻量化、 高强度、耐高温、耐腐蚀等
耐火材料：用于铸造过程中的耐 高温、耐腐蚀材料
铸造用辅助材料
铸造砂：用于制造砂型和芯盒， 提供铸件形状和尺寸
感谢观看
汇报人：
浇铸设备 的设计： 包括浇铸 机、浇铸 模具等
造型设备 的设计： 包括砂箱、 砂芯盒等
制芯设备 的设计： 包括制芯 机、制芯 模具等
铸造工艺 装备的选 择：根据 铸造工艺 要求和生 产效率进 行选择
铸造工艺 装备的维 护和保养： 定期检查、 维修和更 换磨损部 件，确保 设备正常 运行。
5
铸造生产工艺
注速度
第3章 飞机结构件制造工艺
精品课件
3.1 概述
飞机整体结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的重要组 成部分，它们品种繁多、形状复杂、材料各异。为了减轻 重量，进行等强度设计，往往在结构件上形成各种复杂型 腔。与一般机械零件相比，加工难度大，制造水平要求高。 例如壁板、梁、框、座舱盖骨架等结构件由构成飞机气动 外形的流线型曲面、各种异形切面、结合槽口、交点孔组 合成复杂的实体。 结构件加工不但形位精度要求高，而且有严格的重量控制 和使用寿命要求。由于现代飞机性能的不断提高，整体结 构件成为广泛采用的主要承力构件。
精品课件
3.3.3整体壁板的切削加工
毛坯
成型 热处理
残余应力
数控加工
加工变形
残余应力释放
变形
预拉伸板 粗加工 热处理 精加工 矫形（压力机、高温蠕变）
精品课件
3.3.4 整体壁板的化学铣切
化学铣切俗称化学腐蚀加工，即将金属坯料浸没在化学腐 蚀溶液中，利用溶液的腐蚀作用去除表面金属的工艺方法， 化学铣切没有刀痕，也没有切屑，已经成为现代航空航天 工业中广泛应用的一种特种加工工艺。
六坐标卧式数控铣镗床五坐标数控龙门铣五坐标数控高速壁板铣数控激光样板切割机数控加工设备的控制方式伺服系统的驱动方式开环控制方式闭环控制方式数控加工设备的控制方式机械系统的控制方式点位控制轮廓控制同时控制xxyy两个坐标的轮廓控制同时控制yyzz两个坐标的轮廓控制两轴联动动三轴联动四轴联动五轴联动333整体壁板的切削加工3工装选择最适合装夹整体壁板的夹具是真空平台或真空夹具
精品课件
3.3.3整体壁板的切削加工
为了更合理地采用数控加工，在选择数控方法来加工零件 时应考虑以下的一些因素：
零件几何形状的复杂程度如何？是否便于用数学方法 定义其表面？
3.1 概述
飞机整体结构件是构成飞机机体骨架和气动外形的重要组 成部分，它们品种繁多、形状复杂、材料各异。为了减轻 重量，进行等强度设计，往往在结构件上形成各种复杂型 腔。与一般机械零件相比，加工难度大，制造水平要求高。 例如壁板、梁、框、座舱盖骨架等结构件由构成飞机气动 外形的流线型曲面、各种异形切面、结合槽口、交点孔组 合成复杂的实体。 结构件加工不但形位精度要求高，而且有严格的重量控制 和使用寿命要求。由于现代飞机性能的不断提高，整体结 构件成为广泛采用的主要承力构件。
精品课件
3.3.3整体壁板的切削加工
毛坯
成型 热处理
残余应力
数控加工
加工变形
残余应力释放
变形
预拉伸板 粗加工 热处理 精加工 矫形（压力机、高温蠕变）
精品课件
3.3.4 整体壁板的化学铣切
化学铣切俗称化学腐蚀加工，即将金属坯料浸没在化学腐 蚀溶液中，利用溶液的腐蚀作用去除表面金属的工艺方法， 化学铣切没有刀痕，也没有切屑，已经成为现代航空航天 工业中广泛应用的一种特种加工工艺。
六坐标卧式数控铣镗床五坐标数控龙门铣五坐标数控高速壁板铣数控激光样板切割机数控加工设备的控制方式伺服系统的驱动方式开环控制方式闭环控制方式数控加工设备的控制方式机械系统的控制方式点位控制轮廓控制同时控制xxyy两个坐标的轮廓控制同时控制yyzz两个坐标的轮廓控制两轴联动动三轴联动四轴联动五轴联动333整体壁板的切削加工3工装选择最适合装夹整体壁板的夹具是真空平台或真空夹具
精品课件
3.3.3整体壁板的切削加工
为了更合理地采用数控加工，在选择数控方法来加工零件 时应考虑以下的一些因素：
零件几何形状的复杂程度如何？是否便于用数学方法 定义其表面？
机械制造基础-铸造成形
根据铸件结构、浇注系统类型确定，
慢浇有利于顺序凝固，有利于补缩，
消除缩孔。
图2-10顺序凝固原则22示意图
（3）合理应用冒口、冷铁和补贴等工艺措施 冒口，在铸件厚壁处和热节部位设置冒口，是防止缩
孔、缩松最有效的措施。 冷铁，用铸铁、钢、铜等材料制成的激冷物。加大冷
却速度，调节凝固顺序。 补贴，在铸件壁上部靠近冒口处增加一个楔型厚度，
2）充型压力。压力越大，充型能力越强。
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3. 铸型条件
1）铸型的蓄热能力越强，充型能力越差； 2）铸型温度越高，充型能力越好； 3）铸型中的气体阻碍充型； 4）铸件结构，壁厚过小、壁厚变化剧烈、结构复杂、大 平面都影响充型。
13
2.1.2.2 合金的收缩
1、收缩。合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩 小的现象。通常用体收缩率或线收缩率来表示：
2）糊状凝固：结 晶温度范围很宽的 合金的凝固，如图 2-1c；
图2-1 铸件的凝固方式
a)逐层凝固 b)中间凝固 c)糊状凝固
3金）为中此间凝凝固固方：式介，于如逐图层2-1凝b固所示和。糊状凝固之间，大多数7合
铸件质量与凝固方式有关，逐层凝固时，合金充型能 力强（流动性好），便于防止缩孔、缩松。而糊状凝固时， 充型能力差，易产生缩松。
a)
b)
c)
图2-6 铸造合金收缩过程示意图
a) 合金状态图 b) 一定温度范围合金 c) 共15晶合金 I—液态收缩 II—凝固收缩 III—固态收缩
2. 影响收缩的因素 1）化学成分; 2）浇注温度越高，过热度越大，收缩越大; 3）铸件结构和铸型条件，铸件结构造成各部分冷却速度 不同，产生内部应力阻碍收缩；铸型和型芯产生机械阻 力。
铸造基础知识培训
05
铸造安全与环保
Chapter
铸造生产安全规范
操作规程
安全警示标识
确保员工熟悉铸造设备的操作规程， 遵循安全操作步骤，避免因误操作导 致的安全事故。
在铸造车间设置明显的安全警示标识 ，提醒员工注意潜在的危险源和安全 风险。
防护装备
提供并要求员工正确佩戴个人防护装 备，如防护眼镜、手套、工作服等， 以减少工伤风险。
01
02
过滤网
03
用于过滤金属液中的杂质，提高 铸件质量。
04
浇口杯
浇注时承接金属液的容器，有开 放式和封闭式两种。
流槽
连接浇注机和浇口杯的通道，控 制金属液的流动方向和速度。
清理设备
抛丸机
利用高速弹丸清
通过喷砂方式清理铸件 表面，具有高效、环保
等优点。
刷抛机
铸造工艺流程
根据零件图纸制作模 具。
使金属液在模具中冷 却凝固成固态零件。
熔炼
模具制作
浇注
冷却与凝固
脱模与清理
将金属材料熔化为液 态，并加入所需合金 元素。
将熔化的金属液倒入 模具中。
从模具中取出零件， 进行必要的清理和加 工。
铸造的应用领域
01
02
03
机械制造业
铸造广泛应用于各种机械 零件的制造，如发动机缸 体、变速器箱体等。
合金的选用原则
根据铸件的使用条件、工艺要求和 经济性等因素综合考虑，选择合适 的铸造合金。
铸造用辅助材料
型砂和芯砂
用于制作铸型的耐火材料，对防 止金属渗漏、提高铸件表面质量
等有重要作用。
涂料
用于铸型表面，可防止金属与铸 型粘结，改善铸件表面质量。
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• 金属型铸件的尺寸精度高；金属型排气能力差，无退让性，冷却速度快， 铸铁件易产生白口，故不适宜生产形状复杂的薄壁铸铁件。但铸件晶粒细化， 组织致密，具有较高的力学性能和耐蚀性；一个金属型可使用几百到几万次， 实现了“一型多铸”，便于机械化和自动化生产，提高了生产率；金属型加 工困难，制造和调整周期长，使金属型铸件的形状和尺寸受到限制；另外， 其一次性投资大，生产成本高，故仅适于大批量生产；铸造工艺要求严格， 需根据铸件结构，合理选择金属型温度和金属液的浇注温度；防止铸件产生 冷隔、浇不足、气孔、缩孔、裂纹和白口等缺陷；
温度）间的收缩。 凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度（即固
相线温度）间的收缩。 固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩。 影响收缩的因素： 化学成分；浇注温度；铸型条件和铸件结构
飞机制造工程技术基础
第一节 液态成形基础
二、合金的充型能力 液态合金的充型能力：液态合金充满型腔，形成轮
廓清晰、形状完整的铸件的能力。 影响合金充型能力的因素： （1）合金的流动性 （2）铸型条件：铸型材料、铸型温度和铸型排气
飞机制造工程技术基础
第二节 铸造的类型和概念
什么是砂模铸造? 砂模铸造是广泛使用的一种铸造形式。将成
形工件的模型放在砂中，压紧砂形成模具型腔。 模型须在浇铸金属前从模具中取出，因此模具应 根据铸件情况制成两箱造型或多箱造型。模具必 须布置浇铸口，使金属流入型腔。模具保持闭合 直到金属固化。当工件取出时模具被破坏，所以 每个铸件都要做一个新模具。砂模可以用来铸造 铁铸件、青铜铸件、黄铜铸件和铝铸件。 另一 种砂模铸造——湿砂模铸造造价不贵，并且可以 用来生产各种尺寸的工件。湿砂模铸造的表面质 量一般不高并且误差相对较大。铸件需要额外的 机加工。湿砂模铸造用来生产生铁铸件、钢铁铸 件、不锈钢铸件和铜、镁、镍合金铸件。
飞机制造工程技术基础
第一节 液态成形基础
2、铸件的应力、变形和裂纹 （1）铸造应力
①热应力 ②机械应力 预防及减少铸造应力的主要方法是采用 “同时凝固”原则，即尽量减小铸件各 部位间的温度差，保证其均匀地冷却， 同时凝固。 （2）铸件的裂纹 ①热裂 ②冷裂 ③铸件的变形
飞机制造工程技术基础
第一节 液态成形基础
飞机制造工程技术基础
砂型铸造生产过程：
飞机制造工程技术基础
砂型铸造过程简介
1. 造型
用造型材料及模样等工艺装备制造铸型的过 程称为造型。
造型材料：砂型铸造用的造型材料主要指型 砂和芯砂。型砂和芯砂用原砂、粘结剂 （粘土、水玻璃、树脂等）、附加物（煤 粉、木屑等）等按一定比例配制而成。型 （芯）砂应具备下列主要性能：强度、透 气性 、耐火度 、退让性。
飞机制造工程技术基础
1、手工造型 2、机器造型
飞机制造工程技术基础
常 用 手 工 造 型 方 法 的 特 点 和 应
用
飞机制造工程技术基础
常 用 手 工 造 型 方 法 的 特 点 和 应
用
飞机制造工程技术基础
第三节 砂型铸造工艺设计
二、浇注位置与分型面的选择
1、•浇注。 位置的选择原则 （1••）铸件的重要加工面及主要工作面应朝下或处于侧面。 （2）铸件的宽大平面应朝下。 （3）铸件的薄壁部分朝下或处于侧面。 （4）铸件的厚大部位应朝上。便于安放冒口，实现顺序凝固
什么是近净成型铸造?
近净成型铸造是指把金属铸造成非常接近最终成形件的形状， 铸造出的工件只需少量的机加工，由此它被称作近净成型。
飞机制造工程技术基础
第二节 铸造的类型和概念
• 什么是硬模铸造?
在重力作用下，把金属液浇入金属铸型中，冷却成形而获得铸件的方法称 为硬模铸造，又称永久型铸造（金属型铸造、铁模铸造、冷硬铸造等）。
第二节 铸造的类型和概念
什么是金属铸造?
金属铸造是将熔化的金属倒入预定成形工件形状的模具中的工艺。 包括： 离心铸造、陶瓷铸造、压铸、熔模铸造、消失模铸造、近净 成型铸造、硬模铸造、石膏模铸造、砂模铸造、壳型铸造件等。
什么是离心铸造? 离心铸造是指当液态金属被注入模腔的同时，模具绕着某一轴高速 旋转。模具的外表面是圆柱形的；而成形工件的外表面可以是圆柱 形，也可以是简单的对称形状。离心铸造的工件的内部是空心、圆 柱形的。离心铸造可以成形枪管、转子护环及管。离心铸造成形设 备非常昂贵，然而这种模具通常寿命比较长，比较适用于大批量生 产。
飞机制造工程技术基础
第二节 铸造的类型和概念
• 什么是石膏模铸造? 石膏模由石膏制成。由于铸模时，石膏在模型的周围以液体
形式存在，因此可以铸造形状复杂的工件。石膏模铸造的成型件 表面质量较好，公差小。石膏模铸造常用于成型铝及铜铸件。
什么是壳型铸造?
壳型铸造是在砂中混入塑料粘 结剂，将砂倒在加热的金属模型上 以成形模具壳型。壳型模具分成几 部分根据工件的复杂度来确定。壳 型模具的各个部分被胶合或夹紧在 一起。 壳型铸造生产的工件表面质 量好，公差小。除此之外，壳型铸 造的生产率比传统的砂模铸造更高。 壳型铸造适用于铸造铁、铝合金和 铜合金。
•什么是压铸? 压铸时，液态金属在高压下被注
入模腔内，并一直将该压力保持到金 属固化后。高压压铸非常适合有色金 属的成形，由于该压铸过程是在高压 下完成的，因此可以成形比较复杂的 形状，并且成形后只需要很少的机加 工。锌和铝是在压铸中比较常用的材 料。推荐使用压铸加工的金属包括锌 铝合金、镁合金和铅合金。
飞机制造工程技术基础
第二节 铸造的类型和概念
•什么是熔模铸造?
用易熔材料（如蜡料及添加 剂等）制成模样，在模样上包覆 多层耐火材料，然后将模样熔去， 制成无分型面的型壳，经高温焙 烧、浇注而获得铸件的方法，称 为熔模铸造。
熔模的铸造工艺过程主要包 括制备压型、蜡模、结壳、脱蜡、 焙烧和浇注等过程。先在具有很 高精度
四、铸件的气孔 1、减少金属液的含气量；熔炼时使金属液与空气 隔离；对金属液进行除气处理；降低浇注温度等 措施。 2、降低造型材料的发气量；严格控制铸型中的水 分，清除冷铁、型芯撑表面的锈蚀、油污，并保 持干燥等。 3、增加铸型的排气能力；控制型砂的干湿程度和 紧实度，降低浇注速度等。
飞机制造工程技术基础
造型方法：造型方法可分为手工造型和机器 造型两类。
浇注系统：为使金属液顺利充填型腔而在砂 型中开设的通道，称为浇注系统。浇注系 统通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇 道组成。
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• 造芯 ：型芯主要用来形成铸件的内腔。为了简 化某些复杂铸件的造型工艺，型芯也可以用来 形成铸件的外形。型芯通常采用芯盒制造。芯 盒的种类如图2-3所示。
能力。 （3）浇注条件：浇注温度、充型压力 （4）铸件结构
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第一节 液态成形基础
三、铸造性能对铸件质量的 影响 铸造性能对铸件质量的影 响很大。收缩易使铸件产 生缩孔、缩松、变形、应 力和裂纹等缺陷；合金流 动性差，易使铸件产生浇 不足、冷隔等缺陷
1、缩孔和缩松 缩孔和缩松的形成
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第二节 铸造的类型和概念
• 什么是陶瓷模铸造?
陶瓷模的制造和石膏模的制造类似，只是陶瓷模的制造是将 以陶瓷为基体的膏状混合物倒在样件上。陶瓷模具有橡胶似的弹 性从而可以取出零件。与石膏模具相比，陶瓷模铸件可以得到更 平滑的表面、更微细的结构和更好的成形细节。由陶瓷铸造模可 以生产比较小的工件，也可以生产大至几吨的工件，同时可以保 持很小的公差。
• 合型。将铸型的各个部分组合成一个完整铸型 的操作过程称为合型。
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三箱造型的特点是只能手工造型。因此，造型时工艺操作比较麻
烦，只适应于单件小批生产。由于三箱造型的中箱高度与中箱模样
的高度相等，故中箱的通用性较差。并且由于机器造型不能采用三
箱造型，在大批生产时，往往采用外型芯环，从而使槽轮铸件的三
当模具冷却下来后，通过撞 击、振动、喷砂、喷高压水或者 化学溶剂使模具材料从铸件上分 离下来。随后，铸件从浇注系统 上取下来。
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第二节 铸造的类型和概念
什么是失模铸造?
失模铸造可以生产形状复杂的工件。该工艺不仅可以成形形 状非常复杂的工件，而且成形后需要的机加工量小。铸造过程中， 首先把泡沫塑料模型加工成所需要工件的形状，该模型被浸入到 含有悬浮的耐火材料的水溶液中，该种耐火材料附着在泡沫模型 表面，形成薄薄的耐热层。随后，砂子被注到模型的周围对薄薄 的耐热层起支撑作用。液态金属被注入模具型腔中，使得泡沫模 型气化，当金属固化后，再从砂型中取出。失模铸的名称就由此 得来。失模铸造可以成形许多不同形状的工件，通常用于该种成 形方式的金属包括铝、铁、钢及镍合金。
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第三节 砂型铸造工艺设计
2、分型面的选择原则
分型面是指上、下铸型的结合面。对同一铸件来说，可 能有多种分型方案，应根据铸件的结构形状，结合其技 术要求、生产批量和条件，选择最佳方案，以保证铸件 质量，简化工艺。分型面的选择原则是：
（1）分型面应选择在铸件的最大截面处，以便于取模； 且要求其尽量平直，避免挖砂。
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第三节 砂型铸造工艺设计
铸造工艺设计的内容包括选择造型方法、浇注位置和分型面、工艺 参数的确定及浇注系统和冒口的设计等内容。 一、造型方法的选择
造型是砂型铸造的主要工艺过程之一，可分为手工造型 和机器造型。手工造型不需要复杂的造型设备，只需简 单的造型乎扳、砂箱和一些手工造型工具。但手工造型 生产效率低，适合较小批量的生产。机器造型需要造型 设备，投资大；但铸件质量高，便于组织生产流水线， 适于大批量生产。
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第三节 砂型铸造工艺设计
砂型铸造是传统的应用最广泛的铸造方法，它适应 性强，几乎不受铸件材质、尺寸、重量及生产批量 的限制。砂型铸造的铸型为一次性铸型，造型工作 量很大，尤其是手工造型；工人劳动条件差，生产 效率低；对大批量生产采用机器造型。砂型铸造的
温度）间的收缩。 凝固收缩：从凝固开始温度到凝固终止温度（即固
相线温度）间的收缩。 固态收缩：从凝固终止温度到室温间的收缩。 影响收缩的因素： 化学成分；浇注温度；铸型条件和铸件结构
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第一节 液态成形基础
二、合金的充型能力 液态合金的充型能力：液态合金充满型腔，形成轮
廓清晰、形状完整的铸件的能力。 影响合金充型能力的因素： （1）合金的流动性 （2）铸型条件：铸型材料、铸型温度和铸型排气
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第二节 铸造的类型和概念
什么是砂模铸造? 砂模铸造是广泛使用的一种铸造形式。将成
形工件的模型放在砂中，压紧砂形成模具型腔。 模型须在浇铸金属前从模具中取出，因此模具应 根据铸件情况制成两箱造型或多箱造型。模具必 须布置浇铸口，使金属流入型腔。模具保持闭合 直到金属固化。当工件取出时模具被破坏，所以 每个铸件都要做一个新模具。砂模可以用来铸造 铁铸件、青铜铸件、黄铜铸件和铝铸件。 另一 种砂模铸造——湿砂模铸造造价不贵，并且可以 用来生产各种尺寸的工件。湿砂模铸造的表面质 量一般不高并且误差相对较大。铸件需要额外的 机加工。湿砂模铸造用来生产生铁铸件、钢铁铸 件、不锈钢铸件和铜、镁、镍合金铸件。
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第一节 液态成形基础
2、铸件的应力、变形和裂纹 （1）铸造应力
①热应力 ②机械应力 预防及减少铸造应力的主要方法是采用 “同时凝固”原则，即尽量减小铸件各 部位间的温度差，保证其均匀地冷却， 同时凝固。 （2）铸件的裂纹 ①热裂 ②冷裂 ③铸件的变形
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第一节 液态成形基础
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砂型铸造生产过程：
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砂型铸造过程简介
1. 造型
用造型材料及模样等工艺装备制造铸型的过 程称为造型。
造型材料：砂型铸造用的造型材料主要指型 砂和芯砂。型砂和芯砂用原砂、粘结剂 （粘土、水玻璃、树脂等）、附加物（煤 粉、木屑等）等按一定比例配制而成。型 （芯）砂应具备下列主要性能：强度、透 气性 、耐火度 、退让性。
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1、手工造型 2、机器造型
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常 用 手 工 造 型 方 法 的 特 点 和 应
用
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常 用 手 工 造 型 方 法 的 特 点 和 应
用
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第三节 砂型铸造工艺设计
二、浇注位置与分型面的选择
1、•浇注。 位置的选择原则 （1••）铸件的重要加工面及主要工作面应朝下或处于侧面。 （2）铸件的宽大平面应朝下。 （3）铸件的薄壁部分朝下或处于侧面。 （4）铸件的厚大部位应朝上。便于安放冒口，实现顺序凝固
什么是近净成型铸造?
近净成型铸造是指把金属铸造成非常接近最终成形件的形状， 铸造出的工件只需少量的机加工，由此它被称作近净成型。
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第二节 铸造的类型和概念
• 什么是硬模铸造?
在重力作用下，把金属液浇入金属铸型中，冷却成形而获得铸件的方法称 为硬模铸造，又称永久型铸造（金属型铸造、铁模铸造、冷硬铸造等）。
第二节 铸造的类型和概念
什么是金属铸造?
金属铸造是将熔化的金属倒入预定成形工件形状的模具中的工艺。 包括： 离心铸造、陶瓷铸造、压铸、熔模铸造、消失模铸造、近净 成型铸造、硬模铸造、石膏模铸造、砂模铸造、壳型铸造件等。
什么是离心铸造? 离心铸造是指当液态金属被注入模腔的同时，模具绕着某一轴高速 旋转。模具的外表面是圆柱形的；而成形工件的外表面可以是圆柱 形，也可以是简单的对称形状。离心铸造的工件的内部是空心、圆 柱形的。离心铸造可以成形枪管、转子护环及管。离心铸造成形设 备非常昂贵，然而这种模具通常寿命比较长，比较适用于大批量生 产。
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第二节 铸造的类型和概念
• 什么是石膏模铸造? 石膏模由石膏制成。由于铸模时，石膏在模型的周围以液体
形式存在，因此可以铸造形状复杂的工件。石膏模铸造的成型件 表面质量较好，公差小。石膏模铸造常用于成型铝及铜铸件。
什么是壳型铸造?
壳型铸造是在砂中混入塑料粘 结剂，将砂倒在加热的金属模型上 以成形模具壳型。壳型模具分成几 部分根据工件的复杂度来确定。壳 型模具的各个部分被胶合或夹紧在 一起。 壳型铸造生产的工件表面质 量好，公差小。除此之外，壳型铸 造的生产率比传统的砂模铸造更高。 壳型铸造适用于铸造铁、铝合金和 铜合金。
•什么是压铸? 压铸时，液态金属在高压下被注
入模腔内，并一直将该压力保持到金 属固化后。高压压铸非常适合有色金 属的成形，由于该压铸过程是在高压 下完成的，因此可以成形比较复杂的 形状，并且成形后只需要很少的机加 工。锌和铝是在压铸中比较常用的材 料。推荐使用压铸加工的金属包括锌 铝合金、镁合金和铅合金。
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第二节 铸造的类型和概念
•什么是熔模铸造?
用易熔材料（如蜡料及添加 剂等）制成模样，在模样上包覆 多层耐火材料，然后将模样熔去， 制成无分型面的型壳，经高温焙 烧、浇注而获得铸件的方法，称 为熔模铸造。
熔模的铸造工艺过程主要包 括制备压型、蜡模、结壳、脱蜡、 焙烧和浇注等过程。先在具有很 高精度
四、铸件的气孔 1、减少金属液的含气量；熔炼时使金属液与空气 隔离；对金属液进行除气处理；降低浇注温度等 措施。 2、降低造型材料的发气量；严格控制铸型中的水 分，清除冷铁、型芯撑表面的锈蚀、油污，并保 持干燥等。 3、增加铸型的排气能力；控制型砂的干湿程度和 紧实度，降低浇注速度等。
飞机制造工程技术基础
造型方法：造型方法可分为手工造型和机器 造型两类。
浇注系统：为使金属液顺利充填型腔而在砂 型中开设的通道，称为浇注系统。浇注系 统通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇 道组成。
飞机制造工程技术基础
• 造芯 ：型芯主要用来形成铸件的内腔。为了简 化某些复杂铸件的造型工艺，型芯也可以用来 形成铸件的外形。型芯通常采用芯盒制造。芯 盒的种类如图2-3所示。
能力。 （3）浇注条件：浇注温度、充型压力 （4）铸件结构
飞机制造工程技术基础
第一节 液态成形基础
三、铸造性能对铸件质量的 影响 铸造性能对铸件质量的影 响很大。收缩易使铸件产 生缩孔、缩松、变形、应 力和裂纹等缺陷；合金流 动性差，易使铸件产生浇 不足、冷隔等缺陷
1、缩孔和缩松 缩孔和缩松的形成
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第二节 铸造的类型和概念
• 什么是陶瓷模铸造?
陶瓷模的制造和石膏模的制造类似，只是陶瓷模的制造是将 以陶瓷为基体的膏状混合物倒在样件上。陶瓷模具有橡胶似的弹 性从而可以取出零件。与石膏模具相比，陶瓷模铸件可以得到更 平滑的表面、更微细的结构和更好的成形细节。由陶瓷铸造模可 以生产比较小的工件，也可以生产大至几吨的工件，同时可以保 持很小的公差。
• 合型。将铸型的各个部分组合成一个完整铸型 的操作过程称为合型。
飞机制造工程技术基础
19
三箱造型的特点是只能手工造型。因此，造型时工艺操作比较麻
烦，只适应于单件小批生产。由于三箱造型的中箱高度与中箱模样
的高度相等，故中箱的通用性较差。并且由于机器造型不能采用三
箱造型，在大批生产时，往往采用外型芯环，从而使槽轮铸件的三
当模具冷却下来后，通过撞 击、振动、喷砂、喷高压水或者 化学溶剂使模具材料从铸件上分 离下来。随后，铸件从浇注系统 上取下来。
飞机制造工程技术基础
第二节 铸造的类型和概念
什么是失模铸造?
失模铸造可以生产形状复杂的工件。该工艺不仅可以成形形 状非常复杂的工件，而且成形后需要的机加工量小。铸造过程中， 首先把泡沫塑料模型加工成所需要工件的形状，该模型被浸入到 含有悬浮的耐火材料的水溶液中，该种耐火材料附着在泡沫模型 表面，形成薄薄的耐热层。随后，砂子被注到模型的周围对薄薄 的耐热层起支撑作用。液态金属被注入模具型腔中，使得泡沫模 型气化，当金属固化后，再从砂型中取出。失模铸的名称就由此 得来。失模铸造可以成形许多不同形状的工件，通常用于该种成 形方式的金属包括铝、铁、钢及镍合金。
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第三节 砂型铸造工艺设计
2、分型面的选择原则
分型面是指上、下铸型的结合面。对同一铸件来说，可 能有多种分型方案，应根据铸件的结构形状，结合其技 术要求、生产批量和条件，选择最佳方案，以保证铸件 质量，简化工艺。分型面的选择原则是：
（1）分型面应选择在铸件的最大截面处，以便于取模； 且要求其尽量平直，避免挖砂。
飞机制造工程技术基础
第三节 砂型铸造工艺设计
铸造工艺设计的内容包括选择造型方法、浇注位置和分型面、工艺 参数的确定及浇注系统和冒口的设计等内容。 一、造型方法的选择
造型是砂型铸造的主要工艺过程之一，可分为手工造型 和机器造型。手工造型不需要复杂的造型设备，只需简 单的造型乎扳、砂箱和一些手工造型工具。但手工造型 生产效率低，适合较小批量的生产。机器造型需要造型 设备，投资大；但铸件质量高，便于组织生产流水线， 适于大批量生产。
飞机制造工程技术基础
第三节 砂型铸造工艺设计
砂型铸造是传统的应用最广泛的铸造方法，它适应 性强，几乎不受铸件材质、尺寸、重量及生产批量 的限制。砂型铸造的铸型为一次性铸型，造型工作 量很大，尤其是手工造型；工人劳动条件差，生产 效率低；对大批量生产采用机器造型。砂型铸造的