铸造生产中铸件造型方法的选择

铸造生产中铸件造型方法的选择

作者：刘晓婷

来源：《价值工程》2011年第28期

摘要：现代铸造生产不断采用新方法、新工艺、新技术和新设备，不断优化合金性能，以满足民用及航空工业对铸件质量的要求。铸造生产中造型方法选择是否合理对铸件质量和成本有着重要影响，针对生产中常见的不同形状铸件，分析提出了具体的造型方法。

Abstract: New approaches, new techniques, new technologies and new equipments are increasingly adopted in the modern casting production to constantly optimize features of alloys so as to meet the demands of civil and aeronautical industry. Whether the options of casting modeling is reasonable executed crucial impact on the quality and cost of casting parts. The essay proposed concrete approaches aiming at the common casting part in different shapes.

关键词：铸件形状；造型方法；铸造工艺；铸件质量

Key words: shapes of casting parts；modeling approaches；casting techniques；quality of casting parts

中图分类号：TG2文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0042-02

0 引言

在实际生产中，由于铸件的尺寸、形状、生产批量、铸件的使用要求，以及生产条件的不同，有许多造型方法。合理选择造型方法，对于获得合格的铸件，减少制模和造型工作量，降低铸件成本和缩短生产周期都是非常重要的。

1 整体模两箱造型

此方法所用木模是一个整体，它的形状从侧面各个方向看必须是一头大一头小。也就是说木模的最大截面在一端，最小截面在相对的另一端，而且从最大截面往最小截面的截面变化是逐渐减少的（如图1所示）。

整体模两箱造型，工艺简单，工效高，铸件不易出现“偏箱”等短陷。适用于此方法造型的零件，其形状应符合表1所列条件。

图2所示零件，在h高度内，直径D相等，这样就会有许多处为最大截面。但在制模时，由于木模上增加了拔模斜度，这样最大截面就只有一处，而且是在木模端部。最大截面形状，边周是在同一平面而中部凹陷，也可看作是一平面（如图3所示）。

2 分开模两箱造型

图4所示为一铸铁球。造型时为了能够取出木模，在制模时就要把木模从最大截面处分成两半，因为在造型过程中只有将木模的最大截面暴露在分型面上，木模才有可能取出。

分开模两箱造型，工艺较简单，比较整体模它可以生产形状较复杂的铸件（如图5、图6零件）。但因上下砂箱内都有型腔，因此生产中应注意防止发生“偏箱”缺陷。

适合于分开模两箱造型的零件，形状必须符合表2所列条件。

3 松片模两箱造型

有一些零件在铸造时，其垂直表面上有一些凸出的小块或加强筋等，因而造型时难以取模（如图7所示件）。在制模时可将这些凸块或筋条做成可与主体模脱离的活动块，解决造型时的取模问题。

松片模有时属整体模类型，有时属分开模类型。其造型工艺较复杂。由于活块与主体模可脱离，因此造型时容易发生位置移动，影响铸件精度。

适于松片模造型的零件形状特征如表3。

截面局部增大的部位（活块）的厚度，必须小于其所依附主体模部位的厚度。如图7中b ＜a，否则活块则无法从砂型中取出。

4 挖割造型与假箱造型

4.1 挖割造型造型过程中，木模最大截面不能直接或完全暴露在分型面上（无法取模）必须用工具将复盖其上的型砂挖去，使它暴露出来。当最大截面不在端部，而且形状是一个平面（如图8所示零件），按理它的木模就应该做成分开模。但由于零件某一部分较薄（如图8手轮的轮辐），若木模做成分开模易变形和损坏。所以仍将木模做成整体。

当最大截面形状是一个曲面时，有两种情况。①最大截面位置在端部（如图9如所示零件），最大截面的B面不能直接完全暴露。②如图10所示零件，不仅局部较薄而且制做分开模也很困难。往往木模也做成整体模。

适于挖割造型的零件形状特征如表4。

4.2 假箱造型挖割造型工效低工艺复杂，通常在单件或小批量生产时采用。如上述零件进行中大批量生产时可先制作一个与最大截面形状相吻合的砂型底板，（如图11、图12）利用假箱造型可省略挖割过程提高工效。

5 刮板造型

用一特殊的成形板——刮板，在经过紧实的型砂（砂床）上做旋转或往复运动，以所留下空腔或砂垛的轨迹形成砂型。

刮板分类：①车板：有一中心轴，整个刮板围绕这个轴做水平或垂直旋转运动，利用刮板的工作面刮出砂型。②导向刮板：它有一刮板和一导向框架组成。框架放在型砂上，刮板沿框架导向运动刮出砂型。适用刮板造型的零件应具备表5所列条件。

刮板造型工艺复杂，效率低。要求操作者技术水平较高。但制模省工、省料。这种方法产生的铸件尺寸越小精度就相对较低。

6 地坑造型

有些单件或小批量的中、大型铸件，受生产条件限制，没有合适的砂箱时，可在地下挖一坑，代替下箱进行造型。这种方法工艺繁琐，工人操作不便，砂型干燥条件差，还应特别注意砂型的排气问题。但在一定情况下，采用这种方法可缩短生产周期，节省材料和资金，降低成本，但不适于大批量的生产。

7 三箱造型

当另件有两个最大截面（图13）或在最大截面和较大截面之间夹有一个小截面（图14）时，就必须采用3箱造型。

三箱造型是由上、中、下三个砂箱形成一个砂型，因此它有两个分型面。这种方法造型和取模过程中，砂箱的翻转次数软多，工艺复杂生产效率较低，因此多数情况下零件的最小截面不在端面而又无法采用松片模造型时，才采用三箱造型。

造型方法多种多样，各有利弊有时一个零件可有几种造型方法可以选择。选择造型方法时，应首先考虑满足零件的质量要求，然后应考虑工艺简单、生产效率高、成本低而生产条件允许的造型方法。

参考文献：

[1]王纪安.工程材料与材料成形工艺[M].北京：高等教育出版社，2000：180-183.

[2]张至丰.机械工程材料及成形工艺基础[M].北京：机械工业出版社，2007：172-173.

[3]程晓宇.工程材料与垫加工技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006：182-184.

[4]梁耀能.工程材料及加工工程[M].北京：机械工业出版社,2007:190-191.

[5]齐乐华.工程材料及成形工艺基础[M].西安：西北工业大学出版社，2002：142-143