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金屬型鑄造工藝的詳細(xì)介紹

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發(fā)表時間:2019-06-01 11:14

根據(jù)金屬型鑄造工藝的一些特點(diǎn),為了保證鑄件質(zhì)量,簡化金屬型結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮它的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,首先必須對鑄件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,并制訂合理的鑄件工藝。


一、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性分析

    金屬型鑄造結(jié)構(gòu)工藝性的好壞,是保證鑄件質(zhì)量,發(fā)揮金屬型鑄造優(yōu)點(diǎn)的先決條件。合理的鑄造構(gòu)應(yīng)遵循下列原則:

    1)鑄造結(jié)構(gòu)不應(yīng)阻礙出型,防礙收縮;2)厚差不能太大,以免造成各部分溫差懸殊,從而引起鑄件縮裂和縮松;3)限制金屬型鑄件的最小壁厚。

    另外,對鑄件非加工面的精度和光潔度應(yīng)要求適當(dāng)。


二 、鑄件在金屬型中的澆注位置

    鑄件的澆注位置直接關(guān)系到型芯和分型面的數(shù)量、液體金屬的導(dǎo)入位置,冒口的補(bǔ)縮效果,排氣的通暢程度以及金屬型的復(fù)雜程度等。選擇澆注位置的原則如下:

1.保證金屬液在充型時流功平穩(wěn),排氣方便,避免液流卷氣和金屬被氧化;

2. 有利于順序凝固,補(bǔ)縮良好,以保證獲得組織致密的鑄件;

3.型芯數(shù)目應(yīng)盡量減少,安放方便、穩(wěn)定、而且易于出型;

4.有利于金屬型結(jié)構(gòu)簡化,鑄件出型方便等。


三、 鑄性分型面的選擇


    分型面形式一般有垂直、水平和綜合分類(垂直、水平混合分型或曲面分型)三種。選擇分型面的原則如下:

1.為簡化金屬型結(jié)構(gòu),提高稿件精度,對形狀教簡單的鑄件**都布置在半型內(nèi),或大部分布置在半型內(nèi);

2.分型面數(shù)目應(yīng)盡量少,保證鑄件外形美觀,鑄件出型和下芯方便;

3.選擇的分型面應(yīng)保證設(shè)置澆冒口方便,金屬充型時流動平穩(wěn),有利于型腔里的氣體排出;

4.分型面不得選在加工基準(zhǔn)面上;

5,盡量避免曲面分型,減少拆卸件及活決數(shù)量。


四、 澆鑄系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    根據(jù)金屬型鑄造的某些特點(diǎn),在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時須注意以下幾點(diǎn):金屬澆注速度大,超過砂型的約20%。其次,在液體金屬充型時,型腔里的氣體要能順利排除,其流向應(yīng)盡可能與液流方向一致,順利的將氣體擠向冒口或出氣冒口;此外,應(yīng)注意使液體金屬在充型時流動平穩(wěn),不產(chǎn)生渦流,不沖擊型壁或型芯,更不可產(chǎn)生飛濺。

    金屬型的澆注系統(tǒng)一般分為頂注式、底注式和側(cè)注式三類。

1)頂注式,其熱分布較合理,有利于順序凝固,可減少金屬液的消耗,但金屬液流動不平穩(wěn),易進(jìn)法,鑄件高時,易沖擊型膠底部或型芯。若用于澆注鋁合金件,一般只適用于鑄件高度小于100毫米的簡單件;

2)底注式,金屬液流動較平穩(wěn),有利于排氣,但溫度分布不合理,不利于鑄件順利凝固;

3)側(cè)注式,兼有上述兩者的優(yōu)點(diǎn),金屬液流動平穩(wěn),便于集渣,排氣等,但金屬液消耗大,澆口清理工作量大。

    金屬型澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與砂型鑄造基本相似,但由于金屬型壁不透氣,導(dǎo)熱能力強(qiáng),因此要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu),能有利于降低金屬液流速,流動平穩(wěn),減少其對型壁的沖刷。除應(yīng)保證型腔內(nèi)氣體有充裕的時間排除外,還保證在充型過程中不得產(chǎn)生噴濺。

    當(dāng)用金屬型澆注黑色金屬時,由于鑄件冷速大,液流的粘度急劇增加,因此多采用封閉式澆口,其各部分截面積比例為:F內(nèi):F橫:F直=1:1.15:1.25


五、 冒口設(shè)計(jì)

    金屬型鑄造的冒口和砂型鑄造時具有同等的作用:即為補(bǔ)縮、集渣和排氣。它的設(shè)計(jì)原則也與砂型用冒口相同。由于金屬型冷卻速度大,而冒口又常采用保溫涂料或砂層,因此金屬型的冒口尺寸可比砂型的冒口小。

    金屬型鑄件的工藝參數(shù)

    由于金屬型工藝的特點(diǎn),其鑄件的工藝參數(shù)與砂型鑄件略有區(qū)別。金屬型鑄件的線收縮率不僅與合金的線收縮有關(guān),還與鑄件結(jié)構(gòu)、鑄件在金屬型中收縮受阻的情況、鑄件出型溫度,金屬型受熱后的膨脹及尺寸變化等因素有關(guān),其取值還要考慮在試澆過程中留有修改尺寸的余地。

    為取出金屬型芯和鑄件,在鑄件的出芯和出型方向應(yīng)取適當(dāng)斜度,對各種不同合金鑄件的鑄造斜度參閱有關(guān)手冊。

    金屬型鑄件精度一般比砂型鑄件高,所以加工裕量可較小,一般在0.5~4mm之間。

    在確定鑄件工藝參數(shù)之后,就可繪制金屬型鑄件工藝圖,該圖與砂型鑄件的工藝圖基本相同。


六、金屬型的設(shè)計(jì)


    鑄件工藝圖繪制之后,就可進(jìn)行金屬型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括確定金屬型的結(jié)構(gòu)、尺寸、型芯、排氣系統(tǒng)和頂桿機(jī)構(gòu)等。

對設(shè)計(jì)的金屬型應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單,加工方便,選材合理,安全可靠。.金屬型的結(jié)構(gòu)形式

1、金屬型的結(jié)構(gòu)形式

金屬型的結(jié)構(gòu)取決于鑄件形狀、尺寸大??;分型面數(shù)量;合金種類和生產(chǎn)批量等條件。按分型面位置,金屬型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式:

1.整體金屬型,鑄型無分型面,結(jié)構(gòu)簡單,但它只適用于形狀簡單,無分型面的鑄件;

2.水平分型金屬型,它適用于薄壁輪狀鑄件。

3.垂直分型金屬型,這類金屬型便于開設(shè)澆冒口和排氣系統(tǒng),開合型方便,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn);多用于生產(chǎn)簡單的小鑄件;

4.綜合分型金屬型:它由兩個或兩個以上的分型面組成,甚至由活塊組成,一般用于復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)。操作方便,生產(chǎn)中廣泛采用。


2、 金屬型主體設(shè)計(jì)

金屬型主體系指構(gòu)成型腔,用于形成鑄件外形的部分。主體結(jié)構(gòu)與鑄件大小,其在型中的澆注位置,分型面以及合金的種類等有關(guān)。在設(shè)計(jì)時應(yīng)力求使型腔的尺寸準(zhǔn)確;便于開設(shè)澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng),鑄件出型方便,有足夠的強(qiáng)度和剛度等。


3 、金屬型芯的設(shè)計(jì)

根據(jù)鑄件的復(fù)雜情況和合金的種類可采用不同材料的型芯。一般澆注薄壁復(fù)雜件或高熔點(diǎn)合金(如銹鋼、鑄鐵)時,多采用砂芯,而在澆注低熔點(diǎn)合金(如鋁、鎂合金)時,大多采用金屬芯。在同一鑄件上也可砂芯和金屬芯并用。


4 、金屬型的排氣

在設(shè)計(jì)金屬型時就必須有排氣設(shè)施,其排氣的方式有以下幾種:

1.利用分型面或型腔零件的組合面的間隙進(jìn)行排氣。

2.開排氣槽。即在分型面或型腔零件的組合面上,芯座或頂桿表面上做排氣槽。

3.設(shè)排氣孔。排氣孔一般開設(shè)在金屬型的最高處。

4.排氣塞是金屬型常用的排氣設(shè)施


5、 頂出鑄件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

金屬型腔的凹凸部分,對鑄件的收縮會有阻礙,鑄件出型時就會有阻力,必須采用頂出機(jī)構(gòu),方可將鑄件項(xiàng)出。在設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)時,須注意下面幾點(diǎn):防止頂傷鑄件,即防止鑄件被頂變形或在鑄件表面頂出凹坑;防止頂桿卡死,首先是頂桿與頂桿孔的配合間隙要適當(dāng)。如果間隙過大易鉆入金屬,過小則可能造成卡死的現(xiàn)象。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)**采用D4/dC4級配合。


6、 金屬型的定位、導(dǎo)向及鎖緊機(jī)構(gòu)


    金屬型合型時,要求兩半型定位準(zhǔn)確,、一般采用兩種辦法,即定位銷定位和“止口”定位。對于上下分型,而分型面為圓形時,可采用“止口”定位,而對于矩形分型面大多采用定位銷定位。定位銷應(yīng)設(shè)在分型面輪廓之內(nèi),當(dāng)金屬型本身尺寸較大,而自身的重量也較大時,要保證開合型定位方便,可采導(dǎo)向形式。


7、 金屬型材料的選擇

    從金屬型的破壞原因分析可以看到,制造金屬型的材料,應(yīng)消足下列要求:耐熱性和導(dǎo)熱性好,反復(fù)受熱時不變形,不破壞;應(yīng)具有一定的強(qiáng)度、韌性及耐磨性,機(jī)械加工性好。

鑄鐵是金屬型最常用的材料。其加工性能好,價廉,一般工廠均能自制,并且它又耐熱、耐磨,是一種較合適的金屬型材料。只是在要求高時,才使用碳鋼和低合金鋼。

    采用鋁合金制造金屬型,在國外已引起注意,鋁型表面可進(jìn)行陽極氧化處理,而獲得一層由Al2O3及Al2O3·H2O組成的氧化膜,其熔點(diǎn)和硬度都較高,而且耐熱、耐磨。據(jù)報(bào)導(dǎo)這種鋁金屬型,如采用水冷措施,它不僅可鑄造鋁件和銅件,同樣也可用來澆注黑色金屬鑄件。

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