熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能机床铸件的成形方法称为铸造 。凝固后得到一定形状和性能的金属件称为机床铸件。
铸造生产的特点:
1、 用铸造方法生产的机床铸件,不仅可以有复杂的外形,而且可以有复杂形状的内腔。这是其他金属成形方法极难办到的。
2、 用铸造方法要以制造出轮廓尺寸小到几毫米,大至十几米;重量小到几克,大至数百吨的机床铸件。
3、 机床铸件的形状与成品的零件相似,尺寸也相近,所以机械加工余量较小,并可节省机械加工工时。
4、 铸造生产中产生的金属废料、机床铸件废品以及各种外来废钢和金属切屑等,均可回炉重熔加以利用。
5、 铸造生产既能适应单件小批生产,也能适应成批大量生产。
据统计:在金属切削机床中,机床铸件的重理占机床总重的 70%~80%;在拖拉机中,机床铸件重量占50%~70%;在重型机械、矿山机械、水电设备中,机床铸件设备中,机床铸件重理约占85%以上。
一、铸造的基本程序:
配制型砂 造型(造芯) 烘干 铸型 落砂清理
二、常用造型、造芯方法:手工和机械
常用手工造型方法:按照砂箱特征分为两箱造型、三箱造型和地坑造型等;按照模样特征分为整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型和刮板造型等。
1、 整模造型
整模造型的模样是一个整体,分型面(铸型组元间的接合面)在模样的一端,而且大多是平面分型面。整模造型操作简便,适用于形状简单和各种生产批量的机床铸件。
2、 分模造型
分模造型的模样是分成两半的,分型面就在模样的分开处,而且是平面分型面。 分模造型的操作也很简便,应用于筒类、管类、阀体类形状比较复杂的各种生产批量的机床铸件。
3、 挖砂造型和假箱造型
挖砂,就是在下型的模样周围,将模样的最大界面以上的型砂挖去,以构成上、下型的分型面。 只适用于单件生产。
假箱造型,就是先制出一个并不用于合型、浇注的假型,用这个假型(即假箱)代替放模样的平底板。 一般用强度较高的型砂制成,以便能多次使用。当生产数量多时,可用木制的模样底板代替假箱。
4、 活块造型
有些机床铸件若制成整体模样,则在取模时,一些凸台不能与模样一起取出,如果制成凸台做成活块分离形式,则在制下砂型时,先用钉子将凸台活块定位,待凸台周围的型砂紧实后,再小心地拔掉钉子,取模样时,先取出主体模样,然后用钩针将凸台活块取出。
5、 三箱造型
当工件两端尺寸较大而中间部位尺寸较小时,就很难取一个分型面采用两箱造型法。此时可将机床铸件模样分割为三部分,使这三部分模样分别位于上箱、中箱和下箱中。
三箱造型操作过程比较复杂,生产效率低,只适用于单件生产。当生产数量较大时,可采用型芯构成机床铸件中间部位的外形,从而将三箱造型简化为两箱造型。
6、 刮板造型
用与机床铸件轮廓形状和尺寸相对应的木板,在填实型砂的砂箱中,刮制出上型和下型的型腔。
刮板造型操作比较复杂,对工人的操作水平要求较高,机床铸件的尺寸精度低,所以,刮板造型只适用于尺寸较大的旋转体类机床铸件,而且是单件或小量生产。
7、 地坑造型
是在地平面以下的砂坑中或特制的地坑中制造下型的造型方法。 地坑造型虽然节省砂箱,但是铸型制造过程比较复杂,准备砂床要用较多的工时,所以地坑造型只适用于单件生产。
三、机器造型和机器造芯
机器造型
1、 型砂的紧实方法 压实紧实法、震击紧实法、震压紧实法和抛砂紧实法。
2、 起模方法 顶箱、顶箱漏模和转台等起模方法。
机器造芯
1、 吹砂造芯
2、 射砂造芯
四、浇注系统
液态金属流入铸型型腔的一系列通道,称为浇注系统。
A 应能使液态金属均匀、平稳地流入并充满型腔
B 应能有效地防止熔渣、砂粒或其他杂质进入型腔
C 应能调节机床铸件的冷却凝固顺序或者补给金属液冷凝收缩时所需的液态金属。
典型的浇注系统由外浇道、直浇道、横浇道、内浇道和冒口组成。
外浇道的作用是缓和液态金属的冲力,使其平稳地流入直浇道。 直浇道是外浇道下面的一段上大下小的圆锥形通道,它的一定高度使液态金属产生一定的静压力,从而使液态金属能以一定的流速和压力充填型腔。 横浇道是位于内浇道上方呈上小下大的梯形通道。液态金属中的渣子、砂粒便浮在横浇道的顶面,从而可防止机床铸件产生夹渣、夹砂等缺陷,还起着向内浇道分配液态金属的作用。 内浇道与型腔相连,起着控制液态金属流速和流向的作用。冒口的作用是在液态金属凝固收缩时补充液态金属,防止机床铸件产生缩孔缺陷。冒口一般设置在机床铸件最高和最厚部位。