铸件设计与加工知识机械知识玩机械

????在设备研发过程中,零件的材料选取至关重要,而灰口铸铁作为绝大多数设备大件(主体结构件,例如底座、床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、铣头壳、横梁等)的主要材料,其性能有着其它材料无法比拟的优点:

1、材料特性的>点:

1)材料的热流动性能好。

2、)材料的线收缩率与体积收缩率小。

3)缺口敏感性小。

????具有抗压强度大,为本身抗拉强度的3-4倍,消震能力强,比铸钢件大10倍等较好的综合力学性能。

2、结构特性的优点:

1、可获得比铸钢更薄而复杂的铸件,铸件中残余内应力及翘曲变形较铸钢小。

2、表面光洁,因而加工余量比铸钢小,表面加工质量不高对疲劳极限不利影响小。

3、消震性高,常用来做承受振动的机座。

4、不同截面上性能较均匀,适于做要求高,而截面不一的较厚(大型)铸件。

3、铸造零件设计注意事项

1)结构设计尽量采用对称的结构形式,在零件的轮廓上尽量采用直线型轮廓(便于铸造),这样便于结构的受力均匀和形变均匀。

2)铸件的壁厚尽量均匀而过渡平滑,不要有太大的突兀,一些折边或转角媪坑媒洗蟮脑不」渡,以免产生铸造应力和加工应力。

3)筋板的布置要均匀而有序,或成矩形,或成环型,既不能布置过密(结构上导致无法铸造),也不能布置太稀疏(结构刚性不足),要充分考虑铸造零件的受力特点,该加筋板的地方加筋板,该留空的地方尽量留空。

4)轮廓最小化处理,在满足刚性要求和结构特点的前提下,要尽量缩小铸造零件的体积(外形尺寸),这样不仅可以节约铸造成本,也更便于铸造造型(木模设计与制作),同时也可以让零件结构更紧凑。

5)机械加工面尽量减少,一些不重要的面或者没有要求的面,不要放置加工符号,因为放置了加工符号就意味着这个面会预留加工余量,无论是从铸造成本和加工成本来说都是不合算的。

????当然如果是一定要保证的面那也一定要放置加工符号,如果没有加工符号,那铸造出来的零件可能没有加工余量,所以加工符号的放置一定要谨慎而严谨。

6)充分考虑铸造过程中的分型面的设置和离心的放置问题,还有不要有封闭的型腔,因为这在最后将导致无法清理废沙等,如果自己无法命了所有知识点,建议多和铸造厂的技术工程师沟通,并按他们的要求对图纸作相应的修改,这样是最理想的途径。

7)鞫ㄒ设置吊装孔,这是很多初学设计的人容易忘记的一个点,因为一般牵涉到要铸造的零件,很多都是很大很重的零件,如何吊装是必须要考虑的,吊装孔的设置不单要考虑单个零件的吊装,还要考虑整台设备如何吊装,所以吊装孔的位置就显得尤为重要了。

8)对铸件成型后的鞔理要求(去除铸造内应力)——时效处理,这个要作为一个硬性规定写进图纸的技术要求里面,同时要在和铸造厂签订的合同里有所体现,以保证铸件的材质均匀和稳定性。

铸造零件的铸造过程注意事项

????在零件的铸造过程中,我们主要是考虑是用木模餍突故鞘毕卤冉狭餍械南失模造型,我们现在来介绍一下这两种造型方法的区别和优缺点。

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二、木模造型的优点:

1、模具材料节能环保(相对于金属模具和消失模造型而言)。

2、能够多次重复使用(80-120次),极大的降低了铸造成本。

3、木模制作与加工方便,可以采用机械加工也可以采用手工制作。

4、模具有损坏或缺失,修补更容易和简便,同时维修成本也很低。

5、木材密度小,质量轻,在模具造型过程中容易放置,造型完毕后也更容易起模。

6、制作木模的材料於猿杀窘系停也更容易获得。

????木模造型的缺点是:

1、木模更容易磨损和损坏,在模具使用一定次数后,容易产生铸件壁厚增加或存在缺角的现象。

2、木模不利于保存,因为木头始终是有一定的使用寿命的,在保存和放置上要求更高一些。

3、容易产生造型误差,因为在造型过程中,木模起模时容易产生沙箱的塌陷,很多位置可能无法用肉眼直接观察到,所以存在一定铸造废品风险。

????消失模铸造法也称为气化模铸造法,其优点主要有:

1、简化了模型,无需起模,这也避/了起模过程中的铸造缺陷的产生。

2、铸件尺寸精度和表面光洁度显著得到了显著提高。

3、简化了工艺,填砂的过程就是造型的过程,使得工人的劳动强度和劳动条件得到了大幅度的改善,在相同产量的情况下,对工人的技术熟练程度要求降低。

4、带有孔或内腔的铸件不再需要下离芯,简化了造型难度。

5、采用无任何粘结剂的干砂造型,消除了水,粘结剂和其它附加物带来的铸造缺陷。

6、易于实现机械化和自动化生产,由于生产工序的减少和必要设备的简化,使得投资也相应减少。

7、节材、节能,旧砂回用率可达95%以上,不需要像粘土砂生产线那样的砂处理成套设备。

8、铸件成本可降低10%-40%左右,提升了产品的市场竞争力。

消失模造型的缺点:

1、对模型的制作水平要求比较高,尤其是对工人的熟练程度要求比较高。

2、大批量生产的重复制模强度大,因为每个模型只能使用一次。

3、造型容易出现错误和一些板筋的遗漏情况,同时过渡的圆角处理没有木模来得那么美观和均匀。?

????综合以上的铸造特性,我们的建议是:如果是单件或者小批量的铸造零件,请尽量使用消失模铸造,如果是大批量的铸造零件,则应该考虑采用木模造型来铸造。

三、铸造零件的加工

1、在进入正式的机械加工前,要对铸造零件进行一次去内应力时效处理,这个工序的目的是消除零件因为铸造而产生的内应力,并提高零件的切削性能,减少零件对刀具的磨损,也提高零件加工后加工精度的稳定性。

2、零件进入划线工序,专业的划线工序是每个铸造零件的必经过程,划线的工人师傅通过加工图纸的标准和要求,对还是毛坯状态的零件进行粗加工的划线操作,这个操作的意义如下:

1)确零件是有足够的加工余量,并无明显的变形和损坏。

2)均匀分布零件的加工余量,并对一些有变形的零件进行适当的加工纠正。

3)明确加工工序的要求,对于粗加工工序的尺寸作出明显的划线提示。

3、零件的粗加工,零件从毛坯到粗加工,通常要去除的余大概在3-7mm左右,我们设计的理论预留余量应该是单边5-10mm之间,这个需要根据设计者所处的行业和周边配套企业的成熟度来选取(例如铸造厂的毛坯质量稳定性,变形的大小,铸造缺陷的多少,加工厂的加工精度和能力等等)。

????通常应该是在5-10mm,如果选的余量过小,可能出现铸件没有加工余量的尴尬,如果选取的加工余量太大,一个是铸造成本浪费,同时也给机械加工增加了加工成本,总之在初加工后,我们给半精加工的预留余量一般为单边3mm左右。

4、零件的二次时效处理,在零件进入半精加工之前,对于一些重要的铸件言,需要进行二次时效处理,这次时效处理的目的是去除粗加工应力和铸造残余内应力,以保证零件在进入半精加工后的加工质量稳定性。

5、零件的半精加工工序,零件进入半精加工工序后,对零件的加工要格外的谨慎一些,因为这个时候在这个零件上企业已经投入了相当大的成本,同时因为半精加工也是比较容易废零件的工序,所以在加工过程中要特别注意,且要对零件的防锈处理要做到及时到位。

????零件加工完毕后要及时的上防锈油并覆盖防锈薄膜,同时零件的放置尽量要单件单独放置,不可再有叠堆放置的情况,半精加工后,零件给精加工的流量一般在0.3-0.5mm左右。

????同时在进行零件精加工的时候,零件的夹紧也是有诀窍的,零件的夹紧只要能满足加工要求就行了,不要用加强杆杆死命的用力夹紧,这样当零件加工完毕放开的时候,会产生一定的弹性变形,从而导致精度失准。

THE END
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