第2讲砂型铸造及铸造工艺方案
第二章-铸造工艺方案的确定
课堂讨论 图3-2-26
1．应使铸件全部或大部分置于同一半型内
图2-15 轮毂分型方案
2．应尽可能减少分型面数目 铸件的分型面少，铸件精度容易保ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，且砂箱数目 少
图2-16 确定分型面数目的实例
3．平直分型面和曲折分型面的选择 尽可能选择平直分型面以简化工装结构及
其制造、加工工序和造型操作
图2-17 摇臂铸件的分型面
最小壁厚/㎜
高温合金
铝合金
0.6~1.0
1.5~2.0
0.8~1.5
2.0~2.5
1.0~2.0
2.5~3.0
—
3.0~3.5
—
3.5~4.0
铸件尺寸㎜
50×50 100×100 225×225
金属型铸造时铸件的最小壁厚
铝硅合 金
最小壁厚/㎜
铝镁合金、镁合 铜合金 金
灰铸铁
2.2
3
2.5
3
2.5
3
3
（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板结构
改进妨碍起模的铸件结构 a）不合理 b）合理
教材220面,学生看,老师提问
（2）尽量取消铸件外表侧凹
图2-6 外壁内凹的框形件 a）不合理 b）合理
（3）有利于砂芯的固定和排气 (4) 减少或简化分型面(P221)
轴承架铸件
P222
（5）便于铸件的清理 (P222,图3-2-15) （6）简化模具制造 (P222,图3-2-16)
原则：
铸件精度和生产批量 吃砂量要求 吃砂量的确定
吃砂量: 铸件表面所需要的的最小型砂厚度。
根据铸件大小、重量、厚度、种类以 及型砂的特性和砂箱的结构确定。
吃砂量过小 砂型紧实困难，易引起胀砂、包砂、掉砂、
砂型铸造及铸造工艺方案共79页文档
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
砂型铸造及铸造工艺方案 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常见的铸造工艺，它通过制作砂型并在其中注入熔化金属，使金属在砂型中凝固成型。
砂型铸造具有成本低、生产周期短、适用于各种金属材料等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
砂型铸造的工艺设计主要包括以下几个方面：模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等。
首先是模型制作。
模型是铸造过程中的主要参照物，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
模型可以采用实物模型、木模、塑料模等材料制作。
在模型制作过程中，需要考虑到模型的缩短率，即模型尺寸与最终铸件尺寸之间的比例关系。
其次是砂型制备。
砂型是砂型铸造的核心部分，它承担着承载和固定熔化金属的功能。
砂型制备的关键在于砂型材料的选择和配比。
常用的砂型材料有硅砂、水玻璃、氯化钠等。
在制备砂型的过程中，需要考虑到砂型的强度、耐火性以及砂型表面的光洁度等因素。
浇注系统设计是保证铸件质量的重要环节。
浇注系统包括浇注口、浇注道和浇注杯等部分。
浇注系统的设计应考虑到金属液体的流动和凝固过程，以确保金属能够充分填充砂型，并且避免气体和杂质的混入。
砂型充填与密实是决定铸件质量的关键步骤。
在砂型充填过程中，需要确保熔化金属能够均匀地填充砂型，并且避免产生气孔和缩孔等缺陷。
砂型密实的方法包括振动、压实等。
振动可以提高砂型的密实度，压实则可以增加砂型的抗压强度。
凝固与固化是铸造过程中不可或缺的环节。
在凝固过程中，金属由液态逐渐转变为固态，并在这个过程中释放出大量的热量。
凝固过程的控制将直接影响到铸件的组织结构和性能。
固化过程的目的是使砂型的结构稳定，以便后续的剥离和修整。
最后是砂型剥离与修整。
在铸件凝固后，需要将砂型从铸件上剥离，并对铸件进行修整和清理。
砂型剥离的方法包括机械剥离、化学剥离等。
修整的目的是去除铸件上的毛刺、气孔等缺陷，使铸件达到设计要求的形状和尺寸。
总之，砂型铸造工艺设计的关键在于模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等方面的考虑。
第2章砂型铸造的造型工艺
2020/11/25
第2章砂型铸造的造型工艺
• 铸造：将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝
固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。 • 铸造生产的特点： • 优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。 • 缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条 件差。 • 分类： • 砂型铸造——90%以上 • 特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高 • 我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器 已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。泥型、 金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。
第2章砂型铸造的造型工艺
• 在单件小批生产的铸造车间里，常用手捏法来 粗略判断型砂的某些性能，如用手抓起一把型砂，紧 捏时感到柔软容易变形；放开后砂团不松散、不粘手， 并且手印清晰；把它折断时，断面平整均匀并没有碎 裂现象，同时感到具有一定强度，就认为型砂具有了 合适的性能要求，如图所示。
•型砂湿度适当时 手放开后可看出 折断时断隙设有碎裂状
第2章砂型铸造的造型工艺
第一节 砂型铸造的造型工艺
铸造可分为砂型铸造和特种铸造。砂型 铸造的应用最为广泛，其基本工序是：模样和 芯盒制作、配制型(芯)砂、造型造芯、合型、 熔炼合金、挠注、落砂清理和检验。
第2章砂型铸造的造型工艺
•铸造生产常规工艺流程
•模样制作 •芯盒制作
•型砂配制 •造型 •制芯
第2章砂型铸造的造型工艺
• (二)型砂的性能
• 型砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量差会使
铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂
应具备下列性能：
• ①透气性 型砂能让气体透过的性能称为透气性。
高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体
砂型铸造
f）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 ）应使合箱位置、
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： 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： 分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型， 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。见图9 大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图9－4。
b) 高压紧实
震击紧实主要依靠震击 力坚实砂型。 力坚实砂型。该方法机 器结构简单， 器结构简单，制造成本 但噪声大、 低，但噪声大、生产率 要求厂房基础好。 低、要求厂房基础好。 砂型坚实度沿砂箱高度 方向愈往下愈大。 方向愈往下愈大。主要 适用于需成批生产的中， 适用于需成批生产的中， 小型铸件。 小型铸件。
二、砂型铸造工艺设计 铸造工艺图： 铸造工艺图：在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工 艺方案的图形，铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、 艺方案的图形，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） 注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图 图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、 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、 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。 和位置。 1、浇注位置的选择 浇注位置的选择应考虑以下原则： 浇注位置的选择应考虑以下原则： 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 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， 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 进行补缩。 进行补缩。
第二篇第3章砂型铸造
§2 浇注位置与分型面的选择 浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位 置。 选择浇注位置的 目的是为了保证铸件质量。 浇注位置的选择原则如下： 1 .铸件的重要加工面应朝下。 避免出现气孔、砂眼、夹杂
等缺陷
2 .铸件的大平面应朝下。 3. 铸件薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直 或倾斜位置。
52
增加外芯
方案A
上 下
凸台 妨碍起模
机床导轨 重要基准 应朝下
方案B
易产生错箱。可用于单件 生产。
53
Ⅱ
Ⅰ
型芯、型腔 大部分位于下 箱，方案合理
上箱 太高
54
上述选择浇注位置和分型面的诸原 则，对于某个具体铸件来说，往往难以 全面顾及，有时甚至相互矛盾。 因此，需要提出几种方案，抓住主 要矛盾，进行分析比较。一般说来，对 质量要求高的铸件应优先满足浇注位置 的要求，对质量要求不高或外形复杂， 生产批量又不大的铸件，应优先考虑分 型面。
第三章
砂型铸造
§1 造型方法的选择 §2 浇注位置与分型面的 选择 §3 工艺参数的确定 §4 综合分析举例
1
第三 章
生产特点：
砂型铸造
砂型铸造适合于各种金属的铸造生产,对铸件 的尺寸、形状基本没有限制。工装设备简单， 成本低，适合各种生产形式。 砂型铸造工艺方案的内容
为了获得健全的铸件、减少铸型制造的工 作量，达到优质高效益生产的目的，必须合理 的制订铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。 其内容包括： 2
刮板造型
30
二 .机器造型（芯）
1.机器造型原理 如图所示
31
填 砂
进气 升 起
32
落 下 排气
撞 击
33
金属工艺第二章砂型铸造课件
第六页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
1．手工造型
手工造型操作灵活、大小铸件均能适应。在实际生产中，由 于铸件的结构特点、批量大小、使用要求及生产条件的不同，所 用的造型方法也不一样。
手工造型对模型的要求不高，一般采用成本较低的木模 。对于尺寸较大的回转体或等截面的铸件，还可以采用成本 更低的刮板造型法。因此，尽管手工造型的生产率较低、获 得铸件的尺寸精度及表面质量也较差，但对工人的技术水平 要求较高，且在实际生产中很难完全以机器造型取代。尤其 是对于单件、小批铸件的生产。
用上箱。
件的单件、小批生产。
第九页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
整模造型
第十页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
分模造型
第十一页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
活块造型
第十二页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
挖砂造型
第十三页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
刮板造型
第十四页，编辑于星期六：二十一点 二十四分。
两箱造型
铸型由上型和下型构成，各类模样 最基本的造型方法。各种铸
，操作方便
型，各种批量。
三箱造型 脱箱造型
铸件两端截面尺寸比中间大，必须 主要用于手工造型，具两个
有两个分型面。
分型面的铸件的单件、小批
生产。
采用活动砂箱造型，合型后脱出砂 用于小铸件的生产。 箱。
地坑造型 在地面砂床中造型，不用砂箱或只 用于要求不高的中、大型铸
第二十七页，编辑于星期六：二十一点 二十四 分。
(4)容易产生缩孔的铸件，应将断面较厚大的部分置于上 部或侧面。
a)不合理 b )合理
第二十八页，编辑于星期六：二十一点 二十四 分。
简述砂型铸造的工艺过程
简述砂型铸造的工艺过程
砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，下面是砂型铸造的一般工艺过程：
1. 模具设计：根据零件图纸和要求，设计制作模具，包括模具座、模具箱和砂芯。
2. 模型制作：根据零件图纸，制作零件的砂型。
一般情况下，砂型可以通过两种方式制作，即翻砂法和直板法。
3. 砂芯制作：如果零件内部有空腔或中空结构，需要制作砂芯并嵌入到砂型中。
砂芯通常采用粘结剂，在模具中制作成所需形状。
4. 砂型组装：将制作好的砂型和砂芯进行组装，形成完整的模具。
5. 熔炼金属：根据零件要求，选择合适的金属材料，加热熔化。
6. 倒铸：将熔化的金属倒入准备好的模具中，使金属充分填充整个空腔。
7. 冷却：待金属冷却凝固后，将模具打开，取出铸件。
8. 后处理：对铸件进行修整、去除余砂、修磨、抛光等处理，使其达到要求的尺寸、表面质量和形状。
9. 检验：对铸件进行外观检验、尺寸检验和性能检验，确保铸件的质量满足要求。
10. 产品竣工：经过检验合格的铸件，可进行表面处理、组装或安装，最终成为制品。
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常用的铸造工艺，通过在砂型中，将液态金属倒入砂型中，待金属凝固后，即可获得所需铸件。
砂型铸造工艺设计是指在进行砂型铸造时，根据铸件的形状、尺寸和要求，设计出适合的砂型铸造工艺流程，确保铸件质量和生产效率。
砂型铸造工艺设计的具体步骤如下：第一步，确定铸件的形状和尺寸。
根据铸件的图纸和要求，确定铸件的形状和尺寸。
铸件的形状和尺寸直接影响到砂型的设计和制造，因此在确定铸件形状和尺寸时，需要考虑到铸件的可铸性和制造工艺。
第二步，选择适当的砂型材料。
常用的砂型材料有石英砂、石膏砂、黏土砂等。
选择适当的砂型材料需要考虑到砂型的耐火性、流动性和可塑性等方面的要求。
第三步，设计砂型结构。
根据铸件的形状和尺寸，设计出适合的砂型结构。
砂型结构包括上下模板、芯子和样板等。
上下模板用于固定砂型，芯子用于制造中空铸件，样板用于制造固定模板。
砂型结构的设计需要保证砂型的密实性和刚度，以确保铸件的精度和强度。
第四步，制造砂型。
根据砂型结构的设计，制造适合的砂型。
制造砂型的过程包括准备砂型材料、混合砂型材料、充填砂型、震动砂型、刮平砂型等。
制造砂型时需要注意砂型的密实性和表面平整度，以确保铸件的质量。
第五步，准备铸造设备和材料。
在进行砂型铸造之前，需要准备好铸造设备和材料。
铸造设备包括炉子、浇注设备、除渣设备等。
铸造材料包括金属液体和砂型材料。
第六步，进行砂型铸造。
在准备好铸造设备和材料之后，进行砂型铸造。
砂型铸造的过程包括熔炼金属、倒入砂型、待金属凝固、冷却铸件、取出铸件等。
在进行砂型铸造时，需要控制铸造温度、倒铸速度和铸造压力，以确保铸件的质量。
第七步，进行铸件的后处理。
在进行砂型铸造之后，需要对铸件进行后处理，包括去除砂型、修整表面、热处理等。
后处理的目的是提高铸件的机械性能和表面质量。
砂型铸造工艺设计需要综合考虑铸件的形状、尺寸和要求，选择适当的砂型材料和制造过程，并进行铸造和后处理。
1-2砂型铸造(二)
如皋市江海技工学校教案首页
课题：_____§1-2 砂型铸造（二）
教学目的、要求：1. 如何造芯
2.如何设置浇注系统和冒口、完成合型
3.了解几种特种铸造的工艺特点述
教学重点、难点：如何设置浇注系统和冒口、完成合型
授课方法：讲授法、视听法
教学参考及教具（含电教设备）：《机械制造工艺基础》多媒体授课执行情况及分析：
（续页）
20分10分型工序。
⑵紧砂定义：提高砂箱内的型砂和芯盒内的芯砂紧实度的操
作。
⑶紧砂常用的方法：压实法、震实法、抛砂法。
5、自动化造型：
⑴自动化造型定义：P111
⑵自动化造型特点（优点、缺点）：
⑶适用范围：适用于大批量生产和流水线生产。
4、造芯
1、造芯及其分类：
⑴定义：制造型芯的过程。
⑵作用/目的：是为了获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或
其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。
⑶分类：手工造芯和机器造芯。
⑷手工造芯的方法：为芯盒造芯。
a）芯盒的装配 b）取芯
⑸机器造芯利用造芯机来完成填砂、紧砂和取芯的。
2、烘干与刷涂料
⑴烘芯定义：
⑵烘芯目的：提高………，减少………。
5、合型
1、定义：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（又称合箱）。
2、合型过程：
视听法
视听法
板书设计或授课提纲
如皋市江海技工学校第页。
2.4砂型铸造
参见表2-12
有色金属：表面光洁，加工余量少。
生产批量 大批量生产，机器造型
单件、小批生产，手工造型
最小铸出孔直径 铸铁件 铸钢件
Ф 15～30
＜Ф25 ＜Ф35
3.工艺参数的选择
2）起模斜度 ：便于模样从砂型中取出。
取决于起模高度、造型方法、模样材料、等。
机器造型比手工造型斜度小； 木模比金属模斜度大； 立壁越高，斜度越小； 内斜度比外斜度大。
造型材料应具备以下性能：
可塑性：砂和芯砂在外力作用下要易于成形。 足够的强度：型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。 耐火性：型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。 透气性：型砂和芯砂紧实后要易于通气。
退让性：型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。
2）造型方法
用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型，是 砂型铸造的最基本工序。
单面模板
是模板底面一面有模样的模板。 上模板→上型
下模板→下型
合型两块模板。用两台造型机。
(a)铸件
(b)上模板（有浇注系统）
(c)下模板
特点：结构简单，应用较多。
双面模板
上半个模样和浇注系统固定在模底板一侧，下半个模样固定在该 模底板另一侧对应位臵，在同一台造型机上造出上、下型。
双面模板
造下型 1-模底板;
2.铸型分型面的选择 4.铸造工艺图的绘制
作用：制模（模样、 芯盒）、造型（芯）、 准备生产设备、铸件 检验的依据。
定义：在零件图上用各 种工艺符号及参数表示 出铸造工艺方案的图形。
1. 浇注位置的选择
① 铸件重要加工面、主要工作面、大平面、基准面应朝下 （或侧面）， 以防产生气孔等，使其组织致密、质量好。
2砂型铸造工艺分析PPT课件
注为：GB/T 11350－1989 CT10 MA H/G。
通常3～15mm
30
3. 铸件加工余量
30
4. 铸造收缩率
铸造收缩率K定义如下：
式中： L模──模样尺寸； L件──铸件尺寸。
K L模－L件10％ 0 L件
通常灰铸铁为0.7~1.0%，铸造碳钢为1.3~2.0%，铝硅 合金为0.8~1.2%，锡青铜为1.2~1.4%。
5. 铸型起模斜度
为了起模方便又不损坏砂型，凡垂直 于分型面的壁上留有起模斜度，如图2-22所 示。起模斜度值见JB/T 5105－1991。
6.最小铸出孔(不铸孔)和槽
批量 尺寸/mm
图2-16 有热节的浇注位置
图2-17 便于择原则
(1) 保证模样能从型腔中顺利取出，因此分型面应设在铸件最大截面处。 (2) 应使铸件有最少的分型面，并尽量做到只有一个分型面
25
(3) 应使型芯和活块数量尽量减少
26
(4) 应使铸件全部或大部分放在同一砂型， (5) 应尽量使加工基准面与大部分加工面在同一砂型内
ΣF直>ΣF横>ΣF内
ΣF直∶ΣF横∶ΣF内=1.15∶1.1∶1
② 开放式浇注系统 ΣF直<ΣF横<ΣF内
ΣF直∶ΣF横：ΣF内=1∶2∶4
2. 冒口 冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
明冒口 普通冒口
暗冒口
冒口
特种冒口
保温冒口 发热冒口 大气压力冒口 易割冒口
32
2.3.3 铸造工艺图的制定
29
2.3.2 主要工艺参数的确定
第二章砂型铸造工艺过程
第二章砂型铸造工艺过程翻砂铸造的原理其实很简单，需要的零件首先会做出一个模型，这个模型被分为上下两个部分，即下半型和上半型。
首先将下半型放到平板上，然后放上砂箱填满型砂，压紧刮平后，将砂型翻转180度，下半型被取出，形成一个空腔，这就是下砂箱。
同样的方式做出上砂箱，然后将两者合好，做出一个完整的砂型，等待浇注。
浇注完之后，取开上下砂箱，即得到想要的零件毛坯。
接下来我们回到这家工厂，看看翻砂铸造阀门的具体过程。
首先将阀门的下半型放到平板上，然后套上砂箱，接着向砂箱内注入特制的砂子，直至其将模型完全覆盖住并填满砂箱。
然后将其压实刮平，等待其硬化。
对于另一半的模型进行相同的处理。
不过不同的是，上半型砂模需要有浇冒口，浇口的作用是倒入金属水的入口，冒口的作用是补偿铸件凝固过程中的收缩，避免产生缩松等缺陷，还有排气的作用。
做法就是在上砂箱中加入一些模块，形成孔洞，此外还会在上砂模中插出一些孔洞用来排气。
接下来将上下砂箱吊起，砂箱内便形成了阀门的型腔。
此时的砂模还需要进行一定程度的修整，以保证表面光滑平整，铸造出的零件更漂亮。
接着会在砂模上面涂上一层特殊的涂层，这是为了使表面更加光滑，并且使型砂不受极端高温的影响。
为了使涂料与型砂充分融合，还会将涂料进行点燃。
阀门是一种腔体零件，想要做出腔体，还需要制作一个芯模，芯模的制作方式与型腔模一样，一顿操作之后，一个漂亮的芯模就出来了，这简直太绝了。
一切完成之后将芯模放到型腔内，当然放入时，要注意精度。
安放好后，在周边涂上一层类似87胶的东西，以防止钢水泄漏。
紧接着，将上半部分型腔模与下部分合在一起，上模和下模闭合时有定位柱和定位孔保证上下位置精度。
这样一个阀门的砂模就完成了，浇冒口也要做热保护处理。
接下来就是融化钢水，将一些废铁等放入融化炉中加热融化，同时加入一些其他的金属元素，提高其金属性能。
不一会的功夫，一缸铁水就出来了，将融化的铁水倒入浇包中，然后通过浇口倒入砂模中，直至型腔内充满金属溶液。
砂型铸造工艺方案设计与实践报告
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