材料成型第4章_铸造工艺设计2
材料成型原理
材料成型原理第1章液态金属的结构与性质物相由界面包围的具有一定成分和结构的均匀体组织物相的机械混合物润湿性是指存在两种互不相溶液体，液体首先润湿固相表面的能力，即一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性压力差物体两侧所受压力的差值现代晶体学表明，晶体的原子一定方式周期排列在三维空间的晶格结点上，表现出平移对称性特征，同时原子以某种模式在平衡位置上作热振动，相对于晶体这种原子有序排列，气体的分子原子，不停的做无规律运动。
液体表现出长程无序特征，液体结构表现出局域范围内的近程有序。
偶分布函数的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的概率。
晶态固体因原子以特定方式周期排列，其偶分布函数以相应的规律呈分立的若干尖锐峰，液体的g(r)出现若干衰减的钝化峰，直至几个原子间距后趋于直线g(r)等于1。
由于能量起伏，液体中大量不停游动着的局域有序原子团簇，时聚时散，此起彼伏，而存在结构起伏，实际金属的现象，还要复杂的多，除了能量起伏及结构起伏，还同时存在着浓度起伏。
长程有序：液体的原子相对于周期有序的晶体固态是不规则的，液体结构宏观上不具有平移、对称性。
黏度是液体内摩擦阻力大小的标志，黏度的物理意义可以视为：作用于液体表面的应力与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例系数。
表面活性元素使液体黏度降低，非表面活性杂质的存在使黏度提高。
黏度的意义：黏度影响金属液的流动性进而影响铸件轮廓的清晰程度。
影响钢铁材料的脱硫，脱磷，扩散脱氧。
熔渣及金属液粘度降低对合金元素的过渡是有利的。
影响铸件内部缩孔或缩松、热裂的形成倾向。
影响精炼效果，夹杂、气孔的形成。
表面张力是表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所致。
表面是产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。
表面与界面的差别在于后者泛指两相之间的交界面，前者指液体或固体与气体之间的交界面。
原子间结合力越大，表面内能越大，因此表面自由能越大，表面张力也就越大。
材料成型方法
为了改善劳动条件与提高生产率，目前已经广泛采用震动落 砂机进行机械落砂。
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第一节铸造
2.铸件的清理
型技术，具有造型机结构简单、维修方便、噪声小的特点，
很有发展前途。射压式紧实造型是现代铸造生产中用来制作 型芯的主要方法，在树脂砂应用量不断扩大的状况下，射压 式紧实设备数量也不断增多。抛砂式紧实仅适用于中、小批 量生产大件的造型过程。
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第一节铸造
高压下快速充填到金属铸型中，并在压力下 充型和凝固而形成铸件的铸造方法称为压力铸造，简称压铸。 图2-8为J1113G型卧式冷室压铸机外形图。该设备合型力为1 350 kN，压射力为94~157 kN，一次铝合金浇入量为1. 8 kg。 图2-9为常用压铸机的工作过程。 压力铸造的主要特点如下:
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第一节铸造
3.造型方法 砂型铸造的造型方法很多，一般分为手工造型和机器造型 两大类。 (1)手工造型手工造型是传统的造型方法，它操作灵活，应 用范围广，对模具、砂箱的要求也不高，但生产率低，主要 用于单件、小批量生产。按照模样的特点可以分为整模造型、 分模造型、挖砂造型、活块造型等方法。 ①整模造型整模造型的模样是一个整体，其特点为铸型简 单、造型简易，适用于形状简单最大截面在端部的铸件。其 工艺过程由填砂、紧实、制作出气道、翻转下砂箱、制作上 砂箱、浇注系统、起模和完成浇冒系统、修模、合箱等组成。
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第一节铸造
2.造型材料
造型材料包括型砂和芯砂两种。
型砂和芯砂应具有以下性能:透气性、强度、耐火度、可塑 性、退让性。 造型材料由原砂、黏结剂、水和附加物等组成。原砂是型 砂和芯砂的主要组成部分;黏结剂的作用是将砂粒互相瓤结在 一起，使型砂具有一定的强度和可塑性，常用的有陶土、油 类、树脂与水玻璃等;附加物是为了改善型砂的某些性能而附 加的物质，如加入煤粉可提高耐火性能，加入水玻璃可提高 强度，加入木屑可改善透气性和退让性等。型(芯)砂的制备 过程主要包括烘干、筛分、混砂、松砂、停放闷砂等。
材料成型工艺及模具设计知到章节答案智慧树2023年长江师范学院
材料成型工艺及模具设计知到章节测试答案智慧树2023年最新长江师范学院第一章测试1.压力铸造和挤压铸造分别应用于液态金属和半固态金属的铸造成型。
（）参考答案:错2.铸件产生缩孔、缩松的基本原因不包括液态收缩。
（）参考答案:错3.铸件图又称铸件毛坯图，它是根据铸造工艺图绘制的，是（），主要反映铸件实际形状、尺寸和技术要求。
参考答案:通用的工艺文件;铸件检验的基准图;铸造生产用图4.压铸在所有铸造方法中生产速度最快。
（）参考答案:对5.缩松常分布在（）。
铸件的轴线区域;缩孔附近;铸件厚壁的中心部位第二章测试1.过热使材料的内部产生不可逆的变化，无法通过重新加热锻造和再结晶使金属或合金恢复原来的力学性能。
（）参考答案:错2.以下哪些工艺属于锻造成形工艺（）。
参考答案:模锻;胎模锻;自由锻3.锻造工艺一般是在高温下进行，而冲压工艺一般在（）下进行。
参考答案:常温4.冲压成形工序包括（）。
拉深;胀形;弯曲;翻边5.常见的冲裁工序包括（）。
参考答案:单工序冲裁;级进冲裁;复合冲裁第三章测试1.与此传统机械连接相比，焊接不易实现机械自动化。
（）参考答案:对2.下列关于熔焊的焊缝组织说法正确的是（）。
参考答案:金属的力学性能一般不低于母材性能;焊缝组织为柱状铸态组织3.碳素结构钢Q235AF中的“235”表示（）。
屈服点数值4.关于搅拌摩擦焊的焊接压力说法正确的是（）。
参考答案:当焊接压力过大时，轴肩与焊件表面摩擦力减小5.材料焊接性的影响因素有（）。
参考答案:零件的结构形状对;材料的厚度;母材和焊接材料;接头形式第四章测试1.塑料的工艺特性包括塑料的收缩性、流动性、结晶性、相容性、热敏性、吸湿性等。
（）参考答案:对2.塑件设计基本原则有（）。
参考答案:便于成形加工;针对不同物理力学性能扬长避短;满足使用要求和外观要求;塑件的几何形状尽量简化模具结构3.注射成型工艺适用于（）。
参考答案:主要成型热塑性塑料，某些热固性塑料也可用注射方法成型4.如下图所示的单分型面注射模（两板式）是由（）所组成。
电子课件——机械制造工艺基础(第七版) 1第一章 铸造
1 §1—1 概述 2 §1—2 砂型铸造 3 §1—3 特种铸造及铸造新技术
第一章 铸造
§1—1 铸造基础
一、 铸造及其分类
将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型 腔中，凝固后获得具有一定形状、尺寸 和性能的毛坯或零件
砂型铸造
铸 造
特种铸造
熔模铸造 金属型铸造 压力铸造 离心铸造
§第1一—章1 铸铸造造基础
整模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
模样分成两 部分，分别 制造上型和 下型，型腔 则位于上型 和下型之间
分模两箱造型
§第1—一2章 砂型铸铸造造
2）脱箱造型 在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3）挖沙造型 下型分型面挖成不平分型面（曲面、非平面）
§第1—一2章 砂型铸铸造造
气动微振压实造型机紧砂
§第1—一2章 砂型铸铸造造
3．造芯
制造型芯的过程称为造芯
手工造芯 机器造芯
芯盒造芯
§第1—一2章 砂型铸铸造造
4．合型
又称合箱，是将铸型的各个组元 组合成一个完整铸型的操作过程
5．熔炼
熔炼是使金属由固态转变为熔融状态的过程
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注
（1）浇注工具
4．铸造圆角
相邻两表面的过渡圆角
§第1—一2章 砂型铸铸造造
5．芯头
在模样上：芯头是模样的凸出部分 在型芯上：芯头是型芯的外伸部分
§第1—一2章 砂型铸铸造造
6．浇注系统
（1）外浇口 （2）直浇道 （3）横浇道 （4）内浇道
7．冒口
§第1—一2章 砂型铸铸造造
三、砂型铸造的工艺过程
1．混砂
材料成型技术基础02电子书下载-样章
材料成型技术基础02电子书下载-样章.doc第一章金属液态成形金属液态成形（铸造）：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。
液态成形的优点：（1）适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几乎不受限制）（2）最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵体、缸体等（3）成本较低（铸件与最终零件的形状相似、尺寸相近）主要问题：组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能，特别是冲击性能较低。
分类：铸造从造型方法来分，可分为砂型铸造和特种铸造两大类。
其中砂型铸造工艺如图1-1所示。
图1-1 砂型铸造工艺流程图第一节金属液态成形工艺基础一、熔融合金的流动性及充型液态合金充满型腔是获得形状完整、轮廓清晰合格铸件的保证，铸件的很多缺陷都是在此阶段形成的。
（一）熔融合金的流动性1.流动性液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力，称为液态合金的流动性。
流动性差：铸件易产生浇不到、冷隔、气孔和夹杂等缺陷。
流动性好：易于充满型腔，有利于气体和非金属夹杂物上浮和对铸件进行补缩。
螺旋形流动性试样衡量合金流动性，如图1-2所示。
在常用铸造合金中，灰铸铁、硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。
常用合金的流动性数值见表1-1。
图1-2 螺旋型试样表1-1 常用合金的流动性（砂型，试样截面8㎜×8㎜）2.影响合金流动性的因素（1）化学成份纯金属和共晶成分的合金，由于是在恒温下进行结晶，液态合金从表层逐渐向中心凝固，固液界面比较光滑，对液态合金的流动阻力较小，同时，共晶成分合金的凝固温度最低，可获得较大的过热度，推迟了合金的凝固，故流动性最好；其它成分的合金是在一定温度范围内结晶的，由于初生树枝状晶体与液体金属两相共存，粗糙的固液界面使合金的流动阻力加大，合金的流动性大大下降，合金的结晶温度区间越宽，流动性越差。
Fe-C合金的流动性与含碳量之间的关系如图1-3所示。
第4章 快速成型概述
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4.1.2 快速成型的过程
快速成型基于离散/堆积的思想， 将一个物理实体复杂的三维加工，离散 成一系列二维层片,然后逐点、逐面进行 材料的堆积成型。 是一种降维制造或者 称增材制造技术。
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4.1.2 快速成型的过程
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CAD模型 Z向离散化（分层）
第4章 快速成型技术概述
4.1 快速成型的原理
4.2 快速成型制造工艺的分类
4.2 快速成型技术的应用
4.3 快速成型技术的研究现状及发展趋
势
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4.1 快速成型的原理
4.1.1 快速成型制造的基本概念 4.1.2 快速成型的过程 4.1.3 快速成型技术的特点
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2
5）技术的高度集成。 集成了CAD、CAM、CNC、
激光、材料等技术。与反求工程（RE）、网络技
术等结合，成为产品精选开2021发版课的件 有力工具。
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4.2 快速成型制造工艺的分类
一、按制造工艺所使用的材料的状态、 性能特征分为：
▪ 液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能 或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需 的形状
数字模型可视化，可以进行设计评价、干涉检验，
甚至某些功能测试，将设计缺陷消灭在初步设计阶
段，减少损失。
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1. 概念模型的可视化、零件的观感评价 2. 结构设计验证与装配效验 3. 性能和功能测试
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应用一： 概念模型的可视化、零件的观感评价
消费品
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机械制造基础铸造第二章
机械制造基础
第二章 铸造成型
§2-1.2
金属与合金的铸造性能
液态合金的充型能力
—— 液态 合金充满铸型型 腔，获得形状完 整、轮廓清晰铸 件的能力。 充型能力不足容易出现浇 不足、冷隔缺陷，尤其对 于薄壁铸件
机械制造基础
第二章 铸造成型
影响充型能力的因素：
1. 合金的流动性 ——液态合金本身的流动能力。
(1). 流动性的测试 螺旋形试样法
机械制造基础
第二章 铸造成型
(2). 影响流动性的因素：
合金的种类：
灰口铸铁、硅黄铜流动性最好， 铸钢的流动性最差。 灰口铸铁：l 1000 mm 硅黄铜： l 1000 mm 铸钢： l 200 mm
机械制造基础
第二章 铸造成型
（2）机器造型
指用机器完成全部或至少完成紧砂 操作的造型工序。 1）特点： ①提高了生产率，铸件尺寸精度较高； ②节约金属，降低成本； ③改善了劳动条件； ④设备投资较大。 2）应用：成批、大量生产各类铸件。
机械制造基础
第二章 铸造成型
3）机器造型方法 ①震压造型： 先震击紧实，再用较低的比压（0.15 －0.4MPa ）压实。 紧实效果好，噪音大，生产率不够高。 ②微震压实造型： 对型砂压实的同时进行微震。 紧实度高、均匀，生产率高，噪音仍较大。
要预热后再浇注合金液。
(3). 铸型的排气能力，流动阻力，充型能 力，所以铸型要留出气口。
机械制造基础
第二章 铸造成型
2.1.2.2 铸件的收缩 ① 液态收缩阶段
② 凝固收缩阶段 ③ 固态收缩阶段
T ① ② ③
滑动轴承座铸造工艺设计
材料成型技术基础课程设计设计题目院系：机械工程学院专业：机械设计制造及自动化班级：姓名：学号：指导老师：时间：滑动轴承座铸造工艺设计摘要砂型铸造在机械制造业中占有非常重要的地位,不受质量、尺寸、材料种类及生产批量的限制。
而用于装轴瓦的部分总称壳件其上半部称为轴承盖下半部称为滑动轴承座。
本次对滑动轴承座进行设计。
滑动轴承座大多用铸铁制造材料为HT200或ZG200ZG400承受载荷大的采用铸钢或钢板焊接结构。
广泛应用于冶金矿山输送系统环保设备等。
滑动轴承座在铸造过程中有严格的技术要求。
本文通过对滑动轴承座的研究得出滑动轴承座的铸造工艺。
关键词：砂型铸造技术要求铸造工艺目录摘要第1章绪论 (1)1.1课程设计的意义 (1)1.2设计题目的提出 (1)第2章材料的确定 (3)第3章结构工艺分析 (4)第4章工艺方案的设计 (5)4.1 铸型种类方法确定 (5)4.2 型芯结构及其制造 (5)4.3 分型面的筛选 (5)4.4 铸造位置及浇注口的确定 (6)第5章铸件工艺参数确定 (7)5.1 加工余量 (7)5.2 起模斜度及圆角确定 (10)5.3 收缩量选择 (10)5.4型芯及型芯头选择 (10)5.5 冒口尺寸确定 (10)附录总结第一章绪论1.1课程设计的意义材料成形技术种类较多，应用广泛，生产效率高，是现代制造业的基础。
而课程设计是学生学完了材料成形技术基础课程后对这本书进一步了解的练习性的教学环节，是学习深化与升华的重要过程，是对学生综合素质与工程实践的能力培养应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。
在课程设计工作中，应综合运用多学科的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。
应学会依据技术课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理和正确使用工具书培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。