鑄造技術(shù)：一文學(xué)會(huì)壓力鑄造

一、壓力鑄造（簡(jiǎn)稱(chēng)壓鑄）的實(shí)質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。壓鑄特點(diǎn)高壓和高速充填壓鑄型是壓鑄的兩大特點(diǎn)?！?/font>

優(yōu)點(diǎn)：

1.產(chǎn)品質(zhì)量好,鑄件尺寸精度高，表面光潔度好，強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造提高25~30％，但延伸率降低約70％；尺寸穩(wěn)定，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件。例如，當(dāng)前鋅合金壓鑄件最小壁厚可達(dá)0.3mm；鋁合金鑄件可達(dá)0.5mm；最小鑄出孔徑為 0.7mm；最小螺距為0.75mm。

2.生產(chǎn)效率高，機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國(guó)產(chǎn)JⅢ3型臥式冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄3000~7000次；壓鑄型壽命長(zhǎng)，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次，甚至上百萬(wàn)次；易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。3.經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良由于壓鑄件尺寸精確，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使用，或加工量很小，所以既提高了金屬利用率，又減少了大量的加工設(shè)備和工時(shí)；鑄件價(jià)格便易；

壓鑄缺點(diǎn)：

1). 壓鑄時(shí)由于液態(tài)金屬充填型腔速度高，流態(tài)不穩(wěn)定，故采用一般壓鑄法，鑄件易產(chǎn)生氣孔，不能進(jìn)行熱處理；2). 對(duì)內(nèi)凹復(fù)雜的鑄件，壓鑄較為困難；3).高熔點(diǎn)合金（如銅，黑色金屬），壓鑄型壽命較低；4).不宜小批量生產(chǎn)，其主要原因是壓鑄型制造成本高，壓鑄機(jī)生產(chǎn)效率高，小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)。

二、砂型鑄造以型砂和芯砂為造型材料制成鑄型，液態(tài)金屬在重力下充填鑄型來(lái)生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型制造簡(jiǎn)便，對(duì)鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長(zhǎng)期以來(lái)，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。

三、精密鑄造是用精密的造型方法獲得精確鑄件工藝的總稱(chēng)，它包括：熔模鑄造、陶瓷型鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、消失模鑄造。其中較為常用的是熔模鑄造：選用適宜的熔模材料制造熔模；在熔模上重復(fù)沾涂料與撒砂工序，硬化型殼及干燥；再將內(nèi)部的熔模溶化掉，獲得型腔；焙燒型殼以獲得足夠的強(qiáng)度，燒掉殘余的熔模材料，；澆注所需要的金屬材料；脫殼后清砂，從而獲得高精度的成品。根據(jù)產(chǎn)品需要或進(jìn)行熱處理與冷加工。

四、數(shù)控車(chē)床是數(shù)字程序控制車(chē)床的簡(jiǎn)稱(chēng)，集萬(wàn)能型車(chē)床、加工精度高的精密型車(chē)床和加工效率高的專(zhuān)用型車(chē)床的特點(diǎn)于一身，是國(guó)內(nèi)使用量最大，覆蓋面最廣的一種數(shù)控機(jī)床。

數(shù)控車(chē)床可分為臥式和立式兩大類(lèi)。臥式車(chē)床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車(chē)一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類(lèi)，又可分為單刀架數(shù)控車(chē)床和雙刀架數(shù)控車(chē)，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是4坐標(biāo)控制。雙刀架臥車(chē)多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。

發(fā)展方向：1 高速、高精密化；2 高可靠性；3 數(shù)控車(chē)床設(shè)計(jì)CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊化；4 功能復(fù)合化；5 智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化和集成化。

習(xí)題

1.大型鑄件不適合用精密鑄造工藝生產(chǎn)，你認(rèn)為主要原因是什么，并詳述精密鑄造工藝步驟。

答：5mX3mX2m?如果是失蠟鑄造的話首先做蠟型的時(shí)候就容易注不滿，蠟型冷卻時(shí)容易出現(xiàn)縮松凹陷等情況這么大的蠟型本身就很重由于重力也容易出現(xiàn)變形斷裂的現(xiàn)象。精密鑄件只適合小件批量生產(chǎn) 不適合大件鑄造公差大，收縮率，不好控制。

2.加工如下圖所示的水瓶（水瓶壁厚為0.5毫米），日產(chǎn)5000件。你打算采用何種工藝生產(chǎn)？并詳述該工藝的步驟。(10分)

答；PET塑料瓶在熔融狀態(tài)下的流變性較好，壓力對(duì)粘度的影響比溫度要大，因此，主要從壓力著手來(lái)改變?nèi)垠w的流動(dòng)性。塑料瓶在不同的環(huán)境中具有不同的使用狀態(tài)，所以在塑料瓶的熔融狀態(tài)下對(duì)流變性和粘度進(jìn)行有效的控制。（1）注塑機(jī)選用  PET塑料瓶由于在熔點(diǎn)后穩(wěn)定的時(shí)間短，而熔點(diǎn)又較高，因此需選用溫控段較多、塑化時(shí)自摩擦生熱少的注射系統(tǒng)，并且制品（含水口料）實(shí)際重量不能小于機(jī)器注射量的2/3。注塑機(jī)的選擇需要根據(jù)機(jī)器的注塑量和注射系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制，基于這些要求，我國(guó)近年開(kāi)發(fā)了中小系列的PET專(zhuān)用塑化系統(tǒng)，鎖模力按大于6300t/m2選用。
（2）塑料的處理  由于PET塑料瓶大分子中含有脂基，具有一定的親水性，粒料在高溫下對(duì)水比較敏感，當(dāng)水份含量超過(guò)極限時(shí)，在加工中PET塑料瓶分子量下降，制品帶色、變脆。困此，在加工前必須對(duì)物料進(jìn)行干燥，其干燥溫度為150℃，4小時(shí)以上，一般為170℃，3-4小時(shí)?？捎每丈浞z驗(yàn)材料是否完全干燥。使用用料時(shí)要對(duì)原料進(jìn)行一定的干燥，要注意不同的干燥溫度和時(shí)間限制，保證生產(chǎn)的塑料瓶具有良好的產(chǎn)品性能。回收料比例一般不要超過(guò)25%，且要把回收料徹底干燥。
（3）滯留時(shí)間  切勿使用過(guò)長(zhǎng)的滯留時(shí)間，以防止分子量下降。盡量避免300℃以上的溫度。若停機(jī)少于15分鐘。只須作空射處理；若超過(guò)15分鐘，則要用粘度PE清潔，并把機(jī)筒溫度降至PE溫度，直至再開(kāi)機(jī)為止。在對(duì)塑料瓶進(jìn)行滯留時(shí)間時(shí)要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不同的溫度中需要進(jìn)行的處理不同，要嚴(yán)格把握時(shí)間的限制。
（4）模具及澆口設(shè)計(jì)  PET塑料瓶胚一般用熱流道模具成型，模具與注塑機(jī)模板之間最好要有隔熱板，其厚度為12mm左右，而隔熱板一定能承受高壓。排氣必須充足，以免出現(xiàn)局部過(guò)熱或碎裂，但其排氣口深度一般不要超過(guò)0.03mm，否則容易產(chǎn)生飛邊。
（5）背壓  越低越好，以免磨損。一般不超過(guò)100bar。通常無(wú)須使用。（6）注射速度  一般注射速度要快，可防止注射時(shí)過(guò)早凝固。但過(guò)快，剪切率高使物料易碎。射料通常在4秒內(nèi)完成。

7）注意事項(xiàng)⑴回收料不能太大，否則易產(chǎn)生在下料處"架橋"而影響塑化，在對(duì)塑料進(jìn)行回收時(shí)，嚴(yán)格控制回收料的數(shù)量，保證塑料的塑化質(zhì)量。⑵如果模溫控制不好或料溫控制不當(dāng)，易產(chǎn)生"白霧"而不透明。要對(duì)模溫進(jìn)行嚴(yán)格的控制，否則會(huì)出現(xiàn)不想看到的事件，模溫低且均勻，冷卻速度快，結(jié)晶少則制品透明。

3.‘標(biāo)準(zhǔn)化’會(huì)給制造商帶來(lái)哪些好處？(5分)

答：1由專(zhuān)門(mén)化工廠大量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件，能保證質(zhì)量，節(jié)約材料，降低成本2選用標(biāo)準(zhǔn)件可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期3選用標(biāo)準(zhǔn)化的零件，在機(jī)械制造過(guò)程中可以減少刀具和量具的規(guī)格4具有互換性，從而簡(jiǎn)化機(jī)器的安裝和維修

4. 不論生產(chǎn)什么產(chǎn)品，正確的生產(chǎn)策略是：所有零部件廠家自己制造，因?yàn)檫@樣才能‘肥水不流他人田’，也就是說(shuō)廠家才能獲得最大利潤(rùn)。你認(rèn)為這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？(5分)

答：工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線較長(zhǎng)。①設(shè)備和工藝裝備比較簡(jiǎn)單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換；②對(duì)工人的技術(shù)要求較低；③可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間；④所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。

5.在磨削加工中，為什么要求砂輪的沙粒‘不斷脫落’？（5分）

答：砂輪上的沙粒相當(dāng)于無(wú)數(shù)把微小的車(chē)刀，如果砂輪的沙粒不脫落，那么一方面沙粒會(huì)被越磨越鈍，磨削能力下降，另一方面，一些磨屑會(huì)積累在砂輪磨粒之間的縫隙間，微觀上鋒利的砂輪磨削面會(huì)變鈍，導(dǎo)致磨削能力下降。如果砂輪所磨的材料較硬，則前一方面起主導(dǎo)作用，所磨材料較軟的話，則后一方面起主要作用雖然磨粒的劇烈破碎和脫落將使工件的尺寸精度下降，但是，適當(dāng)?shù)钠扑楹兔撀鋭t可更新鈍化的磨粒，在磨削過(guò)程中不斷產(chǎn)生新磨刃，人們把這種磨粒破碎、脫落稱(chēng)為砂輪的“自礪”作用。

6.美國(guó)福特汽車(chē)公司首創(chuàng)的流水線生產(chǎn)模式為什么能大幅度提高產(chǎn)品產(chǎn)量并且大幅度降低成本，請(qǐng)你羅列出所有的原因(5分)。

答：流水線使產(chǎn)品的生產(chǎn)工序被分割成一個(gè)個(gè)的環(huán)節(jié)，工人間的分工更為細(xì)致，產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量大幅度提高,極大促進(jìn)了生產(chǎn)工藝過(guò)程和產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。制成品被大量生產(chǎn)出來(lái)，尤其是多樣的日用品在流水線上變成了標(biāo)準(zhǔn)化商品。汽車(chē)生產(chǎn)流水線以標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)來(lái)降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的方式。