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1、本次课的内容 n砂型铸造 n造型方法的选择 n铸造工艺设计 一、砂型铸造 n用型砂紧实成型的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造 是应用最广泛的一种铸造方法，其主要工序包括：制 造模样，制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、 浇注、落砂、清理与检验等。 砂型铸造的生产工艺流程 二、造型方法的选择 用造型材料及模样等工艺装备制造铸型的过程称 为造型。造型是砂型铸造的最基本工序，通常分为手 工造型和机器造型两大类。 （一）手工造型 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工 序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、 成本低，但其铸件质量差、生产率低、劳动强度大、 技术水平要求高，所以手工造型主要用
2、于单件小批生 产，特别是重型和形状复杂的铸件。 1. 手工造型方法分类 根据砂型的不同特征，手工造型方法可分为：两 箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型、组芯造型 ；根据模样的不同特征，手工造型方法可分为：整模 造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、 刮板造型。 2. 各种手工造型方法的主要特征及其适用范围 两箱造型 两箱造型是造型的最基本方法，铸型由成对的上 型和下型构成，操作简单。适用于各种生产批量和各 种大小的铸件。 三箱造型 三箱造型的铸型由上、中、下三型构成。中型高 度需与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型操作 费工。主要适用于具有两个分型面的单件、小批生产 的铸件。 脱箱
3、造型和地坑造型 脱箱造型主要采用活动砂箱来造型，在铸型合型 后，将砂箱脱出，重新用于造型。 一个砂箱可制出许 多铸型。金属浇注时为防止错型，需用型砂将铸型周 围填紧，也可在铸型上套箱。常用于生产小铸件，因 砂箱无箱带，故砂箱一般小于400mm。 地抗造型是利 用车间地面砂床作为铸型的下箱。大铸件需在砂床下 面铺以焦炭，埋上出气管，以便浇注时引气。地坑造 型仅用或不用上箱即可造型，因而减少了造砂箱的费 用和时间，但造型费工、生产率低，要求工人技术水 平高。适用于砂箱不足，或生产要求不高的中、大型 铸件，如砂箱、压铁、炉栅、芯骨等。 地坑造型 整模造型 整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型
4、型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生 错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的 铸件。 挖砂造型 挖砂造型的模样是整体的，但铸件分型面为曲面 。为便于起模，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、 其造型费工、生产率低，工人技术水平要求高。用于 分型面不是平面的单件、小批生产铸件。 假箱造型 假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型 前预先做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱， 因底胎不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单 ，且分型面整齐。适用于成批生产中需要挖砂的铸件 。 分模造型 分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔 位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大 截面
5、在中部的铸件。 活块造型 活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸 台，肋条等这些部分作成活动的（即活块）。起模时 ，先起出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型 费时，工人技术水平要求高。主要用于单件、小批生 产带有突出部分、难以起模的铸件。 刮板造型 刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低 模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低， 工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、 中型铸件的单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等 。 （二）机器造型 机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操 作的造型工序。机器造型铸件尺寸精确、表面质量好 、加工余量小，但需要专用设备，投资较大，适
6、合大 批量生产。 机器造型方法分类： 常用的机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、 震击紧实、震压紧实、微震紧实、抛砂紧实、射压紧 实、射砂紧实。 三、铸造工艺设计 铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇 注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温 衬板）等的图样。图中应表示出：铸件的浇注位置、 分型面、型芯的数量、形状、尺寸及固定方法、加工 余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置。 1. 铸造方案的确定 （1）浇注位置的选择 浇注位置的选择应考虑以下原则： a）体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按 定向凝固的原则，将壁厚较大的部位和铸件的热节部 置于上部或侧部，以便设置冒口进
7、行补缩。 b）重要加工面、耐磨表面等质量要求较高部位应置于下 面或侧面。 汽缸浇注时的位置 c）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下 部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置 。 箱盖浇注时的位置 d）具有大平面的铸件，应将铸件的大平面朝下。 e）尽量减少型芯的数目，最好使型芯位于下型以便下芯 和检查，同时应保证型芯在铸型中安放牢靠、排气通畅 。 （2）分型面的选择 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考 虑以下原则： a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型， 并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工 艺。 a) 不正确 b) 正确 分型面应选在最大截面处 b）尽
8、量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞 边、毛刺等缺陷，保证铸件尺寸的精确。 a) 不合理 b) 合理 分型面的位置应能减少错型、飞边 c）应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中。 a) 不合理 b) 合理 螺栓塞头的分型面 d）若铸件的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分 型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面 处于分型面的同一侧。 e）尽量减少分型面的数目，最好只有一个分型面。 a) 不合理 b) 合理 分型面数目的确定 f）铸件的非加工表面上，尽量避免有披缝。 a) 不正确 b) 正确 分型面的位置应能避免披缝 g）分型面的选择应尽量与铸型浇注时位置一致。 铸造工艺参
9、数的选择 （1）加工余量 指为保证铸件加工面尺寸和零件精度， 在铸件工艺设计时预先增加而在机械加工时切去的金 属层厚度。零件上需要加工的表面，应需有适当的加 工余量。铸件加工余量的大小取决于铸件的材料、铸 造方法、铸件尺寸与复杂程度、生产批量、加工面与 基准面的距离及加工面在铸型中的位置、加工精度要 求等。灰铸铁件较铸钢件线收缩率小、熔点低，铸件 表面较光洁、平整，故其加工余量小，铸钢件因浇注 温度高、表面粗糙、变形大、其加工余量应比铸铁件 大；非铁合金铸件表面光洁、且材料昂贵、加工余量 应比铸铁件小；铸件的尺寸愈大或加工面与基准面的 距离愈大，铁件的尺寸误差也愈大，故余量也应随之 加大； 大
10、量生产时，因采用机器造型，铸件精度高，故余量 可减小；反之，手工造型误差大，余量应加大；此外 ，浇注时朝上的表面，因产生缺陷的机率大，其加工 余量应比底面和侧面大。加工余量的具体数值应根据 加工余量国家标准和铸件尺寸公差标准配套使用选取 。 （2）起模斜度（拔模斜度） 为使模样容易从铸型中 取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或 芯盒壁上的斜度称为起模斜度。凡垂直于分型面（分 盒面）的没有结构斜度的壁均应设起模斜度。起模斜 度的大小，应根据模壁测量面高度、模样材料及造型 方法确定。 （3）最小铸出孔及槽 零件上的孔、槽、台阶等应从铸 件质量及经济方面考虑。较大的孔、槽等应铸出来， 以便
11、节约金属和机构加工工时，同时还避免铸件局部 过厚所造成的热节，提高铸件的质量，较小的孔槽， 则不宜铸出，直接加工反而方便；如有特殊要求，且 无法实行机加工的孔如弯曲孔，则一定要铸出。 （4）收缩余量 指为了补偿件收缩，模样比铸件图样尺 寸增大的数值。 （5）工艺补正量 由于工艺上的原因，在铸件相应部位 非加工面上增加的金属厚度称为工艺补正量。工艺补 正量可粗略地按下述经验公式来确定， e0.002L， 式中e为工艺补正量（mm）； L为加工面到加工基准面 间的距离（mm） （6）分型负数 指为抵消铸件在分型部位的增厚，在模 样上相应减去的尺寸。砂型的分型面一般不可能很平 整，因此干型或表面烘干型合型后，上下型不能密合 ，金属液就有可能从分型面处溢出，即“跑火”。为 了防止跑火，就要在下型的分型面上铺设泥条、油泥 条或石棉绳等，使上、下型接触面密封，这样就使上 箱抬高，增加了铸件的高度或铸件顶面的厚度。制做 模样时，为了使模样符合零件图上尺寸的要求，在模 样上相应减去这个抬高的尺寸，即为分型负数。 （7）芯头 指模样上的突出部分，在型内形成芯座并放 置芯头。或指型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只 是落入芯座内，用以定位和支承型芯。 小结 n重点要求 铸造工艺设计（浇注位置和分型面的选择）。 n一般要求 砂型铸造及造型方法的选择。
