铸造与模样
铸造中模样的定义
铸造中模样的定义
铸造是一种常见的金属加工方法，通过将熔化的金属注入模具中，待其冷却凝固后，得到所需的零件或产品。在铸造过程中，模样是一个重要的概念，它指的是铸件在模具中形成的形状和尺寸。
模样的定义可以从几个方面来考虑。首先，模样应该符合设计要求，即铸件的形状和尺寸应与设计图纸一致。这需要模具制造者根据设计要求制作出精确的模具，以确保铸件的准确性和一致性。
模样还应考虑到铸造工艺的要求。不同的铸造方法对模样的要求有所不同。例如，砂型铸造中，模样需要考虑到砂型的收缩和砂芯的形成；压铸中，模样需要考虑到金属液的充填和冷却过程。因此，模样的设计应根据具体的铸造工艺来确定，以确保铸件的质量和性能。
模样还应考虑到铸件的后续加工和使用要求。例如，如果铸件需要进行机械加工，模样应留有足够的余量以便后续加工；如果铸件需要承受较大的载荷，模样应设计为具有足够的强度和刚度。因此，模样的设计应综合考虑铸造、加工和使用等多个方面的要求。
在实际的铸造过程中，模样的定义是由设计师、模具制造者和铸造工程师共同确定的。设计师根据产品的功能和外观要求设计出初步的模样；模具制造者根据设计要求制作出模具；铸造工程师根据具
体的铸造工艺要求对模样进行调整和优化。他们之间的密切合作和沟通是确保模样准确性和一致性的关键。
模样在铸造中起着至关重要的作用。它不仅决定了铸件的形状和尺寸，还直接影响着铸件的质量和性能。因此，在铸造过程中，我们必须对模样的定义进行准确的把握，并根据具体的要求进行合理的设计和调整，以确保最终得到满足要求的铸件。
砂型铸造工序
砂型铸造工序
原创老哥汽车CAE仿真知识库 6月30日
铸造成型方法主要包括两种：砂型铸造和特种铸造。
砂型铸造是实际生产中应用最广的一种铸造方法。其主要工序包括8个：模样制造、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂清理和检验，如图1所示。
图1 砂型铸造工艺过程
接下来将分别进行简单介绍。
一、模样制造
造型时需要模样和芯盒。
模样用来形成铸件外部轮廓；芯盒用来制造砂芯，形成铸件的内部轮廓。产量少时一般用木材制作模样和芯盒，产量大时用金属或塑料。
设计制造模样和芯盒时，需考虑以下5个问题：
1、分型面的选择：分型面是两半铸型相互接触的表面，其选择要恰当；
2、拔模斜度的确定：一般木模为1~3°，金属模为0.5~1°；
3、预留收缩量：考虑到铸件冷却凝固过程中的体积收缩，为了保证铸件的尺寸，模样的尺寸应比铸件的尺寸大一个收缩量；
4、预留加工余量：需要机械加工的部分，增加加工余量；
5、圆角处理：为减少铸件出现裂纹，且为了造型造芯方便，常将模样和芯盒的转角处做成圆角。
二、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。
手工造型：其紧砂和起模工序是手工完成的，操作灵活、成本低，主要用于单件、小批量生产。
机器造型：将紧砂和起模的操纵实现机械化，且常与机械化砂处理、浇注和落砂等组成流水生产线。生产效率高、成本高。但机器造型不能进行三箱造型，同时避免活块。
三、造芯
造芯也分为手工造芯和机器造芯。
手工造芯主要是用芯盒造芯，一般情况下应用最多。机器造芯在大批量生产时使用。
为了提高造芯的强度，造芯时会在砂芯中放入铸铁芯骨或铁丝制成的芯骨；为了提高砂芯的透气能力，在砂芯里应做出通气孔。
应用材料综合训练题及参考答案
一、名词解释
1.金属的力学性能
2.强度
3.塑性
4.硬度
5.韧性
6.疲劳强度
二、填空题
1.金属材料的力学性能主要包括、、、、等。
2.拉伸低碳钢时，试样的变形可分为、、和四个阶段。
3.通过拉伸试验测得的强度指标主要有强度和强度，分别用符号和表示。
4.金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定，主要的指标有和，分别用符号和
表示。
5.洛氏硬度采用了不同的压头和载荷组成不同的硬度标尺，常用的洛氏硬度标尺有、和三种，其中应用最为广泛。
6.530HBW5/750，表示用直径的硬质合金球，在 kgf（ N）的载荷作用下，保持 s
时测得的硬度值为。
7.工程技术上常用来测定金属承受冲击载荷的能力。
8.材料经过无限次载荷作用而不发生断裂的最大应力，称为疲劳强度，用符号表示。
三、选择题
1.拉伸试验时，试样在断裂前所能承受的最大应力称为材料的（）。
A．屈服强度 B．抗拉强度 C．弹性极限
2. 测定淬火钢件的硬度，一般常选用（）来测试。
A．布氏硬度计 B．洛氏硬度计 C．维氏硬度计
3．金属材料的（）越好，则其压力加工性能越好。
A．强度 B. 塑性 C．硬度
4. 做疲劳试验时，试样所承受的载荷为（）。
A．静载荷 B. 冲击载荷 C．交变载荷
四、简答题
1.什么是强度、塑性？衡量它们的指标各有哪些？分别用什么符号表示？
2.什么是硬度？常用的硬度测定方法有哪几种？布氏硬度、洛氏硬度各适用于哪些材料的硬度？
3.下列硬度标注方法是否正确？为什么？
（1）210～240HBS （2）450～480HBS （3）15～20HRC （4）800～850HBW
铸造种类和特点
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重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
学习目标
1）了解铸造的分类、特点、应用。
2）理解合金的铸造性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能。
3）了解砂型铸造的工艺过程及工艺要点（分型面、浇注位置、工艺参数等的正确选择），会画简单铸件的铸造工艺简图。
4）了解其他常用特种铸造方法的特点及应用、铸造技术发展趋势。
5）初步具备合理选择典型铸件的铸造方法、分析铸件结构工艺性，具有铸件质量与成本分析的初步能力。
铸造是毛坯或零件成形的主要方法之一。本章主要介绍铸造成形的基础理论知识；砂型铸造与常用特种铸造工艺方法、特点、应用；铸造工艺设计要点、铸件的结构等内容。
铸件
第一节铸造基本知识回目录
一、概述
【铸造】是指将熔化后的金属液浇入铸型中，待凝固、冷却后获得具有一定形状和性能铸件的成形方法。
铸造具有如下特点：
（1）对铸件形状和尺寸的适应性强。它可以生产各种形状、各种尺寸的毛坯，特别适宜制造具有复杂内腔的零件。铸件的尺寸可小至几毫米，大至几十米；质量（重量）从几克至数百吨。
（2）对材料的适应性强。可适应大多数金属材料的成形，对不宜锻压和焊接的材料，铸造具有独特的优点。
（3）铸件成本低。这是由于铸造原材料来源丰富，铸件的形状接近于零件，可减少切削加工量，从而降低铸造成本。
因此铸造是毛坯生产最主要的方法之一，如按重量计，机床中 60%～80%、汽车中50%～60%采用铸件。但由于铸造工艺环节多，易产生多种铸造缺陷，且
模样设计
一、模样的设计
模样影响铸件的形状、尺寸精度和表面粗糙度。它应该有足够的强度、刚度、尺寸精度和表面粗糙度。还要有使用方便、制造简单、成本低廉的特点。
1.模样材质的确定
(1) 木模：优点是轻便，易加工，来源广，价格低廉。但强度低，易吸潮而变形，精度低，寿命短，适用于单件、小批生产的各种铸件以及航空产品铸件的试制模具。
(2) 金属模：表面光洁，尺寸精确，强度高，刚性大，使用寿命长。但难加工，生产周期长，成本高。适用于大量、成批生产的各种铸件以及航空航天产品铸件的定型模具。制造前，应经过专门的设计。常用金属材料有铝、钢和铸铁。
(3) 塑料模：大多为环氧树脂玻璃钢结构。制造、修理简便，表面光洁，不吸潮，变形小，轻巧耐磨，寿命长，成本为金属模的20—50％。但导热性差，不能加热，不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上应用。多用于成批生产的中小铸件。
(4) 聚苯乙烯泡沫塑料模(气化模)：造型后不取出模样，直接浇注。模样遇金属液气化烧去。要求模样气化迅速，烟尘和残留物少，密度小(0.15—0.03g／cm3)。单件生产的中大模样，一般用泡沫板粘合加工成需要的形状。常用的粘合剂为聚酯酸乙烯乳液。大批量的中、小模样，一般直接发泡成型。使用泡沫塑料模能简化造型，节约砂芯，铸件尺寸精度高，易实现机械化、自动化生产。但模样只能用一次，
舂砂时模样易变形，浇注时有烟尘。用于铸铁件易产生皱皮缺陷。多用于负压实型铸造小铸件和单件生产的中大型铸钢件。
由于本铸件用于小批量生产，综合经济性，操作性，实用性等各方面的因素采用木模，自由收缩率为1.0%。
铸造与模样讲解
2、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵 体、 缸体等。
箱体
3、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、 尺寸相近）
铸件
零件
（2）铸造生产的缺点
1. 组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、 气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能差，特别是冲 击性能较低。
造型材料在铸造生产中占有重要的地位， 其质量的优劣直接影响铸件的质量、生产效率 和成本。铸造生产中使用的铸型除砂型之外, 还有金属型、陶瓷型、石膏型、石墨型等。
（二）型（芯）砂的组成
砂子 附加物
粘结剂膜 空隙
型砂的组成
型（芯）砂是由原砂、旧砂（回用砂）、粘结剂、附加 物和水组成的。经混制后，符合造型要求的混合料。
❖ 铸造是历史上最悠久 的一种工艺，在我国已有 6000多年历史了。从殷 商时期就有灿烂的青铜器 铸造技术。河南安阳出土 的殷朝祭器司母戊鼎，重 达700多公斤，长、高都 超过1m（见右图），四 周饰有精美的蟠龙纹及饕 餮(古代传说中的一种凶恶 的野兽)。
鼎王：司母戊方鼎
北京明朝永乐青铜 大钟，距今已有 500 多年的历史。 重46.5 t，钟高 6.75m，钟唇厚 22cm，外径3.3m， 钟体内外遍铸经文 22.7万字，击钟时 尾音长达2min以 上，传距20km。 永乐青 铜大钟外 形和内腔如此复杂、 重量如此巨大、质 量要求如此之高， 说明我们的祖先早 已具备精湛的冶炼 和铸造技术。
铸造造型方法02
成形工艺基础－铸3
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成形工艺基础－铸3
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2)分模造型 因而木模沿最大截面分成两半。 操作简便，适用于形状较复杂的铸件，特别 阀体、箱体、曲轴、立柱等。
特点是：铸件的最大截面不在端部而在中部，
广泛用于有孔或带有型芯的铸件，如套筒、水管、
后图为分模造型过程。
成形工艺基础－铸3
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成形工艺基础－铸3
（5）熔模铸造工序繁多，生产周期长，原材料的价格贵，铸 造成本比砂型铸造高，而且由于受铸型型壳的限制，铸件不 能太大，一般限于25 kg以下，以1 kg以下居多。
成形工艺基础－铸3
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特种铸造
.2 金属型铸造
1—型芯；2—上型；3—下型；4—动型；5—定型；6—摸底板
金属型结构
成形工艺基础－铸3 54 54
成形工艺基础－铸3 2
根据铸型的种类不同，铸造方法分为砂型铸造和特种铸 造2大类。砂型铸造是目前最常用、最基本的铸造方法。
成形工艺基础－铸3
3
按照紧砂和起模（芯）的方法，砂型（芯） 制造可分为手工造型（芯）和机器造型（芯） 2大类。常用手工基本造型的方法很多，主要 包括整模造型 、分模造型 、挖砂造型 、假 箱造型、活块造型 、刮板造型、三箱造型 、 地坑造型等，常用手工基本造型方法的特点 和应用范围见表6-4。
2.成批生产
铸造工艺模板图的设计
铸造模板图设计小结
一、模样的设计
模样影响铸件的形状、尺寸精度和表面粗糙度。它应该有足够的强度、刚度、尺寸精度和表面粗糙度。还要有使用方便、制造简单、成本低廉的特点。
1. 模样材质的确定
木模，自由收缩率为1.0%。具有轻便，容易加工，来源广，价格低廉等优点。
2.确定模样的基本尺寸
模样尺寸=铸件尺寸×（1+K）,K已经取为1%，标注保留2位小数。
3.模样在模底板上的定位
选用定位销穿过模样装配在模底板上 ,上模板与上模底版的装配选用上固定法，圆柱头螺钉为M6，d0=7，d=6,R=10，h1=5.5,如图1;下模板与下模底板选用下固定法，六角螺钉为M10，R=15,d0=11,h1=32,K=15如图2;选用平放式放置模样。
图1 图2
二、模板的设计
1. 模底板类型的确定
模板应有足够的强度、刚度和耐磨性，制作容易，使用方便，尽量标准化的要求。
成批大量生产的小件选用铸铁做底板材料，采用普通单面顶杆式模板，应用造型机为Z145B。
2. 模板尺寸和结构的确定
Z145B造型机顶杆内尺寸为736ｘ584mm,则其配合的模底板尺寸为930ｘ640mm,确定底板高度为88mm；查表,从而确定出模底板壁厚和加强筋厚度（图3）销耳（图4）和吊轴（图5）的尺寸和间距。
图3 图4 图5
3. 浇注系统和冒口的定位
浇注系统部件选择和铆钉螺钉紧固方式，如图6所示。冒口的定位也用螺钉紧固方式，如图7所示。直浇道位置位于整个模底板的中心。
图6 图7 图8为上模板图，包括：上模样、直浇道模和冒口模在模底板上的布局和定位。由于模底板比较宽大，为了节约砂，我们采取了一块模底板4个模样、1个浇注系统的方法。
铸造知识-25种铸造成形技术！（让更多的人了解铸造）
铸造知识-25种铸造成形技术！（让更多的人了解铸造）
1、压铸
（注意压铸不是压力铸造的简称）是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。
2、砂模铸造
就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样)，然后在模样周末填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。
3、熔模铸造
又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
4、模锻
是在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。根据设备不同，模锻分为锤上模锻，曲柄压力机模锻，平锻机模锻，摩擦压力机模锻等。辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。它是成形轧制(纵轧)的一种特殊形式。
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的
铸造九种常用造型方法与技术PPT课件
6. 合型
如图4-14所示，将上型按定位装置对准放到下型上。
图4-14 合型
二、整模造型的操作技术
整模造型过程中，有很多基本的操作技术，下面把每 道工序的操作要点简述如下。
1. 确定模样在砂型中的适当位置
（1）安放模样，应注意不要放错斜度的方向。 （2）应该有安放浇冒口的位置。 （3）铸件的加工面，特别是重要加工面应朝下或放于 侧立面。 （4）模样至砂箱内壁及顶部之间应留有一定的距离 (称为吃砂量)，其值视模样大小而定。
10. 修型
当模样形状复杂、表面不光滑或者舂砂、起模操作不当时，砂型常常容 易被损坏，对损坏的部分应根据型腔形状和损坏程度，用正确的方法和适合 的修型工具，用面砂仔细地进行修补。如图4-23所示。
图4-23 修型
11. 开设浇注系统
浇注系统是浇注时金属液充满铸型和冒口而开设的一系列通道。
12. 合型
（2）当模样上粘有或有残留的分型砂时，特别是模样的凹角处或者圆拱 形模样的底面有分型砂时，必须用掸笔等工具扫掉，不能存留，否则会使铸 件的表面很粗糙。
图4-17 用纸隔离分型面
5. 砂型的排气
砂型在浇注时会产生大量的气体，若不能及时顺利排出，铸件极易产生 气孔。
（1）扎通气孔 通气孔的作用如图4-18所示。 （2）在铸件的最高和最厚
5. 起模前，松动模样四周间隙要均匀，间隙不能太大，以保证铸件尺寸 准确。
模样的结构及其组成.
ຫໍສະໝຸດ Baidu
之间的定位与连接结构。这些主要依靠定位销和定位孔以及镶嵌件和螺纹链接。
⑤活块及其连接结构。模样上妨碍起模的部分做成活块，活块与模样应有合理的连接与起出结构， 如榫、滑销、燕尾与燕尾槽连接，活块的起出结构如捏手、提针孔等。 ⑥其它结构。如起模装置、敲模板、吊模等。
另外，木模设计时，还应注明喷刷涂料及着色的相关说明。
灰铸铁铸件生产技术
模样的结构及其组成
模样按结构形式可分为：整体模样、分开式模样、刮板模样、骨架模样等。 模样的结构组成包括模样本体、芯头、活块、工艺结构、模样各模块之间的定位及连接结构。 ①模样本体。模样本体是形成铸件外形的结构。模样本体与零件相比设置了活块、起模斜度、加工 余量、工艺补正量、分型负数、砂芯负数、反变形量等工艺结构。 ②模样芯头。模样芯头是形成砂型中的芯座，支撑砂芯芯头并与之形成装配关系。 ③浇冒口系统。包括浇注系统、冒口、排气通道、冒口补贴等相应结构。 ④定位及连接结构。主要包括分型后两半模样的定位结构，以及模样拆分加工后组装、模样与模板
常用的铸造造型方法
常用的铸造造型方法
1. 砂型铸造：使用砂模具来制造铸件形状的铸造方法。
2. 铸造模铸造：使用铸模来制造铸件形状的铸造方法。
3. 压铸：将金属熔化后，注入金属模具中，用高压使金属充满模具，待冷却固化后即可取出成型件。
4. 低压铸造：在铸造前将模具密封，在恒底压力和真空环境下进行铸造。
5. 真空铸造：在铸造前将模具密封，在低压和真空环境下进行铸造。
6. 熔模铸造：将固态金属铸造成具有模拟形状的铸造方法。
7. 铸造模压制成型法：将铸造模具中的铸造材料加压成型，再进行烧结结晶，得到铸造件。
8. 水玻璃铸造法：将石墨、铁或其他金属制成模具，再将水玻璃与石英砂混合后倒入模具中，待凝固后取出成型件。
9. 泥模铸造法：用泥土制成模具，再把铁或铜水倒入模具中，待凝固后取出铸件。
铸造知识-25种铸造成形技术！（让更多的人了解铸造）
铸造知识-25种铸造成形技术！（让更多的人了解铸造）
1、压铸
（注意压铸不是压力铸造的简称）是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。
2、砂模铸造
就是用砂子制造铸模。砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样)，然后在模样周末填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。
3、熔模铸造
又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。
4、模锻
是在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。根据设备不同，模锻分为锤上模锻，曲柄压力机模锻，平锻机模锻，摩擦压力机模锻等。辊锻是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。它是成形轧制(纵轧)的一种特殊形式。
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负
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三、砂型铸造
（一）砂型铸造简介 砂型铸造是最常用的造型方法，砂型铸 造按造型方法的不同可分为手工造型和机 器造型两大类。
砂型铸造生产工艺流程图：
型砂配制 造 型 砂型烘干 金属熔炼
工装准备
合
型
浇 注
芯砂配制
造 芯
砂芯烘干
落砂清理
铸件检验
从上图可以看出砂型铸造生产过程比较复杂，在 任何一道工序中，如操作不当，最终都会导致铸件不 合格，甚至于报废。
（1）挖砂造型简介
有些铸件按结构形状及造型方法和起模习 惯的要求，通常情况下需要采用分模造型，但 从对模样强度和刚度的要求来考虑，又不允许 将模样分开，因此，模样仍做成整体模，为了 便于模样从砂型中顺利地取出，下砂型在放入 模样填充型砂紧实后，需将妨碍起模的那部分 型砂挖掉，并确定正好挖到了模样的最大截面 处，然后撒分型砂，再造上砂型，这种称为挖 砂造型。
1. 原砂
原砂是型（芯）砂的主体。最常用的是二氧化硅 含量较高的硅砂。还有一些不常用的特种砂(如锆砂、 镁砂、橄榄石砂、铬铁矿砂、钛铁矿砂、刚玉砂等。
2. 粘结材料
用来粘结砂粒的材料称为粘结剂。常用的有粘土、 水玻璃、油类粘结剂、合成树脂粘结剂等。目前使 用最普遍的是粘土，粘土分为铸造用粘土和铸造用 膨润土。
金属，制造铸型， 并将熔融的金属液 浇入铸型，冷却凝 固后获得一定形状 与性能的金属物件 的成形方法。采用 铸造方法获得的物 件称为铸件 。
铸造生产在机械制造业中占有十分重要的 地位。大部分机器零件的毛坯是通过铸造方 法来获得的 （如车床、 铣床、 刨床 和磨床等）， 是其它加工制造方法无法替代的成形方法。
最大的端砚台：〖端溪龙皇巨砚 〗 长：2.76米 ,宽:2.17米 , 厚:0.21米,重量:2吨, 该砚台雕有108条神态各异的水龙和云龙。 坐落于广东肇庆鼎湖山宝鼎园。 建造时间：2000、12
机械零件
破碎机偏心轴套
铸 件
精 密 铸 钢 件
铸造生产流水线
一、铸造生产工艺过程及特点
（一） 铸造生产在机械制造工业中的地位和作用 定义：铸造是熔炼
（二）手工造型
手工造型是指全部用手工或手动工具完 成的造型工序。 手工造型按模样结构和起模特点可分为： 1、整模造型 2、分模造型 3、挖砂造型 4、挖砂造型 5、活块造型 6、刮板造型 7、三箱造型 8、地坑造型
A 造型（芯）前的准备工作
（1） 造型工装准备
造型工装主要包括：模样（芯盒）、造型平 板、砂箱、型芯骨、定位销等。
造型材料在铸造生产中占有重要的地位， 其质量的优劣直接影响铸件的质量、生产效率 和成本。铸造生产中使用的铸型除砂型之外, 还有金属型、陶瓷型、石膏型、石墨型等。
（二）型（芯）砂的组成
砂子 附加物 粘结剂膜 空隙
型砂的组成
型（芯）砂是由原砂、旧砂（回用砂）、粘结剂、附加 物和水组成的。经混制后，符合造型要求的混合料。
阀 门
四通管子
（3）型芯的形式
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垂直型芯 水平型芯
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悬吊型芯
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悬臂型芯
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引伸型芯
外型芯
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型芯名称、特点及适用场合
型芯的形状 型芯名称 垂直型芯 水平型芯 型芯特点 垂直放臵 水平放臵 水平悬 臂放臵 垂直悬 吊放臵 适用场合 适用于回转体、箱体、管子 类零件 适用于箱体、套管类零件。 适用于箱体、缸体零件侧面 壁上的盲孔。
2、分模造型
（1）分模造型的特点
零件截面不是由大到小逐渐递减的，将模样从最大截 面处分开，并用销钉定位，这种模样称为分模。用此模样 进行造型称为分模造型，造型时，型腔分别位于上、下两 个半型内。造型简单，节省工时 。
芯盒
套筒分模模样
各种形式的芯骨
（2）适用范围
常用于最大截面 在中部且形状复杂的 铸件，如套筒、三通 管和阀体等。下面简 介分模造型过程（以 异口径套管为例）：
B、手工造型基本操作工艺流程
模 样 砂箱准备 扎气孔、打定位孔或 做合型线
砂 箱
安放模样
填 砂
紧 实
平 板 合 型 修 型 开设浇注系统
开 型
起 模
C、常用的手工造型方法
1、整模造型
主要特点：模
样是整体的，大 多数情况下，型 腔全部在下半型 内，上半型无 型 腔。造型简单， 铸件不会产生错 型缺陷 。 适用范围：适 用于一端为最大 截面，且为平面 的铸件 。
（2）挖砂造型的工艺过程
由于手轮的力学性能要求不高,所以手轮 的浇注系统采用本身浇口(最简单的顶注式浇 注系统)，无需开挖横浇道和内浇道，直浇道 直接放在铸件上，这种浇注系统的特点是开 设方便，节约金属液，补缩效果好，不足之 处是挡渣效果差，金属液进入型腔不平稳， 易飞溅、易冲砂等。
（3）挖砂造型的特点：
墁刀（刮刀）
提钩（砂钩）
竹排梗（半圆）
秋叶（双头压勺）
法兰梗
手风器（皮老虎）
（4）检查模样
检查模样有无损坏及模样表面是否清洁等 。
整体小支架模样
（5）考虑造型步骤
考虑好造型步骤后，将模样安放在清洁的造 型平板上的适当位臵，安放砂箱，使模样和所 需要开设的浇注系统与砂箱内壁之间有合适的 距离（称为吃砂量），小件应大于30 — 40 mm ，注意起模方向，不要放错位臵。
所谓辅助材料是指制造砂型（芯）过程中所用各 种材料中除原砂、粘结剂（如粘土、树脂、水玻璃 等）、水之外的材料。常用的辅助材料有煤粉、锯屑、 石墨粉、滑石粉、重油和脱模剂等。
3. 辅助材料
（三）型（芯）砂的性能
生产中为了获得优质的铸件和良好的技术经 济效果，要求型（芯）砂应具备以下一些性能： （1）足够的强度：包括常温湿强度、干强度和 硬度。 （2）一定的透气性：较小的吸湿性，较低的发 气量。 （3）较高的耐火度：较高的耐火度，较好的热 化学稳定性，较小的膨胀率与收缩率。 （4）较好的退让性、溃散性和耐用性。
铸造是历史上最悠久 的一种工艺，在我国已有 6000多年历史了。从殷 商时期就有灿烂的青铜器 铸造技术。河南安阳出土 的殷朝祭器司母戊鼎，重 达700多公斤，长、高都 超过1m（见右图），四 周饰有精美的蟠龙纹及饕 餮(古代传说中的一种凶恶 的野兽)。
鼎王：司母戊方鼎
北京明朝永乐青铜 大钟，距今已有 500 多年的历史。 重46.5 t，钟高 6.75m，钟唇厚 22cm，外径3.3m， 钟体内外遍铸经文 22.7万字，击钟时 尾音长达2min以 上，传距20km。 永乐青 铜大钟外 形和内腔如此复杂、 重量如此巨大、质 量要求如此之高， 说明我们的祖先早 已具备精湛的冶炼 和铸造技术。
先加入新砂、旧砂（回用砂）和附加 物干混 2 — 3 分钟， 再加入水湿 混 6 —10分钟，性能符合要求后即从出砂 口出砂，混制好的型砂应放臵2 — 3小 时，使粘土膜内的水份均匀，以提高粘 土的湿强度和透气性，使用前用松砂机 将砂松散，使之松散好用。
Baidu Nhomakorabea （五）粘土砂的检测方法
1、仪器设备检测法 使用相应的仪器设备分别检测型（芯） 砂的湿强度、含水率及透气性能等。
车床
铣床
刨床
磨床
（一）砂型铸造生产过程简介
铸造按生产方式不同，可分为砂型铸造和特种铸造。 用砂型铸造生产铸件的方法，目前约占铸件总产量的 80% 以上。其生产过程的工艺流程如图所示：
型砂配制
造型
烘型
金属熔炼
工装准备
合型
浇注
落砂清理
检验
芯砂配制
造芯
烘芯
（二）铸造生产的特点：
（1）砂型铸造生产的优点
【司母戊方鼎 】
铸造艺术产品
【父辛爵】 【双耳觯】 【司母康方鼎】
【灵芝鹤】
【马踏飞燕】
【四羊方尊】
【犀牛】
【佰方鼎】
【虎尊】
【长腿飞龙】
【世纪宝鼎 】
一、铸造生产工艺 过程及特点 二、造型材料
三、砂型铸造
六、工艺品制作 七、金属熔炼 八、浇注、落砂清 理及铸件检验 九、铸件缺陷分析
四、特种铸造 五、砂型铸造工艺 设计及模样
佛
像
余杭青莲禅寺释迦牟尼佛（高8.6米） Great Buddha-Sakyamuni at Qinglian Buddhist Temple, Yuhang(Height:8.6M)
现 代 工 艺 品
紫 荆 花
现 代 工 艺 品
最大的鼎：〖肇庆九龙宝鼎〗 鼎口直径：5.57米 , 鼎口周长：17.50米 ,鼎腹直径：5.55米 , 鼎腹周长：17.42米,高：6.69米 重：16吨, 坐落于广东肇庆鼎湖山宝鼎园。建造时间：2000、12
气孔
缩孔
2. 铸件局部形状和尺寸产生位臵偏移及形状不 完整，导致铸件无法通过机械加工或直接造 成报废。
偏芯
错型
浇不到
3. 铸件表面粗糙，表面粘附着一层难以清除的 砂粒。铸件表面有一层突起的金属片状物， 在金属片和铸件之间夹有一层型砂。
金属片状物
粘砂
夹砂
二、造型材料
（一）造型材料简介 定义： 用来制造铸型和型芯的材料
指针直读式 型砂透气测定仪
XQY—II型（智能型） 型砂强度试验机
砂型表面硬度计
2、手感经验检测法
第一步：检验型（芯）砂的含水率。
一、型砂湿度适当时， 可用手捏成砂团
第二步：检验型（芯）砂的性能；
二、手放开后，可看 出清晰的手纹
第三步：检验型（芯）砂的强度。
三、折断时断面无碎裂状， 同时有足够的强度
整模模样
分模模样
直浇道棒 芯盒
造型平板
砂箱
各种形式的芯骨
定位销棒
（2） 造型工具准备
造型工具包括：砂铲、砂舂、平锤、刮砂板、 通气针、起模针或起模螺钉和掸笔等。
砂铲
通气针
砂舂 平锤 刮砂板 起模针
（3）修型工具准备
修型工具包括：墁刀（刮刀）、提钩（砂钩）、 半圆（竹爿梗）、秋叶（双头压勺）、法兰梗、 圆头等。
（5）良好的成形性：包括很好的流动性、可塑 性、韧性和不粘模性。
（四） 型（芯）砂的分类
（1） 按粘结剂的不同可分为、粘土砂、 水玻璃砂和树脂砂等。
1. 粘土砂 2. 水玻璃砂 3. 树脂砂
（2）粘土砂的混制设备与过程
1. 粘土砂的混制设备
1）碾轮式混砂机
2）移动式松砂机
2. 粘土砂的混制过程
铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。 随着工业技术的发展，铸造技术的发展也很迅速，特别是19 世纪末和20世纪上半叶，出现了很多的新的铸造方法， 如低压铸造、连续铸造、 陶瓷型铸造等，在20世纪下半叶得 到完善和实用化。 由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化 等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自 动化和清洁化的方向发展，例如我国这几年在精密铸造技术、 连续铸造技术、特种铸造技术、铸造自动化和铸造成型模拟 技术等方面发展迅速。
古代工艺品
铸造铜马车
现 代 伟 人 塑 像
半个多世纪 以来，孙中山铜 像经历了战火和 政治动乱，仍然 完好无损，生动 传神。看到这尊 铜像，就会唤起 人们对孙中山先 生的缅怀和崇敬。
合肥工业 大学工业 培训中心
现 代 伟 人 塑 像
（1893——1976）
中华人民共和国的缔造者 —— 毛泽东
适用于中大型铸件，方便型芯落入 型腔，同时便于测量铸件壁厚。 适用于零件侧壁上有妨碍起模的凸 台或沟槽，也可用于组芯造型。
悬臂型芯
盖板型芯 外型芯
垂直侧 面放臵
（4）型芯的作用
型芯按形成铸件 部位的不同具有 如下几点作用： 1、主要用来形成铸 件的内腔形状； 2、形成铸件的局部 外形； 3、加强铸型的局部 强度， 4、也可用于组芯造 型。
铸型的分型面是斜面、曲面或高低变化的阶 梯形状。挖砂造型对操作者的技术要求较高， 生产率较低，只适用于形状较复杂铸件的单件 生产。
手轮模样结构图
4、假箱造型
定义：
假箱造型是利用预制的假箱或成形底板 来代替挖砂造型中所挖去的型砂。
（1）活块造型概述
有些铸件按结构形状及造型方法和起模习惯的要 求，通常是采用整模造型，但模样上有妨碍起模的凸 台或沟槽时，因此，将模样上妨碍起模那部分做成可 拆卸的活动块称为活块。活块用销钉或燕尾梢与模样 主体相连接，取模时应先取出模样的主体，然后再从 侧面小心地取出活块，这种造型方法称为活块造型。 当活块部分大于模样主体的局部位臵厚度时，活块部 分难以从铸型中顺利地取出，这时必须采用型芯替代 活块来形成凸台。成批生产时，为了提高生产效率， 也可用外型芯取代活块。
1、适应性广，工艺灵活性大（材料、大小、形状几 乎不受限制）。
2、最适合形状复杂的箱体、机架、阀体、泵 体、 缸体等。
箱
体
3、成本较低（铸件与最终零件的形状相似、 尺寸相近）
铸 件
零 件
（2）铸造生产的缺点
1. 组织疏松、晶粒粗大，铸件内部常有缩孔、缩松、 气孔等缺陷产生，导致铸件力学性能差，特别是冲 击性能较低。