金属材料与热加工基础 教案 李蕾 第六章铸造加工及应用.docx

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1、金属材料与热加工基础课程教案系（部）教研室课程代码学分课程性质必修（）专业选修（）公共选修（）授课专业授课班级任课教师职称考核方式金属材料S技加工及砒数案（章节备课）章次第六章铸造加工及应用课时安排总学时数：8理论教学时数,8实验教学时数：习题讨论时数：学的陈攵1要数目与本章主要通过铸造加工及应用的学习，了解砂型铸造工艺设计及铸件结构的工艺性，掌握砂型铸造及常用特种铸造的特点、应用范围，初步具有砂型铸造手工造型和工艺设计、合理选择毛坯或零件铸造加工方法的能力。本章1合金的铸造性能合金的流动性合金的收缩知识铸造砂型铸造方法及应用Vr砂型铸造工艺过程砂型铸造工艺设计结构图示加J工及应用常用特种铸造

2、的应用I生产中常见问题分析铸件的结构工艺性（金属型铸造压力铸造离心铸造1熔模铸造章重点与难点重点：1.合金的铸造性能2 .砂型铸造的工艺过程3 .砂型铸造工艺设计难点：砂型铸造工艺设计1教法：（1）案例引导法（2）问题法（3）小组讨论法教学方法手段（4）实验法2.学习法：（1）文献查阅法（2）分组合作学习法（3）自主学习法3.教学手段：多媒体、教学视频。主要参考资料金属材料与热加工基础备注金属材料S技加工及砒数案（课时备课）第1次课1.5学时第一节认识合金的铸造性能次点点本重难重点：合金的流动性和收缩难点：合金的流动性和收缩学容进4教内与E一、案例导入2008年北京奥运会颁奖音乐被称作“金玉齐

3、声”、曾侯乙编钟铸造定义：铸造是将液态金属浇入到铸型型腔中，待其冷却凝固后获得具有一定形状和性能铸件的成形方法。特点：（1）适合制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的毛坯或零件。（2）铸件的大小几乎不受限制（3）铸造生产工艺简单，且使用的材料价格低廉，范围广（4）铸造生产工序较多，易产生铸造缺陷，废品率较高。分类：砂型铸造和特种铸造两大类。合金的铸造性能：指某种合金在一定的铸造工艺条件下获得优质铸件的能力，即在铸造生产中表现出来的工艺性能。二、合金的流动性1 .流动性的概念及测定2 .流动性对铸件质量的影响金属液的流动性好，充型能力就强，容易获得尺寸准确、外形完整和轮廓清晰的铸件。备注：排3.影响

4、流动性的因素（1）化学成分（2）浇注条件：浇注温度、浇注压力（3）铸型条件三、合金的收缩1收缩的概念铸件在由液态向固态的冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩，收缩过程经历三个阶段。2 .收缩对铸件质量的影响（1）缩孔和缩松的形成（2）缩孔的预防3 .影响收缩的因素（1）化学成分（2）工艺条件合金的收缩导致铸件产生缩孔和缩松，铸造内应力、变形和裂纹等缺陷，对铸件质量有着不利影响。四、小结及作业布置金属材料与忿加工及砒敖案（课时备课）第2次课4学时第二节砂型铸造方法及应用次点点本重难重点：砂型铸造工艺过程、工艺设计及铸件的结构工艺性难点：砂型铸造工艺过程、工艺设计及铸件的结构工艺性学容进安非

5、教内与程排一、砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程主要包括：制作模样和芯盒一配制型（芯）砂一造型、造芯f合型一熔炼合金f浇注一落砂清理和检验。（一）制作模样和芯盒（二）配制型（芯）砂对型砂和芯砂的性能要求是应具有足够的强度、较高的耐火性、良好的透气性和较好的退让性。（三）造型方法造型是用模样和型砂制成与铸件形状和尺寸相适应的铸型的过程，分为手工造型和机器造型两大类。1.手工造型定义：全部用手工或手动工具完成的造型工序。特点：操作灵活、工艺装备（模样、芯盒、砂箱等）简单、生产准备时间短、适应性强，造型质量一般可满足工艺要求，但生产率低、劳动强度大、铸件质量较差，主要用于单件小批生产。（1）整模造

6、型整模造型是将模样做成与零件形状相似的整体结构的造型方法。其特点是把模样整体放在一个砂箱内，并以模样一端的最大表面作为铸型的分型面，操作简单，整模造型适用于形状简单的铸件，如盘、盖类等铸件。（2）分模造型模样分为两半，造型时模样分别在上、下型内进行造型的方法。其特点是：模样是分开的，模样的分开面（称为分型面）必须是模样的最大截面，以利于起模。分模造型适用于形状复杂的铸件，如套筒、管子和阀体等铸件。（3）活块造型当模样上有妨碍起模的侧面伸出部分（如小凸台）时，常将该部分做成活块。起模时，先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块单独取出，这种方法称为活块造型。用钉子连接的活块造型时，应注意先将活块四

7、周的型砂塞紧，然后拔出钉子。（4）挖砂造型当铸件按结构特点需要采用分模造型，但由于条件限制（如模样太薄，制模困难）仍做成整模时，为便于起模，下型分型面需挖成曲面或有高低变化的阶梯形状（称不平分型面），这种方法叫挖砂造型。（5）三箱造型用三个砂箱制造铸型的过程称为三箱造型。前述各种造型方法都是使用两个砂箱，操作简便、应用广泛。但有些铸件如两端截面尺寸大于中间截面时，需要用三个砂箱，从两个方向分别备注：起模。（6）刮板造型尺寸大于50OmnI的旋转体铸件，如带轮、飞轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加工时间及费用，可以采用刮板造型。刮板是一块和铸件截面形状相适应的木板。造型时将刮板绕着固定的

8、中心轴旋转，在砂型中刮制出所需的型腔。（7）地坑造型直接在铸造车间的砂地上或砂坑内造型的方法称为地坑造型。大型铸件单件生产时多采用地坑造型。造型时需考虑浇注时能顺利将地坑中的气体引出地面，常以焦炭、炉渣等透气物料垫底，并用铁管引出气体。2 .机器造型机器造型就是用机器全部完成或至少完成紧砂、起模操作的造型方法。它可大大提高生产率，改善劳动条件，提高铸件精度和表面质量。但由于设备投资大，主要用于成批、大量生产。（四）造芯方法3 .砂芯的作用（1）形成铸件的内腔及孔对于一些形状复杂的内腔，必须用砂芯来形成，这是砂芯一个非常重要的作用。（2）形成铸件的外形对于形状较为更杂的铸件，凸台、凸块较多，妨碍

9、起模，以及有复杂曲面形状，外模制作困难，常用砂芯来形成铸件外部形状。4 .提高砂芯性能工艺方法（1）提高砂芯的强度和刚度（2）通气5 .常用造芯方法（1）手工造芯1）用整体芯盒造芯2）用分开式芯盒造芯3）可拆式芯盒造芯4）用刮板造芯（2）机器造芯（五）合金熔炼与浇注1 .合金熔炼（1）铸铁熔炼（2）铸钢熔炼（3）有色金属冶炼2.浇注（1）浇注系统的定义及作用（2）浇注（3）铸件的落砂和清理二、砂型铸造工艺设计（一）浇注位置的选择选择原则如下：1 .铸件的重要加工表面应朝下或直立2 .铸件上的大平面应尽可能朝下3 .铸件的薄壁部位应置于下部（二）分型面的选择选择铸件分型面应满足造型工艺的要求，同

10、时考虑有利于铸件质量的提高。选择原则如下：1 .应使铸件全部或大部分置于同一砂箱中2 .应尽量选用平直的分型面，简化造型工序3 .应尽量使型腔及主要型芯位于下型（三）工艺参数的确定1 .铸造收缩率2.机械加工余量3.起模斜度4.铸造圆角5.芯头三、铸件的结构工艺性（一）合金铸造性能对铸件结构的要求2 .铸件的壁厚应合理3 .铸件的壁厚应尽量均匀4 .铸件壁的连接应采用圆角和逐步过渡5 .铸件结构应能减少变形和受阻收缩。四、小结及作业布置金属材料S技加工及砒数案（课时备课）第3次课1.5学时第三节常用特种铸造的应用次点点本重难重点：砂型铸造工艺过程、工艺设计及铸件的结构工艺性难点：砂型铸造工艺过

11、程、工艺设计及铸件的结构工艺性学容进安等教内与程排特种铸造是砂型铸造以外的其它铸造方法。一、金属型铸造定义：在重力的作用下将液态金属浇入金属制成的铸型中获得铸件的方法。金属型可连续使用儿千次至数万次，也称“永久铸型”。1 .金属型的构造根据分型面位置的不同，金属型可分为垂直分型式、水平分型式和复合分型式三种结构，其中垂直分型式金属型开设浇注系统和取出铸件比较方便，易实现机械化，应用较广。2 .金属型铸造的特点及应用特点是：（1）实现了“一型多铸”，生产率高，劳动条件得到改善。（2）金属型铸件冷却速度快，组织致密，力学性能高。（3）铸件的尺寸精度和表面质量均优于砂型铸造件。尺寸精度达IT1216

12、,Ra值平均可达6.312.5口m。（4）金属型制造成本高、周期长；铸件不透气、无退让性、铸备注：件冷却速度快，易产生气孔、应力、裂纹、浇不足、冷隔、白口等铸造缺陷。应用于有色金属铸件的大批量生产中。如铝合金的活塞、汽缸体、汽缸盖、铜合金轴瓦、轴套等。对于黑色金属，只限于形状简单的中小铸件。二、压力铸造压力铸造是将液态金属在高压下迅速注入铸型，并在压力下凝固而获得铸件的铸造方法，简称压铸。压铸是在专门的压铸机上进行的。压力铸造与其它铸造方法相比，有下列优点：（I）压铸件尺寸精度高，表面质量好，尺寸公差等级为TT11-1T13,表面粗糙度Ra值为6.316um,可不经机械加工直接使用，而且互换性好。（2）可以压铸壁薄、形状复杂以及具有很小孔和螺纹的铸件，如锌合金的压铸件最小壁厚可达08mm,最小铸出孔径可达0.8mm、最小