材料成型与控制专业课程设计

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1、 1 目目 录录 一、绪 论 . 2 二、砂型铸造概述 1 2.1 定义 1 2.2 特点 1 2.3 应用 1 2.4 发展概况 2 三、砂型铸造工艺设计 2 3.1 工艺设计的依据 2 3.2 分析铸件图 3 3.3 铸件的结构工艺分析 4 3.4 造型方法的选择 6 3.5 铸型种类的选择 7 3.6 确定铸件浇注位置 7 3.7 铸型分型面的选择 8 3.8 浇注系统设计及其选择 9 四、造型材料及其制备 . 15 4.1 型砂的制备及性能控制 . 15 4.2 涂料 . 16 4.3 手工造型的方法 . 19 五、铸造工艺装备设计 . 19 5.1 模样的类型及其结构 . 19 5.

2、2 砂箱的选用及设计 . 23 六、合金熔炼及其浇注 . 27 6.1 熔炼工艺顺序及备料 . 27 6.2 铸件的浇注 . 29 6.3 落砂与清理 . 30 七 、铸件质量检验与缺陷修补 32 7.1 铸件质量检验方法 . 32 7.2 铸件的修补 . 33 八、结论 . 33 参考文献 . 34 致 谢 . 35 2 一、绪一、绪 论论 铸铁件广泛地应用在装备制造业、冶金、建筑、农机、给排水以及国防工业各部门， 如在机械制造业中，铸铁件所占比重约为机械重量的 40%85%。生产的铸铁件也是多种 多样的，质量从十几克到几百吨；厚度可以薄到 2 ，也可以达到 500 ；长度可以由 1 做到

3、30 的各种形状、各种用途、各种尺寸的铸件。 铸铁及铸铁件的特点： 熔化的铸铁溶液有很好的流动性，能够冲填很复杂、薄壁的铸型，能够得到很复杂 形状的铸铁件，如缸体、缸盖、机床床身、水泵叶轮、液压阀体等。 铸铁的收缩小，在一定条件下常常在没有冒口的条件下也可以得到致密的铸件，并 且形成应力和裂纹的倾向也很小。 铸铁的熔点较低，熔化的方法、采用的原料也很简单，较其它材料加工成型方法如 锻造、焊接等，铸铁件生产成本相对较低廉。 铸铁件能够迅速吸收振动。由于铸铁的集体中有石墨存在，割裂了金属基体的相互 联系，使得在振动时，尤其是机器在高速运动时，能够迅速吸收振动。铸铁件用在机器底 座有最好的效果。 铸

4、铁件具有良好的切削加工性能。 这也是因为铸铁中有石墨存在， 是切削容易断裂， 并成为天然的润滑剂。同时铸铁件有较小的切口敏感性。 铸铁件报废时，铸件可以回炉重熔，铸铁件的回用性好。 正因为铸铁件有一系列的优点，铸铁件的生产占铸件生产总量的比重最大，铸铁件的 品种几乎涵盖了从机械制造到日常生活的各种零部件，从工作母机床身箱体到汽车的缸体 缸盖，从采暖锅炉、排水管道到水泵阀门以及钟、鼎等艺术品和日常生活的炊具等。随着 现代科学技术的发展，人们对铸铁本质认识的提高，铸铁件不断得到广泛利用。 1 二、砂型铸造概述二、砂型铸造概述 2.1 定义定义 铸造一般可分为砂型铸造和特种铸造两大类。当直接形成铸型

5、的原材料主要为型砂， 且液态金属完全靠重力充满整个型腔时，这种铸造方法称为砂型铸造。 砂型铸造一般可分为手工砂型铸造和机器砂型铸造。前者主要适用于单件，小批量生 产以及复杂和大型铸件的生产，后者主要适用于成批，大量生产。 砂型铸造生产工艺流程：材料准备造型制芯下芯合箱炉料准备合金熔炼铸 件浇注落砂清理铸件检验热处理合格入库 2.2 特点特点 成形方便且适应性强 金属液态成型方法对工件的尺寸形状几乎没有任何限制，铸件的材料可以是铸铁，铸 钢，铸造铝合金，铸造铜合金等各种金属材料，也可以是高分子材料和陶瓷材料；铸件的 尺寸可大可小，形状可简单可复杂。 成本较低 由于成行方便，铸件毛坯与零件形状相近

6、，能节省金属材料和切削加工工时，使用原 材料来源广泛，可以利用废料、废件等，节约资源；因此，铸件的成本较低。 生产工艺简单，生产周期短 所用设备通常比较简单，操作简便，投资较少。 成形的组织性能较差 铸件晶粒粗大铸态组织，化学成分不均匀，力学性能较差。因此，以用作受力不 大或承受静载荷的机械零件，如箱体，床身，支架等常用铸件。 2.3 应用应用 随着现代科学技术的发展，人们对铸铁本质认识的提高，铸铁件得到了广泛应用。如 高强度、高弹性模量的灰铸铁在机床铸件的应用，由于熔化设备的改进和造型制芯技术的 进步以及国产的系列孕育剂、球化剂、蠕化剂的商品化，使高强度、薄壁铸铁件的铸造生 产技术得到了很快的发展和广泛的应用，灰铸铁表面激光强化技术应用于生产，人工智能 技术在灰铸铁性能预测技术的应用，都使灰铸铁件质量有大幅度的提高，不断地扩大了铸 铁件的应用范围。 依据铸件结构、重量、尺寸、数量不同，可选用不同的造型方式。在全部铸件产量中， 60%70%的铸件是用砂型生产的，主要是因为砂型铸造方法成本低、生产工艺简单，所以 汽车的