第02次课第一章

4.0～ 4.5～ 金属5.模0 样、塑5料.0
模样
5.0～5.5 木模样
260 ≤10底面、侧
3.40.2～0º20′
3.5～ 4.0
24º.05～5′4.5
>10～40 2>61000～16顶0 面
4.51～º10′ 5.0～ 6.00º30′ 6.0
～ 5>01060～2底50、侧
3.50～º25′ 4.0～
与底板联结成一个整体的专用模具
(2)只适用于两箱造型。
(3)不宜用活块。
振压式造型机造型过程
第三节 砂型铸造工艺
二、浇注位置与分型面
1、浇注位置的选择原则
1)铸件的重要加工表面或主要 工作面应朝下或处于侧面。
2)铸件的宽大薄壁平面应朝下。 3)铸件的厚大部分应朝上。
2、分型面的选择原则
❖浇注位置是指金属浇注 时铸件所处的空间位置
❖铸造工艺设计的内容包括： 造型方法、浇注位置、分型面、工艺参数的确定等。
第三节 砂型铸造工艺
一、造型方法 1、手工造型
1)特点： ❖设备简单、操作灵活、方法多样 ❖效率低、强度大、技术水平要求高
造型方法 整模 造型
分模造型
挖砂造型
特点
整体模，分型面为平面，铸型 型腔全部在一个砂箱内。造型 简单，铸件不会产生错箱缺陷
模样沿最大截面分为两半，型 腔位于上、下两个砂箱内。造 型方便。但制作模样较麻烦。
整体模，造型时需挖去阻碍起 模的型砂，故分型面是曲面。
造型麻烦、生产率低。
应用范围
铸件最大截面 在一端，且为
平面。
最大截面在中 部，一般为对
称性铸件。
单件小批量生 产，模样薄， 分模后易损坏 或变形的铸件
合型示意图
假箱造型
第三节 砂型铸造工艺
三、铸造工艺参数 2、模型工艺参数 1)收缩余量 2)型芯头
(1) 作用：支撑和固定型芯，防止 型芯在浇注时的漂浮、偏斜和移动
❖ 合金的线收缩使铸件冷却后的 尺寸比型腔尺寸略小，为保证 铸件的应有尺寸，模型尺寸必 须在铸件尺寸的基础上放大一 个该合金的收缩量。
(2)垂直芯头 A、一般有上、下芯头，短而粗的
5)仅适用于中、小铸件。
❖ 用易熔材料（如蜡质材 料及添加剂等）制成模 样，在模样上包覆多层 耐火材料，然后将模样 熔去，制成无分型面的 型壳，经高温焙烧、浇 注而获得铸件的方法称 为熔模铸造。
❖ 制造压型压制蜡模 组装蜡模结壳（浸涂 料、撒砂、硬化）脱 蜡填砂焙烧浇注 落砂清理
第四节 特种铸造 二、金属型铸造
单件小批量生产 具有两个分型面
的铸件。
地坑造型
在地面以下的砂坑中造型，一般只 用上箱，可减少砂箱投资。但造型
劳动量大，要求工人技术较高。
生产批量不大的 大、中型铸件，
可节省下箱。
合型示意图
第三节 砂型铸造工艺 一、造型方法
2、机器造型
1)特点：与手工造型相反 2)造型过程：见下图。
3)工艺特点： (1)常采用模板造型。 ❖模板是将模型、浇注系统沿分型面
3)铸孔和槽
❖是否铸出：经济性，工艺性。
灰口铸铁件的机械加工余量（mm）
铸件最
大/m尺m寸外壁
浇注位 置
加工面与基准面的距离/mm
<50
50～ 120
120～ 260
顶面
3.5～ 4.0～
<120
4.5 内4.5壁
砂底型面、铸侧造时模2样.35.～5外壁的起3.30模.～5 斜度
起模斜度（α）
1测20（量m面m高）顶度面 ～
1、金属型铸造工艺
金
属金
金安
型 、 芯 设 计
属 型 、 芯 预
喷 刷 涂 料
属 型 、 芯 预
放 型 芯 、 清
制热
热型
造
配涂料
❖ 在重力作用下，把金属 液浇入金属铸型中，冷
却成形而获得铸件的方
法称为金属型铸造。
清
顶理
出、
合 型
浇 注
冷 却
、 取 出
质 检 、
铸入
件库
金属液
第四节 特种铸造
二、金属型铸造
第四节 特种铸造 三、压力铸造
1、压力铸造工艺
❖ 压 力 铸 造 是 在 高 压 （ 约 为 30 ～ 70N/mm2）作用下，以极高的速
度将液态或半液态金属压入金属
铸型型腔中，并在压力作用下结 晶，以获得铸件的铸造方法。
预
开
制
热
合
型
备 压 铸 型
/
喷 刷 涂
型 浇 注
持 压
、 顶 出 铸
质 检
成 品
2)压力使金属液流动性增加，有利获得轮廓清晰、 表面光洁的铸件。对于大型薄壁铸件尤为有利。
3)金属液在压力下结晶，组织致密，力学性能好。
4)充型压力和速度便于控制，适应各种金属，且 易于机械化和自动化。
5)省去了补缩冒口，金属利用率高达90~98%。
❖升液 充型 增压 保压 卸压 冷却。
第四节 特种铸造
（1）毛坯面孔径： 4.5
4.5
1º25′ 06º.04～0′7.0
0º30′ 4.5～5.0
500
顶面
单件生5.0产～：30mm6；.0～ 成批生7产.0 ：15mm；7.0
6.5～7.0
～
大量生产：12mm。
8（002）要对底铸零面、出件侧。图上无4机.50.～0械加工要4.55求.～0 的孔4、.5槽～均5.5
大型压铸机及压铸模
第四节 特种铸造
四、低压铸造 1、低压铸造工艺 2、低压铸造特点及应用
❖ 低压铸造是介于重力铸造 和压力铸造之间的一种铸
造方法。它是使液态合金 在 压 力 （ 一 般 为 0.02 ～ 0.06MPa）作用下，自下 而上地充填型腔，并在压
力下结晶，以形成铸件的
工艺过程。
1)充型平稳，型腔中液流与气流方向一致，冲刷 力小，气孔、夹渣等缺陷少。
铸件图
第三节 砂型铸造工艺
三、铸造工艺参数
1、铸件工艺参数
1) 加工余量
(1)定义：预先在铸件上为切削加工而 加大的尺寸称为加工余量。 (2)影响因素：表1-5。
2)起（拔）模斜度
(1)定义：凡垂直于分型面的立壁，制 造模型时需留一定的斜度，称为~
(2)范围：内壁3~10º；外壁15’~3º。 (3)影响因素：表1-5。
制作模样都麻烦。
单件小批量生产 带有突起部分的
铸件。
用特制的刮板代替实体模样造型， 单件小批量生产
刮板造型 可显著降低模样成本。但操作复杂， 等截面或回转体
要求工人技术水平高。
大、中型铸件。
三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间部分大， 用两箱造型无法起模时铸型可由三 箱组成，关键是选配高度合适的中
箱。造型麻烦，易错箱。
型芯可省去上芯头
B、高度取决于型芯头直径，芯头 必须留有斜度。
C、上芯头斜度大(6~15°)，高度 小；下芯头斜度小(5~10°)， 高度大。
(3)水平芯头
A、水平芯头的长度取决于型芯头 的直径和型芯长度。
B、一般不留斜度，只在上型芯座 的端部留出一定斜度和空间。
C、悬臂型芯头必须长而大。
第四节 特种铸造
❖分型面是指砂箱间的接 触表面。
起 重 机 钢 绳 滚 筒 柴机油伞床机齿床三油轮身通底铸壳件的分型面
1)分型面应选择在铸件的最大截面处，以便于起模。 2)尽量减少分型面的数量。 3)尽量使型腔及主要型芯位于下箱。
本次课内容 第三节 砂型铸造工艺 第四节 特种铸造
第五节 铸件结构设计
第六节 铸造技术发展 （自学）
1、金属型铸造工艺
注意事项：
(1)喷刷涂料：减缓冷速；防冲刷；蓄气、排气 (2)金属型预热：减缓激冷作用，减少铸件缺陷。 (3)浇注温度：比砂型铸造高20~30℃ (4)合适的出型时间：时间长了脱模及抽芯困难
2、金属型铸造特点及应用
直
1) 尺寸精度高。CT9~7级， Ra=12.5~ 3.2m。 2）排气能力差，需要设置专门的排气口。 3) 冷却速度快，不宜生产薄壁铸件。 4) 铸件组织致密，力学性能好。 5) 一型多铸，生产率高，成本低，适于有色金属的大批量生产。 6) 铸型加工困难，铸件尺寸与形状受限制。铸造工艺要求高。
一、熔模（失腊）铸造
1、熔模铸造工艺
2、熔模制造特点及应用
1)铸件尺寸精度高。CT7~4，表 面粗糙度低，Ra=12.5~ 1.6m。
2)可浇注复杂的薄壁铸件，最小 壁厚0.3mm，最小孔径0.5mm
3)特别适合于高熔点合金及难切 削加工合金。
4) 材料昂贵、过程繁杂、周期 长、一次性使用、成本高。
第四节 特种铸造
六、主要铸造方法的比较
比较 项目
铸件材料
铸件大小 复杂程度 最小壁厚
(mm) 尺寸精度
Ra
内部质量
生产批量 生产率 生产 准备周期 设备费用 工装费用
砂型 铸造
各种铸造合金
几乎不受限制 复杂 ≥3
CT11～7 50～12.5
熔模 铸造
各种铸造合金 ，以铸纲为主
中、小铸件
复杂 0.3 （孔φ0.5） CT7～4
利用特制的假箱或型板进行造 型，自然形成曲面分型。可免
去挖砂操作，造型方便。
成批生产需要 挖砂的铸件。
第三节 砂型铸造工艺
一、造型方法 1、手工造型
1)特点： ❖设备简单、操作灵活、方法多样 ❖效率低、强度大、技术水平要求高
造型方法
特点
应用范围
活块造型
将模样上妨碍起模的部分，做成活 动的活块．便于造型起模。造型和
3、铸造工艺参数
1、熔模（失腊）铸造 2、金属型铸造 3、压力铸造 4、低压铸造 5、离心铸造
1、考虑砂型铸造工艺的 铸件结构
2、考虑合金铸造性能的 铸件结构
1、凝固态理论应用 2、铸造工艺数值模拟
第三节 砂型铸造工艺 三、铸造工艺参数
❖ 铸造工艺图：用各种符号表示出铸造工艺方案的图形。包括： 铸件的浇注位置、铸型分型面、型芯的数量、形状及固定方 法、加工余量、拔模斜度、收缩率、浇注系统、冒口、冷铁 的尺寸及布置等。(JB2435-78)
前次课回顾
第一节 液态成形基础
1、合金铸造性能 2、合金充型能力 3、合金铸造性能对铸件质量的影响
“顺序凝固”原 则 “同时凝固”原
则
第二节 常用铸造合金的铸造性能
1、铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁 2、铸钢
第三节 砂型铸造工艺设计（部分）
1、造型方法的选择（8+1种方法） 2、浇注位置的选择（4条原则） 3、分型面的选择（4条原则）
五、离心铸造 1、离心铸造工艺 2、离心铸造特点及应用
❖ 将金属液浇入旋转速度为 (2501500)rpm的铸型中， 使金属液在离心力的作用 下充填型腔并结晶，这种 铸造方法称为离心铸造。
1) 可不用型芯及浇注系统，金属液利用率高。 2）铸件由外向内顺序凝固，气体和熔渣因比重轻向内腔移动而排
除，故组织致密，极少有气孔、夹渣和缩孔等。 3) 金属液的充型能力强，便于流动性差的合金及薄壁件的生产。 4) 便于铸造双金属铸件。如在钢衬套内镶铸轴承合金。 5) 不适于铸造比重偏析大的合金和轻金属。如铅青铜中的铅偏析。 6) 内孔尺寸偏差大而内孔表面粗糙。 7) 立式离心铸造时，金属液内表面呈抛物线状，上薄下厚。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(4) 严格控制浇注温5度80
320 12
联轴器、齿轮
3、铸钢件的热处理
ZG55
650
退织3火，50或消正除1火应0 ，力以细化联轴晶器粒、均齿匀轮化组
第三节 砂型铸造工艺
❖生产工序包括：制 模、配砂、制芯、 造型、合型、熔炼 浇注、落砂、清理 和检验。
❖砂型铸造的种类：按 紧实型砂和起模的方 法，可将砂型铸造分 为手工造型与机器造 型两种。
第二节 常用铸造金属的铸造性能
二、化铸学钢成分
钢号
热处
1、铸造用钢的理种类
C Mn Si
σb
性1)能铸造碳钢：ZG15、ZG25、ZG35 ZG45、ZG55
2)铸造低合金钢：ZG40应Mn用、ZG40Cr 3)铸σs 造高合δ 金钢：ZGMn13
ZG15 ZG25 ZG35 ZG45
2、铸钢的铸造工艺4特00点 200 25
12.5～1.6
晶粒粗、组织松 、力学性能差、 铸造缺陷较多
采用重力浇注 时与砂型铸造
相近
各种批量
成批、大量
随机械化程度的提高而增高
机座、变速箱壳体
1)铸造性能差：熔点高、流动性差、收缩量大、易氧化
2)结构设计及铸造工艺45上0 采取的24措0 施 20
机座、锤轮、箱体
(1) 合理设计退结火构：壁匀且大于8毫米，平滑过渡，避免热节
(2) 合理设计或冒口、5冷00铁，实2现80“顺1序6 凝固”飞或轮“、同蒸时汽凝锤 固”
(3) 保证砂型正性火能，耐火性、退让性、强度、透气性要好
料
件
金属液
第四节 特种铸造
三、压力铸造 2、压力铸造特点及应用
❖ 压 力 铸 造 是 在 高 压 （ 约 为 30 ～ 70N/mm2）作用下，以极高的速
度将液态或半液态金属压入金属
铸型型腔中，并在压力作用下结 晶，以获得铸件的铸造方法。
1)铸件尺寸精度高。 CT8~4级， Ra= 3.2~0.8 m。 2)高压高速充型，可铸形状复杂的薄壁件。 3)组织致密，力学性能好。 4)只适于低熔点合金。高熔点合金使压型寿命大幅下降。 5)排气困难，易产生气孔，故一般不能热处理和机加工。 6)生产率极高。最高500次/小时。