鑄造工藝設(shè)計內(nèi)容包括:鑄件工藝圖的設(shè)計,鑄件圖的設(shè)計,鑄型裝配圖的設(shè)計以及
工藝卡
的制作等 。應(yīng)用鑄造有關(guān)理論和系統(tǒng)知識生產(chǎn)鑄件的技術(shù)和方法。包括
造型材料
制備、造型、制芯、金屬熔煉、澆注和凝固控制等。
鑄造是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內(nèi),經(jīng)冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過程。鑄造是常用的制造方法,制造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復(fù)雜形狀和大型的鑄件,在機械制造中占有很大的比重,如機床占60~80%,汽車占25%,拖拉機占50~60%。由于現(xiàn)今對鑄造質(zhì)量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術(shù)向著精密化、大型化、高質(zhì)量、自動化和清潔化的方向發(fā)展,例如我國這幾年在精密鑄造技術(shù)、連續(xù)鑄造技術(shù)、特種鑄造技術(shù)、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術(shù)等方面發(fā)展迅速.
鑄造是一種古老的制造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,鑄大型鑄件的質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量,因此,鑄造在機械制造業(yè)中占有重要的地位。鑄造技術(shù)的發(fā)展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現(xiàn)了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續(xù)鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。
鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造用的主要材料是鑄鋼、鑄鐵、
鑄造有色合金
(銅、鋁、鋅、鉛等)等。
鑄造工藝可分為砂型鑄造工藝和特種鑄造工藝。
特種鑄造工藝有
離心鑄造
,低壓鑄造,
差壓鑄造
,增壓鑄造,石膏型鑄造
砂型鑄造是一種以砂作為主要
造型材料
,制作鑄型的傳統(tǒng)鑄造工藝。
砂型鑄造主要采用重力鑄造工藝:
重力鑄造是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝,也稱澆鑄。廣義的重力鑄造包括砂型澆鑄、金屬型澆鑄、熔模鑄造,泥模鑄造等;窄義的重力鑄造專指金屬型澆鑄。
砂型一般采用重力鑄造,有特殊要求時也可采用
低壓鑄造
、離心鑄造等工藝。砂型鑄造的適應(yīng)性很廣,小件、大件,簡單件、復(fù)雜件,單件、大批量都可采用。砂型鑄造用的模具,以前多用木材制作,通稱木模。木模缺點是易變形、易損壞;除
單件生產(chǎn)
的砂型鑄件外,可以使用尺寸精度較高,并且使用壽命較長的鋁合金模具或樹脂模具。雖然價格有所提高,但仍比金屬型鑄造用的模具便宜得多,在小批量及大件生產(chǎn)中,價格優(yōu)勢尤為突出。此外,砂型比金屬型
耐火度
_,因而如銅合金和黑色金屬等熔點較高的材料也多采用這種工藝。但是,砂型鑄造也有一些不足之處:因為每個砂質(zhì)鑄型只能澆注一次,獲得鑄件后鑄型即損壞,_重新造型,所以砂型鑄造的生產(chǎn)效率較低;又因為砂的整體性質(zhì)軟而多孔,所以砂型鑄造的鑄件尺寸精度較低,表面也較粗糙。
鑄造工藝設(shè)計涉及零件本身工藝設(shè)計,澆注系統(tǒng)的設(shè)計,補縮系統(tǒng)的設(shè)計,出氣孔的設(shè)計,激冷系統(tǒng)的設(shè)計,特種鑄造工藝設(shè)計等內(nèi)容。
零件本身工藝設(shè)計涉及到零件的加工余量,澆注位置、分型面的選擇,鑄造工藝參數(shù)的選擇,尺寸公差,收縮率,起模斜度,補正量,
分型負數(shù)
等的設(shè)計 。
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)金屬液進入鑄型型腔的通道,澆注系統(tǒng)設(shè)計得合理與否,對鑄件的質(zhì)量影響非常大,容易引起各種類型的鑄造缺陷,比如:澆不足、
冷隔
、
沖砂
、夾渣、夾雜、夾砂等等鑄造缺陷。澆注系統(tǒng)的設(shè)計包括澆注系統(tǒng)類型的選擇、內(nèi)澆口位置的選擇及澆注系統(tǒng)各組元截面尺寸的確定。此外,澆注系統(tǒng)的選擇也非常重要,那么怎樣才能選擇正確的澆注系統(tǒng)呢?
對于機械化流水線、大批量生產(chǎn),為了方便生產(chǎn)并有利于_鑄件的質(zhì)量,內(nèi)澆道一般設(shè)置在鑄型的分型面處,根據(jù)該鑄件毛坯的澆注位置及分型面的選擇,將內(nèi)澆道開設(shè)在鑄型的分型面處是屬于“中間注入式”澆注系統(tǒng)。液態(tài)金屬在澆注過程中難免會包含有_的“熔渣”,為了提高澆注系統(tǒng)的擋渣能力,適合于采用“封閉式”澆注系統(tǒng)。
在鑄造工藝中,鑄造工藝的設(shè)計對鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大,但是澆注系統(tǒng)的選擇方法的選擇也不容忽視。
補縮系統(tǒng)的設(shè)計是合理的設(shè)計冒口和補貼,以補償鑄件在凝固過程中產(chǎn)生的液態(tài)和凝固態(tài)的體收縮,以獲得健全的鑄件的一項工程技術(shù) 。
出氣孔用于排出型腔內(nèi)的氣體,_金屬液填充能力,排除先填充到型腔的過冷金屬液和浮渣,還可作為觀察型腔是否澆滿的的標志 。