铸造工艺设计内容包括:铸件工艺图的设计,铸件图的设计,铸型装配图的设计以及
工艺卡
的制作等 。应用铸造有关理论和系统知识生产铸件的技术和方法。包括
造型材料
制备、造型、制芯、金属熔炼、浇注和凝固控制等。
铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内,经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程。铸造是常用的制造方法,制造成本低,工艺灵活性大,可以获得复杂形状和大型的铸件,在机械制造中占有很大的比重,如机床占60~80%,汽车占25%,拖拉机占50~60%。由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高,铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展,例如我国这几年在精密铸造技术、连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟技术等方面发展迅速.
铸造是一种古老的制造方法,在我国可以追溯到6000年前。随着工业技术的发展,铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量,因此,铸造在机械制造业中占有重要的地位。铸造技术的发展也很迅速,特别是19世纪末和20世纪上半叶,出现了很多的新的铸造方法,如低压铸造、陶瓷铸造、连续铸造等,在20世纪下半叶得到完善和实用化。
铸造主要工艺过程包括:金属熔炼、模型制造、浇注凝固和脱模清理等。铸造用的主要材料是铸钢、铸铁、
铸造有色合金
(铜、铝、锌、铅等)等。
铸造工艺可分为砂型铸造工艺和特种铸造工艺。
特种铸造工艺有
离心铸造
,低压铸造,
差压铸造
,增压铸造,石膏型铸造
砂型铸造是一种以砂作为主要
造型材料
,制作铸型的传统铸造工艺。
砂型铸造主要采用重力铸造工艺:
重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺,也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造,泥模铸造等;窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
砂型一般采用重力铸造,有特殊要求时也可采用
低压铸造
、离心铸造等工艺。砂型铸造的适应性很广,小件、大件,简单件、复杂件,单件、大批量都可采用。砂型铸造用的模具,以前多用木材制作,通称木模。木模缺点是易变形、易损坏;除
单件生产
的砂型铸件外,可以使用尺寸精度较高,并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。虽然价格有所提高,但仍比金属型铸造用的模具便宜得多,在小批量及大件生产中,价格优势尤为突出。此外,砂型比金属型
耐火度
_,因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。但是,砂型铸造也有一些不足之处:因为每个砂质铸型只能浇注一次,获得铸件后铸型即损坏,_重新造型,所以砂型铸造的生产效率较低;又因为砂的整体性质软而多孔,所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低,表面也较粗糙。
铸造工艺设计涉及零件本身工艺设计,浇注系统的设计,补缩系统的设计,出气孔的设计,激冷系统的设计,特种铸造工艺设计等内容。
零件本身工艺设计涉及到零件的加工余量,浇注位置、分型面的选择,铸造工艺参数的选择,尺寸公差,收缩率,起模斜度,补正量,
分型负数
等的设计 。
浇注系统是引导金属液进入铸型型腔的通道,浇注系统设计得合理与否,对铸件的质量影响非常大,容易引起各种类型的铸造缺陷,比如:浇不足、
冷隔
、
冲砂
、夹渣、夹杂、夹砂等等铸造缺陷。浇注系统的设计包括浇注系统类型的选择、内浇口位置的选择及浇注系统各组元截面尺寸的确定。此外,浇注系统的选择也非常重要,那么怎样才能选择正确的浇注系统呢?
对于机械化流水线、大批量生产,为了方便生产并有利于_铸件的质量,内浇道一般设置在铸型的分型面处,根据该铸件毛坯的浇注位置及分型面的选择,将内浇道开设在铸型的分型面处是属于“中间注入式”浇注系统。液态金属在浇注过程中难免会包含有_的“熔渣”,为了提高浇注系统的挡渣能力,适合于采用“封闭式”浇注系统。
在铸造工艺中,铸造工艺的设计对铸造产品的质量影响很大,但是浇注系统的选择方法的选择也不容忽视。
补缩系统的设计是合理的设计冒口和补贴,以补偿铸件在凝固过程中产生的液态和凝固态的体收缩,以获得健全的铸件的一项工程技术 。
出气孔用于排出型腔内的气体,_金属液填充能力,排除先填充到型腔的过冷金属液和浮渣,还可作为观察型腔是否浇满的的标志 。