汽车发动机缸体铸造成型过程加工分析
目录
引言 1
一、铸造件的概述 2
（一）批量生产 2
（二）材料的要求 3
二、铸件结构分析 3
（一）铸件外形的设计 3
（二）浇注位置和分型面的确定 4
三、铸造的工艺参数分析 4
四、铸造模具型芯工艺分析 5
（一）冒口位置和形状 5
（二）浇注系统的概述以及浇注系统的设计 5
（三）消失模工艺 6
（四）制芯工艺 6
五、铸件加工工艺分析 6
（一）热处理 6
（二）铸件清洗加工过程 6
（三）铸件检测过程 7
参考文献 9
引言
铸造是金属加工的一种方法，铸造是较为传统的制造行业，它对国家实力得到认可占有很大的比重。然而，我国铸造业也在向世界铸造业的升级中不断努力发展着。回观历史，越王剑、司母戊大方鼎都是我们祖先智慧的结晶，在战国时期的青铜战车生产的铸造刚刚起步。铸造行业起源在很久以前，那时古人铸铁、铸钢、黄铜等。而近年来，由于环境问题引起了社会的广泛的关注，且汽车行业特别突出（排放尾气），所以减少汽车本身的重量对提高经济性，节能环保性，和汽车的安全性能有着重要的影响。文章中提到了汽车发动机的重要组成部分-发动机缸体，对汽车能源安全有重要影响，从而形成了轻量化、低价格、高表面质量、易成型等材质，具有良好的表面质量、易成型性，具有良好的热性能，在职业设计上，我们要秉承严谨的科学工作态度和良好的行为作风，要用专业的知识联系实际情况来解决生产过程中的各种疑难问题，提升专业技能和解决问题的能力，以及对信息本身筛选的能力，提升个人的表达思想的能力。
一、铸造件的概述
将金属液体浇注到设计好的空型腔中，等到金属冷却后所其取得的零件，我们称之为铸造件。那些复杂形状不易冲压的零件可以用铸造的方法来做，特别是对于那些零件的核心拉力具有特殊的要求。铸造工艺的适应性很强，可以用于各种材料，可作为基本的工业的原加工方法，铸造不受到重量的影响，从几克到几百吨，都可以用铸造的方法生产，有明显的生产优势。铸造被广泛使用，其生产成本低，也受到公众的认可。 通过铸造接近基本件的产
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将金属液体浇注到设计好的空型腔中，等到金属冷却后所其取得的零件，我们称之为铸造件。那些复杂形状不易冲压的零件可以用铸造的方法来做，特别是对于那些零件的核心拉力具有特殊的要求。铸造工艺的适应性很强，可以用于各种材料，可作为基本的工业的原加工方法，铸造不受到重量的影响，从几克到几百吨，都可以用铸造的方法生产，有明显的生产优势。铸造被广泛使用，其生产成本低，也受到公众的认可。 通过铸造接近基本件的产品的尺寸，可以减少工作量，提高加工的工作效率，有效的降低铸造成本，但由于铸件的强度不高，组织不关闭往往有孔和在铸造工人的过程相对较大是一个相对高强度的工作，铸件质量容易出现问题并且影响质量的因素很多，会产生夹渣，补缩，砂孔等缺陷。铸造件应用于农用的机械和各种机械车床比较多，现在应用在汽车零部件也越来越广泛，且人们对铸造更加的重视，所以铸件在我国的发展也越显重要。
图1-1 发动机缸体铸造件
（一）批量生产
铸造是现代机械制造业的基础之一，而铸件的质量和性能直接影响设备的运行水平和可靠性，所以要发展先进机械产业就必须提供铸造技术水平。在最近十年里，随着中国工业化进程的加快，和相关技术的发展，及汽车市场需求量的迅猛增加，这些因素都为铸造业创造了良好的条件。我们应在引进、消化、吸收国外技术和设备的同时，加强我们国家自己的自主技术，让我国铸造业的发展取得了长足的进步。自2000以来，我国铸造生产一直是世界上最高的11年，而2005年至2012年的年复合增长率为8.24%，高于同期4% ~ 5%铸件的平均生长期 。随着经济迅猛发展，使我国汽车市场需求量呈现高增长的态势，需求结构呈现新变化不断攀高。刺激铸造业的发展，对汽车发动机需求量增大，这就发动机的缸体批量生产。对铸造缸体生产量有了更高的要求。
（二）材料的要求
汽车发动机缸体材料要有足够的强度、容易铸造和削减,且材料的价格要非常低,所以发动机缸体材料通常用铸铁、合金铸铁。但如今铝合金气缸使用越来越广泛,由于它可以减少液体冷却能力。开启后不久,温度和热膨胀系数的铝活塞缸是相同的,和间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。像铝合金汽缸热膨胀,工作可以减少热引起的冷和热冲击的压力。本文所研究的发动机缸体材料就采用了铝合金。这里我们对金属碳含量概述一下。钢的碳含量增加,它的屈服点和抗拉强度会增加,而对塑料的影响会减少,当超过0.23%碳的钢、焊接性能会恶化，如果碳含量超过0.20%时，也会影响钢的其他性能，例如会降低钢的耐蚀性。此外,碳钢可以提高冷脆性、敏感性和有效性。我们要合理的配置缸体材料的元素比例，这样能得到优良的铸件。
二、铸件结构分析
（一）铸件外形的设计
由于发动机需求量大需要的生产批次较大，然而铸件体积比较大，结构形状也比较复杂，考虑到现在技术的先进性、技术和成本的廉价性,生活使用的影响,决定使用外形模具造型，热芯盒设计芯盒。
图2-1 发动机缸体铸造件
零件名称：发动机缸体铸造件 材料：铝材
外形尺寸：370mm*240mm*250mm 最大壁厚：40mm
最小壁厚4mm 质量：11.8kg
生产批次：大量生产
（二）浇注位置和分型面的确定
1.浇注位置
为了得到质量更好的铸件，应合理安排铸件的顺序，温度场均匀，温度梯度小，铸件缺陷少，所以决定从45角切入缸体表面浇注位置的铸件。
2.分型面的确定
分型面选择原则：
应将所有或绝大多数的铸件，在同一砂模内，或使主要加工表面和在同一模具中的数据，在错误的类型的情况下，确保铸件的尺寸精度，易于形状和操作类型。如果大量的加工表面铸件，并不能在同一侧面的表面上的数据，应使加工数据和大部分表面在同一侧面。
尽量减少分型面，分型面最好是唯一的一个。它可以减少铸造过程的工作量，并且能
引言 1
一、铸造件的概述 2
（一）批量生产 2
（二）材料的要求 3
二、铸件结构分析 3
（一）铸件外形的设计 3
（二）浇注位置和分型面的确定 4
三、铸造的工艺参数分析 4
四、铸造模具型芯工艺分析 5
（一）冒口位置和形状 5
（二）浇注系统的概述以及浇注系统的设计 5
（三）消失模工艺 6
（四）制芯工艺 6
五、铸件加工工艺分析 6
（一）热处理 6
（二）铸件清洗加工过程 6
（三）铸件检测过程 7
参考文献 9
引言
铸造是金属加工的一种方法，铸造是较为传统的制造行业，它对国家实力得到认可占有很大的比重。然而，我国铸造业也在向世界铸造业的升级中不断努力发展着。回观历史，越王剑、司母戊大方鼎都是我们祖先智慧的结晶，在战国时期的青铜战车生产的铸造刚刚起步。铸造行业起源在很久以前，那时古人铸铁、铸钢、黄铜等。而近年来，由于环境问题引起了社会的广泛的关注，且汽车行业特别突出（排放尾气），所以减少汽车本身的重量对提高经济性，节能环保性，和汽车的安全性能有着重要的影响。文章中提到了汽车发动机的重要组成部分-发动机缸体，对汽车能源安全有重要影响，从而形成了轻量化、低价格、高表面质量、易成型等材质，具有良好的表面质量、易成型性，具有良好的热性能，在职业设计上，我们要秉承严谨的科学工作态度和良好的行为作风，要用专业的知识联系实际情况来解决生产过程中的各种疑难问题，提升专业技能和解决问题的能力，以及对信息本身筛选的能力，提升个人的表达思想的能力。
一、铸造件的概述
将金属液体浇注到设计好的空型腔中，等到金属冷却后所其取得的零件，我们称之为铸造件。那些复杂形状不易冲压的零件可以用铸造的方法来做，特别是对于那些零件的核心拉力具有特殊的要求。铸造工艺的适应性很强，可以用于各种材料，可作为基本的工业的原加工方法，铸造不受到重量的影响，从几克到几百吨，都可以用铸造的方法生产，有明显的生产优势。铸造被广泛使用，其生产成本低，也受到公众的认可。 通过铸造接近基本件的产
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
将金属液体浇注到设计好的空型腔中，等到金属冷却后所其取得的零件，我们称之为铸造件。那些复杂形状不易冲压的零件可以用铸造的方法来做，特别是对于那些零件的核心拉力具有特殊的要求。铸造工艺的适应性很强，可以用于各种材料，可作为基本的工业的原加工方法，铸造不受到重量的影响，从几克到几百吨，都可以用铸造的方法生产，有明显的生产优势。铸造被广泛使用，其生产成本低，也受到公众的认可。 通过铸造接近基本件的产品的尺寸，可以减少工作量，提高加工的工作效率，有效的降低铸造成本，但由于铸件的强度不高，组织不关闭往往有孔和在铸造工人的过程相对较大是一个相对高强度的工作，铸件质量容易出现问题并且影响质量的因素很多，会产生夹渣，补缩，砂孔等缺陷。铸造件应用于农用的机械和各种机械车床比较多，现在应用在汽车零部件也越来越广泛，且人们对铸造更加的重视，所以铸件在我国的发展也越显重要。
图1-1 发动机缸体铸造件
（一）批量生产
铸造是现代机械制造业的基础之一，而铸件的质量和性能直接影响设备的运行水平和可靠性，所以要发展先进机械产业就必须提供铸造技术水平。在最近十年里，随着中国工业化进程的加快，和相关技术的发展，及汽车市场需求量的迅猛增加，这些因素都为铸造业创造了良好的条件。我们应在引进、消化、吸收国外技术和设备的同时，加强我们国家自己的自主技术，让我国铸造业的发展取得了长足的进步。自2000以来，我国铸造生产一直是世界上最高的11年，而2005年至2012年的年复合增长率为8.24%，高于同期4% ~ 5%铸件的平均生长期 。随着经济迅猛发展，使我国汽车市场需求量呈现高增长的态势，需求结构呈现新变化不断攀高。刺激铸造业的发展，对汽车发动机需求量增大，这就发动机的缸体批量生产。对铸造缸体生产量有了更高的要求。
（二）材料的要求
汽车发动机缸体材料要有足够的强度、容易铸造和削减,且材料的价格要非常低,所以发动机缸体材料通常用铸铁、合金铸铁。但如今铝合金气缸使用越来越广泛,由于它可以减少液体冷却能力。开启后不久,温度和热膨胀系数的铝活塞缸是相同的,和间隙变化小,可减少冲击噪声和机油消耗。像铝合金汽缸热膨胀,工作可以减少热引起的冷和热冲击的压力。本文所研究的发动机缸体材料就采用了铝合金。这里我们对金属碳含量概述一下。钢的碳含量增加,它的屈服点和抗拉强度会增加,而对塑料的影响会减少,当超过0.23%碳的钢、焊接性能会恶化，如果碳含量超过0.20%时，也会影响钢的其他性能，例如会降低钢的耐蚀性。此外,碳钢可以提高冷脆性、敏感性和有效性。我们要合理的配置缸体材料的元素比例，这样能得到优良的铸件。
二、铸件结构分析
（一）铸件外形的设计
由于发动机需求量大需要的生产批次较大，然而铸件体积比较大，结构形状也比较复杂，考虑到现在技术的先进性、技术和成本的廉价性,生活使用的影响,决定使用外形模具造型，热芯盒设计芯盒。
图2-1 发动机缸体铸造件
零件名称：发动机缸体铸造件 材料：铝材
外形尺寸：370mm*240mm*250mm 最大壁厚：40mm
最小壁厚4mm 质量：11.8kg
生产批次：大量生产
（二）浇注位置和分型面的确定
1.浇注位置
为了得到质量更好的铸件，应合理安排铸件的顺序，温度场均匀，温度梯度小，铸件缺陷少，所以决定从45角切入缸体表面浇注位置的铸件。
2.分型面的确定
分型面选择原则：
应将所有或绝大多数的铸件，在同一砂模内，或使主要加工表面和在同一模具中的数据，在错误的类型的情况下，确保铸件的尺寸精度，易于形状和操作类型。如果大量的加工表面铸件，并不能在同一侧面的表面上的数据，应使加工数据和大部分表面在同一侧面。
尽量减少分型面，分型面最好是唯一的一个。它可以减少铸造过程的工作量，并且能
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