砂型铸造
第二篇 铸造(2)-砂型铸造
第三章 砂型铸造
第三节 浇注位置与分型面的选择
浇注位置---指金属浇注时铸件所处的空间位置 分型面---指砂箱间的接触表面 一 浇注位置选择原则: 铸件浇注位置对铸件质量,造型方法等有很大影响, 应注意以下原则: 1 铸件重要的加工面应朝下:如图 1) 若做不到,可放侧面或倾斜； 2) 若有几个加工面,则应把较大的放下面. 如导轨面是关键面，不允许有缺陷,则要放下面。
第三章 砂型铸造
目前,铸件生产的主要方法, 目前,铸件生产的主要方法,砂型铸件占铸件总量 90%以上 可生产各种铸钢,灰铁,球铁,可锻铸铁, 以上, 的90%以上,可生产各种铸钢,灰铁,球铁,可锻铸铁, 有色金属等. 有色金属等.用于铸造各种机械零件 砂型铸造生产过程: 砂型铸造生产过程: 配砂→造型→ 配砂→造型→烘干 配砂→造芯→ 配砂→造芯→烘干 制模→熔化 浇注→落砂→清理→检验. 熔化→ 制模 熔化→浇注→落砂→清理→检验.
第三章 砂型铸造
第三节 浇注位置与分型面的选择
二 铸型分型面的选择原则 ① 分型面应选在铸件最大截面处； ② 尽量减少分型面数量，最好只用一个分型面； 如图 ③ 尽量使铸件的主要加工面和加工基准面在同一 个砂箱内；如图 ④ 应使型腔和主要型芯位于下箱；如图 ⑤ 尽量选择平直面为分型面。如图
第三章 砂型铸造
第三章 砂型铸造பைடு நூலகம்
第二节 造型方法选择
二 机器造型及其工艺特点
种 类 压实式 震实式 震压式 抛砂造型 微震压实式 高压造型 射压式 机器造型的各种方法对比 主 要 特 点 用较低的比压压实铸型。机器结构简单，噪音较小，生产率 较高 靠造型机的震击来紧实铸型。机器结构简单，制造成本低。 但噪音大，生产率低，对厂房基础要求高，劳动繁重 在震击后加压，紧实铸型。机器的制造成本较低，生产率较 高，噪音大。型砂紧实度较均匀，能量消耗少 用抛砂方法填实和紧实铸型。机器的制造成本较低，生产率 较高，能量消耗少，型砂紧实度较均匀 在微震的同时加压紧实铸型。生产率较高，机器较易损坏 用较高的比压来压实铸型。生产率高，铸件尺寸准确，易于 自动化。但机器结构复杂，制造成本高 用射砂填实砂箱，再用高比压压实铸型，生产率高，易于自 动化，型砂紧实度高而均匀 适 用 范 围 用于成批生产的小铸件 用于成批生产的中、小铸件 用于成批生产的小铸件 用于成批生产的大型铸件 用于成批生产中、小铸件 用于大批生产中、小铸件 用于大批生产中、小铸件
砂型铸造
2. 浇注位置的选择
•浇注位置：铸件在铸型中的空间位置。 选择原则 1）主要加工面或主要受力面应置于下部以确保 质量； 2）应利于铸型的填充和型腔中的气体排除； 3）壁厚不均需要补缩时宜将厚大部分置于上部 或侧面； 4）应将铸件的大平面置于铸型的下部并使铸型 侧斜浇注。
1 应） 置主 于要 下加 工 部 面 以 或 确 主 保 要 质 受 量 力 面
2. 铸造收缩率 铸件冷却过程体积要收缩，通常需增 大模样尺寸，才能保证收缩后的铸件 达到所需尺寸。铸件尺寸＜模型尺寸。
铸件的收缩率与合金的种类、铸件的大小 和铸件固态收缩受阻的情况有关。 普通灰口铸铁在 0.7 ～ 1% 左右，铸钢为 1.3～2.0左右，有色金属大多在1%左右。
3. 拔模斜度 为便于把模样（或型芯）从砂型（或从 芯盒）中取出，铸件上垂直于分型面的各 个侧面应有一定斜度。 拔模斜度在铸造工艺图中需标出，其大 小取决于立壁的高度、造型方法、模样材 质及该侧面在型腔中的位置。 通常3°～ 15°。
地坑造型 单件、小批生产， 大中型铸件。
2. 机器造型
填砂、紧实、起模整个造型过程有机器完成。 • 特点：与手工造型相比，生产效率↑、铸 件精度高、表面质量好，劳动强度↓。 • 但造型设备及工装投资较大，生产准备周 期长，适于大批生产。
震 压 式 造 型
无箱射压造型
抛 砂 造 型
射 砂 制 芯
分模造型 适于铸件的最大截 面在中间的铸件。
挖砂造型 适于单件，小批生产
成型底板造型 适于成批生产需要 挖砂的铸件。
活块造型 适于单件，小批生产 带有突出部分阻碍起 模的铸件。
刮板造型 适于单件或小批生 产回转体或等截面 的铸件。
地坑造型 适于单件或小批生 产大型铸件。
铸造的分类及特点
铸造的分类及特点铸造是一种常见的金属加工工艺，它通过熔化金属，将其倒入预先制作好的模具中，并在冷却后得到所需的零件或产品。
根据不同的铸造方法和工艺特点，铸造可以分为几种不同的分类。
本文将介绍一些常见的铸造分类及其特点。
一、砂型铸造砂型铸造是目前应用最广泛的铸造方法之一。
它的工艺流程主要包括模具制作、砂型浇注、冷却固化和零件后处理等步骤。
砂型铸造的特点如下：1. 灵活性高：砂型制作相对简单，易于调整和修改，适用于小批量、多品种的生产需求。
2. 成本较低：相比其他铸造方法，砂型铸造所需的材料成本相对较低。
3. 表面质量较差：由于砂芯的使用，容易出现砂眼、气孔等表面缺陷，需要进行后续的修磨和处理。
4. 适用范围广：砂型铸造可用于铸造几乎所有类型的金属和合金，包括铁、铝、黄铜等。
二、铸型铸造铸型铸造是一种使用金属模具（铸型）进行铸造的方法。
它的工艺流程包括铸型制作、熔炼金属、浇注和冷却固化等步骤。
铸型铸造的特点如下：1. 高精度：铸型铸造可以得到较高的尺寸精度和表面质量，适用于对形状和尺寸要求较高的零件制造。
2. 生产效率相对较低：相比砂型铸造，铸型铸造的制作和准备时间较长，生产节奏较慢。
3. 适用于大型零件：铸型铸造适用于生产大型复杂形状的零件，例如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
4. 灵活性一般：相比其他铸造方法，铸型铸造具有较低的灵活性，不太适用于小批量、多品种的生产。
三、压铸压铸是一种通过将熔化的金属注入高压下迅速充填模具，并在冷却后得到所需零件的铸造方法。
压铸的特点如下：1. 高精度和表面质量：压铸可以得到非常高的几何精度和良好的表面质量，适用于制造高精度要求的零件。
2. 生产效率高：压铸的生产周期短，能够实现高产出，适用于大规模生产。
3. 适用于较小尺寸的零件：压铸适用于制造较小尺寸的零件，例如手机外壳、汽车零配件等。
4. 高成本：相比其他铸造方法，压铸设备和模具的成本相对较高。
四、重力铸造重力铸造是利用金属重力作用实现铸造的一种方法，包括砂重力铸造和金属重力铸造两种形式。
砂型铸造
主要成 分为硅砂，根据来源可分为山砂、河砂和人 工砂。
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硅砂的主要成分为SiO2，它的熔点高达1700℃，砂中的 SiO2含量越高，其耐火度越高 根据铸件特点，对原砂的颗粒度、形状和含泥量等有着 不同的要求 砂粒越粗，则耐火度和透气性越高 圆形硅砂、较多角形和尖角形的硅砂透气性好 含泥量越小，透气性越好等 (2)黏结剂 用来黏结砂粒的材料称为黏结剂 常用的黏结剂有黏土和特殊黏结剂两大类。 ①黏土是配制型(芯)砂的主要黏结剂。用黏土作为黏结 剂配制的型砂称黏土砂 常用的黏土砂分湿型砂和干型砂，湿型砂普遍采用黏结 性能较好的膨润土作黏结剂，而干型砂多用普通黏土作黏结剂
(3)要具有较高的耐火度 型(芯)砂经受高温热作用的能力称为耐火度 耐火度主要取决于砂中SiO2的含量，若耐火度不够，就 会在铸件表面或内腔形成一层粘砂层，不但清理困难、影响 外观，而且为机械加工增加了困难。 (4)要具有一定的退让性 铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂能被压缩、退 让的性能称为退让性 若型(芯)砂退让性不足，会使铸件收缩时受到阻碍，产 生内应力、变形和裂纹等缺陷 (5)要具有一定的可塑性。 指型(芯)砂在外力作用下变形，去除外力后仍保持变形 的能力。可塑性好型(芯)砂柔软易变形，起模和修型时不易 破碎和掉落。
4.合型
将上型、下型、型芯、浇注系统等组合成一个完整铸 型的操作过程称为合型，俗称合箱
合型是浇注前的最后一道工序，若合型操作不当，会 使铸件产生错型、偏芯、跑火及夹砂等缺陷。合型工作包 括以下几方面
(1)铸型的检验 这里包括检验型腔、浇注系统及表面有无浮砂，排气道是否通畅。 (2)下芯 将型芯的芯头准确地放在砂型的芯座上。应注意芯头间隙、芯子 排气孔及定位等。
常用造型方法
铸造工程-砂型铸造
3.湿态强度
砂型必须具备一定的强度以承受各种外力的作用。如 果强度不足，在起模、搬动砂型、下芯、合箱等过程 中，铸型有可能破损塌落；浇注时可能承受不住金属 液的冲刷和冲击，冲坏砂型而造成砂眼缺陷，或者造 成胀砂或跑火(漏铁液)等现象。但是，强度也不宜过高 ，因为高强度的型砂需要加入更多的粘土，不但增加 了最适宜的水分和降低透气性，还会使铸件的生产成 本增加，而且给混砂、紧实和落砂等工序带来困难。
6.1.2 湿型砂性能要求
根据铸件合金的种类，铸件的大小、厚薄、浇注温度、 砂型紧实方法、起模方法，对湿型砂性能提出不同的 要求。最主要的，即直接影响铸件质量和造型工艺的 湿型砂性能有水分、透气性、强度、紧实率、变形量 、破碎指数、流动性、有效粘土含量、发气性、有效 煤粉含量、抗夹砂性、抗粘砂性等。
6.1.3 湿型砂用原材料及其质量要求
湿型砂是由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成的 。其中原砂是骨料、粘土为粘结剂。经过混碾后，粘 土、附加物和水混合，包覆在砂粒表面形成一层粘结 膜。粘结膜的粘结力决定型砂的强度、韧性、流动性 ，砂粒间的孔隙决定型砂的透气性。因此，为了制得 性能合乎要求的型砂，必须考虑以下3方面的因素： （1）原材料的选择 选用高质量的原材料是能否制成 高质量型砂的先决条件。 （2）型砂配方 各种材料之间要有一个合理的配合比 例。 （3）混制工艺 目的在于使各种材料分布均匀，并使 粘土膜完整地包覆在砂粒表面上。
2）紧实率(compactability) 是指湿型砂用1MPa的压力压 实或者在锤击式制样机上打击3次，用试样紧实前后高 度变化的百分数来表示。实际上这是从手捏感觉试验 演变而来的，但它已排除了试验者的主观因素，且可 定量表示。该测定方法的依据是：较干的型砂自由流 入试样筒中时，砂粒堆得比较密实，即松散密度较高， 在相同的紧实力作用下，型砂体积减小较少。这种型 砂发脆，韧性差，起模容易损坏，砂型转角处容易破 碎，铸件容易产生冲砂、砂眼等缺陷；而较湿的型砂， 流动性差，在未被紧实前松散密度较低，砂粒的堆积 比较疏松，紧实后体积减小较多。使用这种型砂，浇 注时急速产生大量气体，铸件有可能出现气孔、胀砂、 夹砂结疤、表面粗糙等缺陷。
砂型铸造的概念
砂型铸造的概念
砂型铸造是一种在砂型中生产铸件的铸造方法。
造型材料是铸造砂和型砂粘结剂。
最常用的铸造砂是硅质砂，但硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
为了使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。
应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式
不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型 3 种。
粘土湿砂
型以粘土和适量的水为型砂的主要粘结剂，制成砂型后直接在湿态下合型和浇注。
湿型铸造历史悠久，应用较广。
湿型砂的强度取决于粘土和水按一定比例混合而成的粘土浆。
型砂一经混好即具有一定的强度，经舂实制成砂型后，即可满足合型和浇注的要求。
因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工艺因素。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
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。
第一章 砂型铸造
第一章砂型铸造§1－1 概述以型砂为材料制备铸型的铸造方法叫做砂型铸造。
有别于砂型铸造的其它铸造方法，称为特种铸造。
砂型铸造和特种铸造比较，其缺点是：劳动条件较差，铸件质量欠佳，铸型只能使用一次，生产率也较低。
优点是：不受零件的形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；造型材料来源较广，生产准备周期短，成本低。
因此砂型铸造是铸造生产重应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件约占铸件总产量的80～90％砂型的种类常用的砂型有湿型、干型、表面干型和各种化学硬化砂型（自硬砂型）。
湿型：向石英砂中加入适量的粘土和水分，混制而成的型砂称为湿型砂。
用湿型砂舂实，浇注前不烘干的砂型称为湿型。
铝合金、镁合金铸件、小型铸铁件的生产常使用湿型。
湿型可使铸件生产周期缩短，生产率高，经济；由于不必烘干及不需要相应的烘干装置，故节省投资及能源消耗；易于实现机械化和自动化；比干型生产劳动条件好。
干型：经过烘干的砂型称为干型。
烘干后增加了强度和透气性，显著降低发气性，大大减少了由于铸型方面的原因而产生的气孔、砂眼、胀砂、夹砂等缺陷。
干型的缺点是生产周期长，需要烘干设备，增加燃料消耗，恶化劳动条件，难于实现机械化和自动化。
主要用于质量要求高，结构复杂，单件、小批生产的中大型铸件上。
表面干型：铸件表面仅有一层很薄的型砂被干燥（干燥层一般为15～20mm厚），铸型其余部分仍然是湿的，故称表面干型。
表面干型介于湿型和干型之间，既有湿型的优点，又有湿型达不到的性能。
表面干型常用于生产中、大型铝铸件和铸铁件。
化学硬化砂型（自硬砂型）：铸型靠型砂自身的化学反应而硬化，一般不需要烘干，或只经低温烘烤。
优点是强度高，节约能源、效率高。
但成本较高，有的易产生粘砂等缺陷。
自硬砂型目前用得较多的有用水玻璃作粘结剂的水玻璃砂型以及用合成树脂作粘结剂的树脂砂型等。
自硬砂型对于各种铸件均可采用。
§1－2 铸造用砂粘土型砂粘土砂是以原砂和粘土为主要材料配制成的型（芯）砂。
第2章 砂型铸造讲解
第六—第二章砂型铸造铸型：铸造生产中使液态金属成为固态铸件的容器。
容器的内部称型腔，其轮廓相当于所制铸件的外形。
根据铸型特点分：一次型——砂型、熔模、石膏型、实型铸造（消失模铸造）；半永久型——泥型、陶瓷型、石墨型铸造；永久型——金属型、压力、挤压、离心铸造；根据浇注时金属所承受的压力状态分：重力作用下的铸造和外力作用下的铸造金属液在常压下完成浇注，称为自由浇注或常压浇注。
金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造。
砂型铸造：是利用型（芯）砂制造铸型的铸造方法。
整模造型分模造型一、概述1 缺点、优点：砂型铸造是铸造生产中最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80-90%。
型砂：将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物所混制成的混合物。
砂型（芯）：型（芯）砂在外力作用下成形并达到一定的紧实度或密度成为砂型（芯）。
2 砂型的种类湿型：由原砂、粘土、附加物及水按一定比例混碾而成湿型砂；用湿型砂春实，浇注前不烘干的砂型。
干型：经过烘干表面干型：表面仅有一层很薄（15-20mm）的型砂被干燥，其余部分仍然是湿的。
化学自硬砂型：砂型靠型砂自身的化学反应而硬化。
造型：制造砂型的工艺过程。
造芯：制造砂芯的工艺过程。
选择合适的造型（芯）方法和正确的造型（芯）工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
1 按型（芯）砂粘（固）结机理分类机械粘结造型（芯）、化学粘结造型（芯）、物理固结造型（芯）2 按造型（芯）的机械化程度分类（1）手工造型（芯）手工造型（芯）是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以到目前为止，在单件、小批量生产的铸造车间中，手工造型（芯）仍占很大比重，在航空、航天、航海领域应用广泛。
缺点：劳动强度大、生产率低、铸件质量不易稳定。
模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。
砂型铸造的分类
砂型铸造的分类砂型铸造是指将熔化后的金属倒入砂型中进行铸造的一种工艺。
按照不同的分类标准，砂型铸造可以分为多种类型，下面就对其进行详细介绍。
一、按照砂型材料分类1. 硅砂铸造硅砂是一种常见的砂型材料，其耐高温、抗压强度高、易于加工等特点，使其成为铸造行业最常用的砂型材料之一。
硅砂铸造适用于各种材料的铸造，如铁、钢、铜、铝等。
2. 石膏砂铸造石膏砂铸造主要用于铸造锌合金、铝合金等低熔点金属。
石膏砂铸造具有成本低、制作简单、铸件表面光滑等优点。
3. 粘土砂铸造粘土砂铸造是一种传统的砂型铸造工艺，在冶金、航空、机械等领域得到广泛应用。
粘土砂铸造可用于铸造各种材料，如铁、钢、铜、铝等。
二、按照铸件形状分类1. 平板砂铸造平板砂铸造用于制造平面或近似平面的铸件，如平板、板状零件等。
平板砂铸造的特点是铸件精度高、表面光滑、尺寸稳定。
2. 壳型砂铸造壳型砂铸造是一种高精度、高质量的铸造工艺，适用于制造形状复杂、尺寸精度高的铸件，如涡轮叶片、航空发动机叶轮等。
3. 砂芯砂铸造砂芯砂铸造是一种通过在砂型中插入砂芯，使铸件中产生内腔或复杂空间结构的铸造工艺。
砂芯砂铸造适用于制造具有内腔或复杂结构的铸件，如汽车发动机缸体、水泵叶轮等。
三、按照铸造方法分类1. 真空砂铸造真空砂铸造是一种在真空环境下进行的铸造工艺。
真空砂铸造可消除气孔、夹杂等缺陷，提高铸件质量和性能。
2. 低压砂铸造低压砂铸造是一种通过在熔融金属上施加一定的压力，使其在砂型中充填的铸造工艺。
低压砂铸造适用于制造高精度、高质量的铸件。
3. 高压砂铸造高压砂铸造是一种将熔融金属通过高压喷射入砂型中进行铸造的工艺。
高压砂铸造具有生产效率高、成本低等优点，适用于大批量铸造。
砂型铸造是一种应用广泛的铸造工艺，其分类也十分多样化。
在实际应用中，铸造厂家可以根据铸件的形状、材料、生产需求等因素选择不同的砂型铸造工艺，以达到最佳的铸造效果。
工程材料-(砂型铸造)
技术方案确定:
造型方法
铸造工艺
思考题
P210 8-7
习题8-7a 轴承 铸件分型方案 （大批量）
下 下
上 上
上下
?
上 下
? 活块造 型
下 下
上 上
大批量生产宜 采用机器造型, 机器造型为两 箱造型。
下 上
浇注位置示意（水平浇铸）
习题8-7b 调整座 分型方案（大批量）
方案1
方案1
第一步：型（芯）砂的制备
型(芯)砂由原砂、粘结剂、水及其它附加物混制 分为：粘土砂、水玻璃砂、树脂砂 (P180) 技术要求：型（芯）砂
具有一定的强度、透气性、 退让性和溃散性等。
砂型质量的影响因素：
A. 型砂的影响：
a) 原砂的粒度状况、形状
一般认为：粒度在小尺寸范围呈正态分布，有利于
砂型强度的提高，但透气性较差。
➢ 具有所要求的化学成分 ➢ 杂质含量低 ➢ 具有所需要的温度
常用设备：冲天炉、反射炉、
A. 铸铁的熔炼 电弧炉、工频炉等。
冲天炉
冲天炉熔炼：通过焦炭的燃 烧放热使固体金属炉料熔化 并过热后成为液态金属。
出炉以浇注
B. 铸钢合金的熔炼
常用设备：电弧炉、感应电炉、平炉
C. 有色合金的熔炼
对设备要求：
B. 最小铸出孔：最小孔直径和经济性原则。
C. 起模斜度：取决于立壁高度、造型方法和模样材 料等因素，一般15’-3°。 内外壁有分（内壁3-10° ）。
铸件的起模斜度示意
D. 收缩率：模样尺寸放大率K=(Lp-Lc)/Lp*100％
➢ 经验数据（HT：0.7-1%；ZG1.3-2.0 % ）
E. 型芯头：芯头关系到装配的工艺性和稳定性。
砂型铸造
二、砂型铸造
整模造型
二、砂型铸造 (2)分模造型
分模造型的特点是：模样是分开的，模样 的分开面（称为分模面）必须是模样的最大 截面，以利于起模。分模造型过程与整模造 型基本相似，不同的是造上型时增加放上模 样和取上半模样两个操作。 分模造型适用于形状复杂的铸件，如套筒、 管子和阀体等。
二、砂型铸造
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二、砂型铸造
用机器代替手工进行造型(芯),称机器造 型(芯).
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组 成了不同的造型机。
成形工艺基础－铸3
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二、砂型铸造
造型机的种类很多，按紧砂方法不同可分:
震压式造型机；
震实式造型机；
压实式造型机；
射压式造型机； 及气冲式造型机等。
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二、砂型铸造
1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、 压实机构、起模机构和控制系统组成。 多通过震击和压实紧实型砂，绝大部分都是 边震边压。震击压实都采用气动,为高频率低 振幅的微振形式,铸型硬度均匀. 所有机器都带有起模结构，起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便 、投资较小，适用于各种材质小件的造型。
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：
整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造 型、活块造型、刮板造型。
二、砂型铸造
(1) 整模造型
整模造型的特点是：模样是整体结构，最 大截面在模样一端为平面；分型面多为平面； 操作简单。整模造型适用于形状简单的铸件， 如盘、盖类 等。
的费用高、生产准备时间长，只适用于中、
小铸件成批或大量的生产。
二、砂型铸造
二、砂型铸造
各触头能随着模样各部分的高低压入不同的深度，使砂型的紧实度大体均匀
砂型铸造知识点总结
砂型铸造知识点总结1. 砂型铸造的原理砂型铸造是通过在石膏、粘土或硅树脂等材料制成的模具中，倒入熔化的金属，并在金属凝固后将模具破碎，得到所需的铸件。
它的原理是利用砂型的柔软和易于成型的特点，将其用于金属铸造，通过对砂型内部空腔和外部形状进行加工，以得到所需的铸件。
2. 砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程主要包括模具制备、浇注、凝固冷却、脱模等几个步骤。
首先是对模具进行制备，通常使用湿砂型和干砂型两种方式。
然后是浇注，将熔化的金属倒入模具中，填满模具腔室。
接着是凝固冷却，待金属完全凝固后，可以进行脱模，将铸件从模具中取出，再进行后续的处理。
3. 不同类型的砂型铸造根据模具的不同，砂型铸造可以分为湿砂型和干砂型两种类型。
湿砂型是指在模具制备过程中，使用湿润的黏土或粘合剂拌合成模砂，然后将模砂填充到模具中，经过成型、干燥等步骤，最终形成砂型。
干砂型则是指使用无机粘结剂或有机粘结剂与干净的石英砂混合，制成模砂，经过振实、成型等步骤，形成模具。
4. 砂型铸造中的砂型材料砂型铸造中使用的砂型材料主要是石英砂、河砂等天然砂，以及黏土、石膏和硅树脂等粘合剂。
石英砂具有颗粒间的细腻、坚硬、高温抗性好等特点，是最常用的砂型材料。
而粘合剂的选择则取决于铸件的要求和生产的具体条件。
5. 砂型铸造中的缺陷和质量控制在砂型铸造中，常见的缺陷主要有气孔、砂眼、夹杂、收缩孔等。
这些缺陷的产生，通常与砂型的制备、浇注过程、金属凝固等相关。
因此，对于砂型铸造的质量控制至关重要，需要从原材料质量、工艺参数、操作技术、设备状态等方面进行全面管理和控制。
6. 砂型铸造的应用领域砂型铸造广泛应用于各种机械零部件、汽车零部件、船舶零部件、航空航天零部件等领域。
由于其工艺简单、成本低、适用范围广泛，因此在制造业中仍具有重要的地位。
7. 砂型铸造中的技术要点在砂型铸造的过程中，需要注意一些技术要点，以确保铸件的质量。
比如，在模具制备过程中，要注意砂型的成型和干燥，以免产生砂眼和气孔；在浇注过程中，要控制合金的温度和浇注速度，以免产生夹杂和收缩孔；在凝固冷却过程中，要控制冷却速度，以保证金属的组织结构和性能。
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成形底板可根据生产数量的不同，分别用 金属、木材制作；如果件数不多，可用粘土较多 的型砂春紧制成砂质成形底板，称为假箱。 4)活块造型
将模样上妨碍起模的部分，如凸台、肋、耳 等，做成活动的，称为活块。
活块用销式燕尾与模样的主体连接，在起模 时须先取出模样主体，然后取出活块。
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大、中型回 转类零件； 分型面为平 面 地坑； 效率极低； 单件小批生 产
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§4 综合分析举例
Ⅲ
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一、支座 分析 时不必考虑浇 注位置，只考 虑工艺上的方 便，试讨论有 哪几个方案可 选？
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方案Ⅲ的铸造工艺图
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课堂讨论—看图练习
分析上图四零件应采用何种 手工造型方法？幵确定 它们的分型面和浇注位置。
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气动微振压实造型机,它采用振击(频率 150～500次/分,振幅25～80mm)－压实-微振(频 率700～1000次/分,振幅5～10mm)来紧实造型。 这种造型机噪音较小,型砂紧实度均匀,生产率高. 2.射压式造型机 射压式造型机有两种机型，一种是垂直分型
无箱造型机，另一种是水平分型脱箱造型机。
尺寸和布置等。
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铸造工艺图是指导模样设计、生产准备、铸 型铸造和铸件检验的基本工艺文件。且由它绘制 模样图和合箱图。
§1造型方法的选择
造型用砂 又称：型(芯)砂 一、 型(芯)砂组成 型砂及芯砂是制造铸型和型芯的造型材料,它
主要由原砂、粘结剂、附加物和水混制而成。
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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、
后图为水管铸件的分模造型过程。
3)挖砂造型
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当铸件最大截面在中部，模样又不便分成
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三、收缩率 模样尺寸比铸件放大一个该合金的收缩量。 如：灰铁0.7～1％。铸钢为1.3～2％ 四、型芯设计 型芯设计内容很多，如:型芯数量、形状、型 芯头结构、下芯顺序及芯骨与通气等。
其中，型芯头是芯子的重要组成部分，起定 位和支撑型芯、排除芯子内气体的作用。 而型芯头泛指：支撑芯子的芯子头和铸型的 型芯座。
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支撑座零件图
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第四章 铸造
铸造工艺举例
3
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确定浇铸位置和分型面
二、 型(芯)砂性能
为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和 裂纹等缺陷 ，型砂应具备下列性能。 1.型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 2.透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。
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若透气性不好，易在铸件内部形成气孔等缺陷。
3.型砂耐火性
型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。耐
火性差，铸件易产生粘砂。
小结：
本章作为铸造生产中的基础知识，又是难点 力求真正掌握。
内容，要求同学们课后认真看书，相互交流讨论，
作业
P67:2、3（c）绳轮：绘制原图，标注分型面，
试述可有几种造型方法(应包含活砂造型)
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课后练习的讨论 P68－（3）
图示绳轮在单件生产条件下可以采用的造型方法
图示：Φ122处为最小截面，最大截面为Φ170处。 应选用三箱造型，如下图。
震实式造型机；
压实式造型机；
射压式造型机； 及气冲式造型机等。 1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、压实机构、起 模机构和控制系统组成。
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多通过震击和压实紧实型砂，绝大部分都 是边震边压。 震击压实都采用气动,为高频率低振幅的微 振形式,铸型硬度均匀. 为减轻振动，设有缓冲机构，缓冲机构有气 垫式和弹簧式两种。 所有机器都带有起模结构，起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便、投 资较小，适用于各种材质小件的造型。
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课后练习讨论P67-(2)
分模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造 型各适用哪种场合？
答：分模造型： 形状复杂，有良好对称面 的铸件，分模面是最大截面，适用套筒、管子和 阀体等回转体零件。
挖砂造型：当铸件最大截面不 在端部，模 样又不便分开时，将模样做成整体结构，造型时
两半(如分模后模样太薄或分面是曲面)时，只能
将模样做成整模，造型时挖掉防碍起模的砂子。
挖砂造型操作麻烦，生产率低，要求操作
技术水平高，仅适用于单件小批量生产。
对于分型面为阶梯面或曲面的铸件，当生产
数量较多时，可用成形底板代替平面底板，幵将 模样放置在成形底板上造型，可省去挖砂操作。
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整体模 最大截面在
端面处 操作简单 不会错箱
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第四章 铸造
铸造工艺举例：
4.退让性
退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。
退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。 还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等.
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三、手工造型 1.砂箱及造型工具
如图所示。
2.常见手工造型方法 1)整模造型 特点是：模样是整体的，铸型的型腔一般 只在下箱。 整模造型因操作简便，无砂箱错位现象，适 用于外形轮廓上有一个平面可作分型面的简单铸 件，如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩等。
1.单件、小批生产 图示件属大尺寸、回转体，可采用刮板－地 坑造型。 2.成批生产
当批量 大，但又无机械化生产条件时，可 采用模样两箱造型。
四、机器造型（造芯）
手工造型中的摏箱、起模两工序不仅效率低， 劳动条件差，而且铸件尺寸不准确等不足。
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机器造型能较好的改变上述缺点。 用机器代替手工迚行造型(芯),称机器造型(芯).
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其共同的特点是：不用砂箱，节省工装费用， 占地面积较小。 垂直分型无箱造型是指在造型、下芯、合型 及浇注过程中，铸型的分型面呈垂直状态（垂直 于地面）的无箱射压造型法。 3.其他机器造型 压实造型机中有高压造型机和水平分型脱 箱压实造型机两种。 1)高压造型机 近年来正向负压加砂高压
5)刮板造型
用与铸件截面相适应的刮板代替实体模样 造型的方法。
刮板造型，可以降低模样成本，缩短生产 准备时间，但要求操作技能高，铸件尺寸精度低， 生产率低，故只适用于中小批生产尺寸较大的回 转体铸件，如皮带轮、齿轮等。 下面请同学们，根据前面的讨论，试分析下 面的图例，应该用何种方法造型。
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将妨碍起模的型砂挖掉，适用形状复杂的铸件单 件小批生产。 活块造型：铸件侧面有局部凸起，妨碍起 模，可将凸台做成活块。适用侧面有凸台、肋条 的结构。 三箱造型：铸件中间小，两端大。须两个分 型面。
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刮砂板
砂箱
底板
砂舂
通气针
起模针
减少辐射防开裂夹渣。
3.薄壁大面朝下或垂直，
防止产生浇不足冷隔。
4.厚大部分在上或侧面；
考虑安放冒口利补缩。
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二、铸型分型面的选择原则
浇注位置选择原则：保证质量；
分型面选择原则是：简化工艺求经济。
1.尽量平直数量少,
减少活块和型芯。 2.全部大部同一箱， 保证精度利加工。 3.主要部分于下箱， 便于操作与检验。
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§3工艺参数的选择
一、机械加工余量和最小铸孔 1.机械加工余量 铸件上预留的切削余量
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2.最小铸孔 灰铁件，单件生产30～50mm时不铸出。但 不要求加工的孔、槽，无论大小均应铸出。 二、起模斜度
注意：起模斜度与结构斜度的区分！
起模斜度:为便于取模，在平行于起模方向
造型过程包括：填砂、紧实、起模、下芯、 合箱以及铸型、砂箱的运输等工艺环节。 大部分造型机主要是实现型砂的紧实和起模 工序的机械化，至于合箱、铸型和砂箱的运输则 由辅助机械来完成。