数控机床第六章 铸造

浇注系统按内浇道在铸件上的位置,可设计成顶注式浇注 系统、中注式浇注系统、底注式浇注系统、阶梯式浇注系统等多 种形式,如图6-12所示。
四、熔炼
金属熔炼质量的好坏对能否获得优质的、符合性能要求的铸 件有直接影响。如果金属液的化学成分不合格,则会降低铸件的力 学性能和物理性能。金属液的温度过低,会使铸件产生冷隔、浇不 到、气孔和夹渣等缺陷;温度过高会导致铸件总收缩量增加、吸收 气体过多、粘砂严重等缺陷。常用的熔炼设备有:冲天炉(适于熔炼 铸铁)、电炉(适于熔炼铸钢)、坩埚炉(适于熔炼非铁金属)。
一、造型
用型砂及模样等工艺装备制造砂型的方法和过程,称为造 型。在造型过程中造型材料的好坏,对于铸件的质量起着决定性 的作用。
1.造型材料与造型工具
铸型是用型砂、金属或其他耐火材料制成,包括形成铸件 形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合。如果砂型用砂箱支撑时, 砂箱也是铸型的组成部分。
制造铸型(芯)用的材料称为造型材料,一般指砂型铸造用 的材料,它主要包括水洗砂(型砂和芯砂)、粘结剂(黏土、膨润 土、水玻璃、植物油、树脂等)、各种附加物(煤粉或木屑等)、 旧砂和水。为了获得合格的铸件,造型材料应具备一定的强度、 可塑性、耐火性、透气性、退让性和溃散性等性能。制造铸型用 的工具称为造型工具。常用造型工具有:砂箱、底板、砂舂、通 气针、起模针、皮老虎、镘刀、秋叶、提钩、半圆等。
五、合型、浇注、落砂、清理和检验
1.合型(合箱)
将铸型的各个组元如上型、下型、型芯、浇口杯等组合成 一个完整铸型的操作过程称为合型。合型后要保证铸型型腔几何 形状、尺寸的准确性和型芯的稳固性。型芯放好并经检验后,才 能扣上上砂箱和放置浇口杯。
2.在型芯里放置芯骨
芯骨是放入砂芯中用以加强或支持砂芯并保持一定形状的 金属构架。小型芯的芯骨一般用铁丝制作,大、中型型芯的芯骨 一般是用铸铁制作,如图6-10所示。
3.型芯上涂涂料及其烘干
为了降低铸件内腔表面的粗糙度,防止液态金属与砂型表 面相互作用产生粘砂等缺陷,在型芯与金属液接触的部位需要涂 涂料。铸铁件的型芯多用石墨涂料;铸钢件型芯多用石英粉涂料。
(2)机器造型 用机器全部地完成或至少完成紧砂操作的 造型工序称为机器造型。机器造型的实质就是用机器代替手工紧 砂和起模过程,它是现代化铸造车间的基本造型方法。机器造型 具有生产率高,铸件尺寸精度高和表面质量好,改善了劳动条件 等优点,此造型方法适合于成批大量生产铸件。
机器造型常用的紧砂方法有:震实、压实、震压、抛砂、 射压等几种方式,其中以震压方式应用最广。图6-4是震压式紧 砂方法,图6-5是射压式紧砂方法。
机器造型常用的起模方法有:顶箱、漏模、翻转三种方式。 图6-6是顶箱起模方法。
随着生产的发展,新的造型设备会不断地出现。从而使整 个造型和制芯过程逐步地实现自动化,并提高生产效率。
二、制芯
制造型芯的过程称为制芯。型芯的主要作用是用来获得铸 件的内腔,有时也可作为铸件难以起模部分的局部外形。由于型 芯的表面被高温液态金属所包围,受到的冲刷及烘烤最大,因此, 要求型芯具有更高的强度、透气性、耐火性和退让性等。型芯可 以采用手工制芯,也可以采用机器制芯。单件或小批生产大、中 型回转体型芯时,可采用刮板制芯。手工制芯时主要采用型芯盒 制芯。根据芯盒结构不同,手工制芯方法可分为整体式芯盒制芯 (图6-7)、可拆式芯盒制芯(图6-8)、对开式芯盒制芯三种。
3.造型方法
造型方法通常分为手工造型和机器造型两大类。
(1)手工造型 全部用手或手动工具完成的造型工序称为 手工造型。造型时如何将木模顺利地从砂型中取出,而又不致破 坏型腔的形状,是一个很关键的问题。常用手工造型方法图解、 主要特点和应用范围见表6-1。手工造型具有操作灵活、适应性 强、模型制作成本低、生产准备时间短等优点。但手工造型效率 低,劳动强度大,劳动环境差,主要用于单件小批量生产。
为了提高型芯的强度和透气性,型芯须在专用的烘干炉内 烘干。烘干黏土砂芯时应在250~350℃范围内进行,并保温3~6h, 然后缓慢冷却。烘干油砂芯时应在200~220℃范围内进行。
三、浇注系统
为了顺利平稳地填充型腔和冒口而在 铸型中开设的一系列通道,称为浇注系统。通 常浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内 浇道组成,如图6-11所示。浇注系统的主要作 用是保证液态金属均匀、平稳地流入型腔,避 免冲坏型腔;防止熔渣、砂粒或其他杂质进入 型腔;调节铸件凝固顺序或补给铸件冷凝收缩 时所需的液态金属。如果浇注系统设计不合 理,铸件易产生冲砂、砂眼、夹渣、浇不到、 气孔和缩孔等缺陷。
图6-7 整体式芯盒制芯
图6-8 可拆式芯盒制芯
浇注时,由于型芯受金属液的冲击、包围和烘烤,因此,与 砂型相比,型芯必须具有较高的强度、耐火性、透气性、退让性 和溃散性。这主要是靠合理配制芯砂和正确的造芯工艺来保证。
1.在型芯ຫໍສະໝຸດ Baidu开设通气孔和通气道
对于形状简单的型芯,可以用通气针扎出通气孔;对于形状 复杂的型芯,可在型芯内放入蜡线,在型芯烘干时蜡线被烧掉,从 而形成通气孔,如图6-9所示。
一、砂型铸造
第六章 铸造
六、铸造新技术 简介
二、铸造工艺图
三、合金的铸造 性能
五、特种铸造简 介
四、铸件结构工 艺性
第一节 砂 型 铸 造
铸件的形状与尺寸主要取决于造型和造芯,而铸件的化学 成分则取决于金属熔炼过程。所以,造型、造芯和金属熔炼是铸 造生产中的重要工序。图6-2是齿轮毛坯的砂型铸造过程简图。
2.砂型的各组成部分
如图6-3所示,将型砂舂紧在上 砂箱和下砂箱中,连同砂箱一起,分别 形成上砂型和下砂型。从砂型中取出 模样后形成的空腔称为型腔。利用型 腔在浇注后可形成铸件的外部轮廓。 上砂型与下砂型的分界面称为分型面。
图中有“×”符号的部分表示型芯,型芯用于形成铸件的 孔或内部轮廓。型芯上的延伸部分称为芯头,用于安放和固定型 芯。型芯头位于砂型的型芯座上。型芯中设有通气孔,用于排出 型芯在受热过程中产生的气体。型腔的上方设有出气口,用于排 出型腔中的气体。另外,利用通气针可在砂型中扎多个通气孔, 用于排出型腔中的气体。金属液从浇口杯中浇入,经直浇道、横 浇道、内浇道流入型腔中。