進階篇:3.3)DFM-鑄造件設計總章


本章目的:各種鑄造工藝了解,DFM-鑄造件的設計准則是依據哪種工藝。

 

1.鑄件(鑄造件)概念

 

1.1 鑄件定義

鑄造件,又稱鑄件,是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件,即把冶煉好的液態金屬,用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預先准備好的鑄型中,冷卻后經打磨等后續加工手段后,所得到的具有一定形狀,尺寸和性能的物件。

 

1.2 鑄件歷史

鑄件應用歷史悠久。古代人們用鑄件作和一些生活用具。近代,鑄件主要用作機器零部件的毛坯,有些精密鑄件,也可直接用作機器的零部件。鑄件在機械產品中占有很大的比重,如拖拉機中,鑄件重量約占整機重量的50~70%,農業機械中占40~70%,機床、內燃機等中達70~90%。各類鑄件中,以機械用的鑄件品種最多,形狀最復雜,用量也最大,約占鑄件總產量的60%。其次是冶金用的鋼錠模和工程用的管道、以及生活中的一些工具。
鑄件也與日常生活有密切關系。例如經常使用的門把、門鎖、暖氣片、上下水管道、鐵鍋、煤氣爐架、熨斗等,都是鑄件。

 

1.3 鑄件分類

鑄件有多種分類方法:
按其所用金屬材料的不同,分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學成分或金相組織進一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等;
按鑄型成型方法的不同,可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應用最多,約占全部鑄件產量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件,多是壓鑄件。

 

2.各種鑄件的成型工藝簡介

2.1 壓鑄(壓力鑄造)

作者這里的壓力鑄造就是指壓鑄。和機械設計手冊一致。

壓力鑄造是用金屬鑄型,在高壓、高速下充型,在壓力下快速凝固。效率高、精度高,但壓鑄機、壓鑄型制造費用高。

應用范圍是:大批量生產,以鋅合金、鋁合金、鎂合金及銅合金為主的中小型薄壁鑄件,也用於鑄鐵件。

 

 

2.2 砂型鑄造

 

就是用砂子制造鑄模。 砂模鑄造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模樣),然后在模樣周末填滿砂子,開箱取出模樣以后砂子形成鑄模。
為了在澆鑄金屬之前取出模型,鑄模應做成兩個或更多個部分;在鑄模制作過程中,必須留出向鑄模內澆鑄金屬的孔和排氣孔,合成澆注系統。 鑄模澆注金屬液體以后保持適當時間,一直到金屬凝固。 取出零件后,鑄模被毀,因此必須為每個鑄造件制作新鑄模。

 

 

 

2.3 熔模鑄造

又稱失蠟鑄造,包括壓蠟、修蠟、組樹、沾漿、熔蠟、澆鑄金屬液及后處理等工序。失蠟鑄造是用蠟制作所要鑄成零件的蠟模,然后蠟模上塗以泥漿,這就是泥模。泥模晾干后,在焙燒成陶模。一經焙燒,蠟模全部熔化流失,只剩陶模。一般制泥模時就留下了澆注口,再從澆注口灌入金屬熔液,冷卻后,所需的零件就制成了。

鑄件精度高,表面質量好,但壓型制造費用高,工序繁多。手工操作時,勞動條件差。

應用范圍是:各種生產批量,以碳鋼、合金鋼為主的各種合金和難於加工的高熔點合金復雜零件為宜,鑄件質量一般小於10kg。

 

2.4 離心鑄造

是將液體金屬注入高速旋轉的鑄型內,使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術和方法。離心鑄造所用的鑄型,根據鑄件形狀、尺寸和生產批量不同,可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內敷以塗料層或樹脂砂層的鑄型。

應用范圍是:單件、成批大量生產的鐵管、銅套、軋輥、金屬軸瓦、氣缸江套等旋轉體型鑄件。

 

3.鑄造件的DFM

依據依據鑄造件工藝的不同,DFM需要遵循對應的設計准則,這點才是麻煩的地方!

也就是說,DFM-鑄造件設計,必須分類!

分成:

①DFM-壓鑄件設計;

②DFM-砂型鑄造件設計;

③DFM-熔模鑄造件設計;

④DFM-離心鑄造件設計;

……

如上圖所示,我們也知道,壓鑄和熔模鑄造還是有很大不同的。

所以設計時一定要分清楚,你手頭上的這種鑄造件是什么工藝。

 


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