1、机械制造工艺基础第五版第一章铸造电子教案教案单元计划单元小结教案理 论 课 教 案任课教师： 班级：10级车 日期：第一章 铸造单元计划目的要求了解砂型铸造的特点、造型的方法及对砂型的要求；熟悉铸件的常见缺陷并了解其产生的原因；了解常用的特种铸造方法、特点及应用。重点铸造的分类；砂型铸造的工艺过程； 特种铸造的分类。难点砂型铸造的工艺过程课时安排概述（1个课时）砂型的制作（3个课时）浇注、落砂和清理（1个课时）特种铸造简介（2个课时）复习（1个课时）讲解习题册（1个课时）理 论 课 教 案任课教师： 班级： 10车、铣、钳 日期：课程名称机械制造工艺基础授课内容教材对应位置审批：概述章节一1授
2、课时数1授课时间第 一 周授课方式讲授法教学目标认 知 目 标掌握铸造的定义分类。掌握砂型铸造的定义及分类。了解各种铸造方法的特点。情 感 目 标热爱本专业专业能力目标掌握铸造的定义分类。掌握砂型铸造的定义及分类。铸造的应用。教学重难点教学重点铸造的定义及分类。砂型铸造的定义与分类。教学难点砂型铸造的工艺过程突破方法通过观看铸造的加工视频、例举常见的铸造零件的实例加强理解。自主探究学生自行讨论在实际中所见到的铸造。教 具多媒体教学过程主要内容及步骤组织教学维持秩序、清点人数复习提问机械制造的工艺过程导入新课把原材料制成毛坯是零件加工的前提，通常是由热加工工序来完成。确定零件的结构时，必须与毛坯
3、制造的工艺特点相适应，机械加工常用的毛坯有铸件、锻件、焊件和型材。本章着重介绍应用普遍的铸造。讲授新课第一章 铸造11 概述铸造：将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法。铸件：铸造所得到的金属工件或毛坯。 一、 铸造的分类教学过程主要内容及步骤讲授新课铸造按生产方法的不同，铸造可分为砂型铸造和特种铸造两大类。铸造步骤：（1）制造具有和零件形状相适应空腔的铸型。（2）制备成分、温度都合格的液态金属。（3）将液态金属浇注入铸型的空腔内。（4）凝固后取出铸件并清理它的表面和内腔。1砂型铸造砂型铸造：用型砂紧实成形的铸造方法。 砂型铸造的工艺过程：造型造芯烘干合
4、型浇注落砂清理铸件检验。 图13齿轮毛坯的砂型铸造工艺过程2特种铸造特种铸造：砂型铸造以外的其他铸造方法。 常用的特种铸造包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。此外特种铸造还包括低压铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、密封铸造、连续铸造、密封铸造。二、 铸造的特点1优点 1）可以铸造各种形状复杂的铸件。2）铸件的尺寸与质量几乎不受限制。3）可以铸造任何金属和合金铸件。4）生产设备简单，投资少，原料来源广，成本低。5)减少了切削加工工作量，节省大量金属材料。教学过程主要内容和步骤讲授新课 2缺点1）生产工序繁多，工艺过程较难控制，易产生缺陷。2）铸件尺寸均一性差，尺寸精度低。3）与锻件相比，铸
5、件内在质量差，承载能力弱。4）生产工作环境差，温度高，粉尘多，劳动强度大。巩固练习将熔融的金属_、_或_铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能铸件的方法称为铸造。砂型铸造可分为_和_。常见的特种铸造有哪些？课堂小结本节课主要讲解了铸造的定义分类，掌握砂型铸造的定义过程、特种铸造的定义过程，了解铸造的优缺点。作业布置铸造的定义及分类？简述砂型铸造的工艺过程？教后记通 通过观看视频可以加强学生在直观上的理解，有条件的话可以带领学生去参观工厂。理 论 课 教 案任课教师： 班级：10级车、铣、钳 日期：课程名称机械制造工艺基础授课内容教材对应位置审批：砂型的制作章节一2授课时数1授课时间第一周授
6、课方式讲授法教学目标认 知 目 标掌握造型的材料、对型砂和芯砂的要求。熟悉制造模样和芯盒注意的问题；掌握造型的方法。情 感 目 标热爱本专业专业能力目标掌握造型材料的组成制作；能够熟练的制作砂型、模样和芯盒。教学重难点教学重点造型材料的组成；型砂、芯砂的性能要求；砂型、模样芯盒的制作；造型的方法教学难点模样、芯盒的制作；造型的方法。突破方法结合常见的零件的砂型制作方法讲解自主探究讨论在不同零件的制作中砂型和模样的制作。教 具多媒体教学过程主要内容及步骤组织教学维持秩序、清点人数 复习提问铸造的定义及分类？砂型铸造的工艺过程？导入新课砂型铸造指用型砂紧实成型的铸造方法，占铸件总质量80%。砂型铸
7、造过程包括：制模和制型芯盒，制备型砂和型芯砂，造型、制型芯，砂型和型芯烘干，合箱，熔化金属及浇注，落砂及清理等。讲授新课12 砂型的制作一、造型材料和砂型1造型材料教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课造型材料是制造砂型和砂芯的材料，包括砂、黏土、有机或无机粘结剂和其他附属物。（1）砂 常指硅砂，成分是二氧化硅，为耐火颗粒物。（2）黏土 二维层状构造水化硅酸铝。（3）粘结剂 加入粘结剂的作用是使型砂、芯砂具有一定的强度和可塑性。（4）附属物 除粘结剂以外能改善型砂、芯砂性能而加入的物质。2型砂和芯砂按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合材料称为型砂。按一定比例配合的
8、造型材料，经过混制，符合造芯要求的混合材料称为芯砂。芯砂、型砂应具有以下几方面的性能要求:(1)可塑性 （2）强度 （3）耐火性（4）透气性 （5）退让性在铸造过程中，型芯被熔融金属包围，工作条件恶劣，因此，芯砂比型砂应具有更高的强度、耐火性、透气性和退让性。3砂型用型砂制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体为砂型。当砂型用砂箱支撑时，砂箱也是铸型的组成部分。砂型的制作是砂型铸造工艺过程的主要工序。制造砂型即使使用造型材料，借助模样和芯盒造型造芯，以实现铸件的外形和内型的要求。二、模样与芯盒1模样与芯盒模样是用来形成铸型型腔的工艺装备。使用模样可以获得与零件外轮廓相似的型腔。
9、常用有：木模，金属模、塑料模等。型芯又称砂芯，是用于形成铸件内腔和较大孔的填充物。它是以石英砂为基础添加粘接剂和附加物而成。2制造模样与芯盒的注意要点教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课（1）分型面 分型面是指铸件组元间的接合面。选择分型面时，应使分型面具有最大水平投影尺寸；尽量满足浇注位置的要求；应起模方便，简化造型工艺。1）、分型面尽量为平面，不用或少用曲面。2）、分型面数量应尽可能少。3）、分型面应能使整个铸件或铸件的重要表面、基准面在铸型的同一组元内。 4）、分型面的选择应避开活块，减少型芯或师型芯安置方便、稳固。（2）收缩余量 为了补偿铸件收缩，模样比铸件图样尺寸增大的
10、数值。（3）加工余量 为了保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸造工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金属层厚度。（4）起模斜度 起模斜度是指为使模样容易从铸型中取出或型芯从芯盒中脱出，在模样或芯盒上平行于起模方向所设的斜度。（5）铸造圆角 制造模样时，凡相邻两表面的交角，都应作成圆角。教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课（6）芯头 为了保证型芯在铸造中得到正确的定位和支撑，模样与型芯均应设芯头。1上型 2分型面 3型芯 4支座型腔 5芯头 6下型 模样上：模样的突出部分 型芯上：型芯的外伸部分巩固练习习题册填空题15课堂小结本节课主要讲解了砂型制作的造型材料和砂型以及模样和芯盒的
11、制造。 作业布置1、造型材料的定义以及性能要求？2、制作模样和芯盒的注意要点？教后记通过观看视频学生了解了造型材料和模样的制造，在感性上有了了解，有条件的话可实习训练。理 论 课 教 案任课教师： 班级：10级车、铣、钳 日期：课程名称机械制造工艺基础授课内容教材对应位置审批：砂型的制作章节一2授课时数2授课时间第二周授课方式讲授法教学目标认 知 目 标掌握造型的概念和分类。掌握手工造型的各种制造方法以及工艺。掌握造芯的概念和工艺过程。掌握浇注系统及冒口的组成及作用。掌握合型的制造工艺。情 感 目 标热爱本专业专业能力目标手工造型的各种制造方法以及工艺。造芯的概念和工艺过程。浇注系统及冒口的组
12、成及作用。合型的制造工艺。教学重难点教学重点造型的概念分类；手工造型的方法；造芯的概念和工艺过程。浇注系统及冒口的组成及作用；合型的制造工艺。教学难点手工造型、造芯的工艺过程；浇注系统及冒口的组成。突破方法结合常见的不同类型的零件造型讲解自主探究讨论在不同零件的制作中造型的制作。教 具多媒体教学过程主要内容及步骤组织教学维持秩序、清点人数 复习提问1、何谓造型材料？2、何谓模样？导入新课砂型铸造指用型砂紧实成型的铸造方法，占铸件总质量80%。砂型铸造过程包括：制模和制型芯盒，制备型砂和型芯砂，造型、制型芯，砂型和型芯烘干，合箱，熔化金属及浇注，落砂及清理等。讲授新课12 砂型的制作三、 造型
13、教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课造型：用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程。造型可分为手工造型、机器造型和自动造型。 1手工造型手工造型：全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型工艺装备简单，适用性强，因此在单件或小批量生产，特别是大型铸件和复杂铸件生产中应用广泛。常用的手工造型方法有：整模造型、分模造型、挖砂造型和活块造型等。（1）有箱造型 有箱造型：用砂箱作为铸型组成部分制造铸型的过程。 有箱造型分整体造型和分开模造型。1）整体模造型方法简单，适用于形状简单的铸件。模样没有分模面，造型时，型腔全部在半个铸型内，另半个铸型为平箱，分型面为一平面。2）分开模造型主要
14、用于形状较复杂的铸件。有分模面的模样称为分开模。模样分模面的数量应尽可能少，通常为一个分模面，模样被分成两部分，分别制造上型和下型，型腔则位于上型砂箱 捣砂锤 墁刀 成形墁刀 砂钩 拔模针 风动锤手工造型工具 教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课两箱分开模造型过程 （2）脱箱造型 脱箱造型：在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱的造型方法。脱箱造型一般用于批量较大的小型铸件的铸造，生产率高。造下型 造上型 上型起模下型起模 合型 脱箱、加套箱（3）地坑造型 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。地坑造型不用下砂箱，只用上砂箱，主要适用于大中型铸件的单件生
15、产。地坑造型操作较麻烦，劳动量大，生产周期长。（4）刮板造型 刮板造型是不用模样而用刮板操作的造型方法。刮板造型的特点是可以节省制造模样的材料和工时，缩短生产准备时间。但刮板造型只能手工操作，对工人的技术要求比较高，且生产率低。主要应用于批量较小、尺寸较小的回转体铸件的生产。1通气管 2型芯 3冒口 4铸型空腔 5浇口 6上箱 7定位桩 8焦炭1下砂箱 2刮板架 3刮板 4上砂箱 5型砂2机器造型机器造型：用机器完成紧砂和起模或至少完成紧砂操作的造型工序称为机器造型。 紧砂：使砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂提高紧实度的操作。常用方法有压实法、震实法、抛砂法等。 3自动化造型 自动化造型：所有造型工
16、序基本上不需要人力完成的造型过程称为自动化造型。 四、 造芯1造芯及其分类造芯：制造型芯的过程手工造芯：主要应用于单件、小批量生产中。机器造芯：生产效率高，型芯质量好，适用于大批量生产。 教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课常用手工造芯的方法： 芯盒的装配 取芯 芯盒造芯刮板造芯2烘干与刷涂料烘芯：用适当温度和足够时间加热型芯，使其获得一定强度的过程。芯骨：放入型芯中用以加强或支持型芯并有一定形状的金属构架。 烘芯的目的是提高烘芯的强度和透气性，减少型芯的发气量。若需要增加型芯的强度，可在造芯时在型芯内放入芯骨。若需要增加型芯的透气性，除对型芯扎通气孔外，可在造芯时在型芯中埋放通
17、气蜡线，蜡线在烘芯时焚化，形成排气孔。型芯刷涂料的目的：提高型芯表层的耐火度、保温性、化学稳定性，使型芯表面光滑，并增强其抵抗高温熔融金属侵蚀的能力。五、浇注系统及冒口 1浇注系统浇注系统：又称浇口，是为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课（1）浇口杯 漏斗状外浇口，与直浇道顶端连接，用以承接并导入熔融金属。浇口杯能缓和熔融金属对铸型的冲击，并使熔渣、杂质上浮，起到挡渣的作用。（2）直浇道 浇注系统中的垂直通道，通常带有一定的锥度。直浇道的作用是调节熔融金属流入型腔的速度和压力。直浇道越高，熔融金
18、属的流速越快，压力越大，熔融金属越容易充满型腔的狭薄部分。（3）横浇道 浇注系统中的水平通道部分，其截面多为梯形。横浇道一般位于上型分型面处。横浇道用以分配熔融金属流入内浇道，同时起挡渣作用。（4）内浇道 浇注系统中引导液态金属进入型腔的部分，其截面为梯形或半圆形。内浇道的作用为控制熔融金属的流动速度和方向，一般位于下型分型面处。1浇口杯 2直浇道 3横浇道 4内浇道 2冒口冒口：铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔。 1浇口杯 2直浇道 3横浇道 4内浇道 5冒口 六、合型 合型：又称合箱，是将铸型的各个组元，如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程。教学过程主 要 教 学
19、内 容 及 步 骤讲授新课合型前，应对砂型和型芯的质量进行检查，若有损坏需要修理，进行试合型。合型后，上、下型应夹紧或在铸型上放置压铁，以防浇注时上型被熔融金属顶起，造成抬箱、射箱或跑火等事故。巩固练习习题册：填空题6、7、8、9；判断题：110。课堂小结本节课主要讲解了砂型制作的造型的概念以及各种造型的应用工艺过程，砂型制作的造芯、浇注系统的组成以及作用、冒口作用和合型时应注意的问题。 作业布置1、造型的概念以及分类？2、常见的手工造型有哪些？3、浇注系统的定义及组成？4、浇注系统各部分以及冒口的作用？教后记 通过观看视频学生了解了常见的手工造型的制造工艺，学生了解了造芯以及浇注系统的组成，
20、能够使学生理解的很透彻。注意区分直浇道、横浇道和内浇道的位置以及作用。理 论 课 教 案任课教师： 班级：10级车、铣、钳 日期：课程名称机械制造工艺基础授课内容教材对应位置审批：浇注、落砂和清理章节一3授课时数1授课时间第一周授课方式讲授法教学目标认 知 目 标掌握浇注、落砂和清理的工艺过程。掌握铸件常见的缺陷以及产生的原因。情 感 目 标热爱本专业专业能力目标浇注、落砂和清理的工艺过程。铸件常见的缺陷以及产生的原因。教学重难点教学重点浇注、落砂和清理的工艺过程。铸件常见的缺陷以及产生的原因。教学难点铸件常见的缺陷以及产生的原因。突破方法结合常见的零件的缺陷及视频讲解自主探究讨论在零件中的常
21、见的铸件缺陷。教 具多媒体教学过程主要内容及步骤组织教学维持秩序、清点人数 复习提问1、常用的手工造型方法有哪几种？适用于什么场合？2、浇注系统的组成及各部分的作用？3、冒口的作用？导入新课砂型铸造指用型砂紧实成型的铸造方法，占铸件总质量80%。砂型铸造过程包括：制模和制型芯盒，制备型砂和型芯砂，造型、制型芯，砂型和型芯烘干，合箱，熔化金属及浇注，落砂及清理等。讲授新课13 铸造一、浇注1浇包 浇注：将熔融金属从浇包注入铸型的操作。浇包：容纳、输送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课2浇注温度与浇注速度浇注温度（）：金属熔液浇
22、入铸型时所测量到的温度。 浇注速度（kg/s）：单位时间内浇入铸型中的金属熔液质量。 二、落砂和清理1落砂落砂：用手工或机械使铸件与型砂、砂箱分开的操作。从铸件中去除芯砂和芯骨的操作称为除芯。通常所说的落砂包括落砂与除芯。落砂的方法分为手工落砂和机械落砂。手工落砂用于单件、小批量生产；机械落砂一般使用落砂机进行，用于大批量生产。2清理 落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇、冒口、飞翅和氧化皮）等过程的总称。三、 铸件的检验与缺陷由于铸造工艺较为复杂，铸件质量受型砂的质量、造型、熔炼、浇注等猪因素的影响，容易产生缺陷。常见的缺陷有气孔、缩孔、砂眼、粘砂、裂纹。见表11。结合视频观看
23、铸件的缺陷的特点以及产生的原因。气孔产生的原因：造型材料中水分过多或含有大量的发气物质，砂型和型芯的透气性差，浇注速度过快。缩孔产生的原因：铸件在凝固过程中收缩时得不到足够熔融金属的补充，即由于补缩不良而造成。砂眼产生的原因：型砂强度不够，型砂紧实度不足，以及浇注速度太快等。粘砂产生的原因：型砂的耐火性差或浇注温度过高。裂纹产生的原因：铸件壁厚相差大；浇注系统开设不当；砂型与型芯的退让性差等缺陷。巩固练习习题册：填空题10、11、12；名词解释；课堂小结本节课主要讲解了砂型制作的浇注、落砂和清理的工艺过程，掌握铸件的缺陷以及产生的原因。 作业布置铸件常见的缺陷有哪些？分析他们产生的原因。教后记
24、重点是了解铸件的几种缺陷，根据他们的特点能够区分，气孔和缩孔两种现象容易混淆，要多加练习。理 论 课 教 案任课教师： 班级：10级车、铣、钳 日期：课程名称机械制造工艺基础授课内容教材对应位置审批：特种铸造简介章节一4授课时数2授课时间第二周授课方式讲授法教学目标认 知 目 标掌握金属型铸造的概念、工艺过程以及特点应用。掌握压力铸造的概念，分类、应用和特点。掌握离心铸造的概念、工艺过程以及特点应用。掌握熔模铸造的概念，分类、应用和特点。情 感 目 标热爱本专业专业能力目标金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造的工艺过程及应用教学重难点教学重点金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造的概念、
25、工艺过程以及应用.教学难点熔模铸造的概念，分类、应用和应用。金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造的工艺过程突破方法结合列举的实例讲解原理自主探讨讨论这些特种铸造的实际应用。教 具多媒体教学过程主要内容及步骤 复习提问1、常见的铸件的缺陷以及产生的原因？ 2、常见的特种铸造有哪些？导入新课除砂型铸造外，所有其他铸造方法都称为特种铸造。常用有：金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、离心铸造等。讲授新课13 特种铸造简介一、 金属型铸造离心铸造是将液体金属浇入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型中，在离心力的作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线相重合，这种铸造方法称为离心铸造。教学过程主 要 教 学
26、内 容 及 步 骤讲授新课离心铸造在离心铸造机上进行，铸型可以用金属型，也可以用砂型。通常离心铸造机分为：卧式与立式两种。绕立轴旋转的离心铸造机的工作原理，铸件内表面呈抛物面，铸件的壁厚上下均匀，并随铸件高度增大而愈加严重。离心铸造的特点：金属液在离心力作用下凝固成形，组织紧密，铸件力学性能好。生产套、管形铸件，可不用型芯和浇口，提高了金属液的利用率，工艺简单。金属液的充填性好，可铸造薄壁件和流动性较差的合金铸件。可铸件性能不同的双金属铸件。例如在钢套内镶黄铜或青铜套。离心铸造的用途：主要用于空心回转体铸件的单件、成批、大量生产，并可进行双金属衬套、轴瓦的制造。二、压力铸造压力铸造是在高压下高
27、速充型，并在压力下凝固的铸造方法，简称压铸。压力铸造是在压铸机上进行。压铸机主要由压射装置和合型机构组成，按压铸型是否预热分为冷室压铸机和热室压铸机，按压射冲头的位置又可分为立式压铸机和卧式压铸机，生产上卧式冷室压铸机应用较多。卧式冷室压铸机的工作原理：定量勺内的熔融金属注入压室后，压射冲头向左推进，将熔融金属压入闭合的压铸铸型腔，稍停片刻，使金属在压力下凝固，然后向右退回压射冲头，分开压铸型，推杆顶出压铸件。压力铸造的特点：铸造精度较高，可直接铸出小孔、螺纹等，有较高的机械强度，抗拉强度比砂型铸造提高20-40%。生产效率高，压铸机每小时压铸几百个铸件。压铸设备投资大，制造铸型成本高，适用于
28、大批量生产。金属液充填铸型速度快，凝固快，铸件内部易产生细小气孔和缩孔。压力铸造的用途：用于有色金属的中小型薄壁铸件的大批量零件的铸造。三、离心铸造离心铸造是将液体金属浇入绕水平轴、立轴或倾斜轴旋转的铸型中，在离心力的作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线相重合，这种铸造方法称为离心铸造。教学过程主 要 教 学 内 容 及 步 骤讲授新课离心铸造在离心铸造机上进行，铸型可以用金属型，也可以用砂型。通常离心铸造机分为：卧式与立式两种。绕立轴旋转的离心铸造机的工作原理，铸件内表面呈抛物面，铸件的壁厚上下均匀，并随铸件高度增大而愈加严重。离心铸造的特点：金属液在离心力作用下凝固成形，组织紧密，铸件力学性能好。生产套、管形铸件，可不用型芯和浇口，提高了金属液的利用率，工艺简单。金属液的充填性好，可铸造薄壁件和流动性较差的合金铸件。可铸件性能不同的双金属铸件。例如在钢套内镶黄铜或青铜套。离心铸造的用途：主要用于空心回转体铸件的单件、成批、大量生产，并可进行双金属衬套、轴瓦的制造。四、熔模铸造熔模制造是用易熔材料制成模样，在模上涂覆若干耐火材料，制成型壳，熔去模样后经高温焙烧，浇注金属即获得高精度铸件的铸造方法。熔模铸造也称精密铸造，又称失蜡铸造。熔模铸造工艺过程：标准铸件、压型、熔蜡、压制熔
