2-6砂型铸造工艺设计
砂型铸造流程
直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度，
如图1-29所示。
在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不
加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。
图1-29 起模斜度
3. 收缩率 铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺 寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率 K 表达式为：
手工造型误差大，余量应加大。铸钢件因表面粗糙，余量应加大；非铁合金铸件
价格昂贵，且表面光洁，余量应比铸铁小。铸件的尺寸愈大或加工面与基准面之
间的距离愈大，尺寸误差也愈大，故余量也应随之加大。浇注时铸件朝上的表面
因产生缺陷的机率较大，其余量应比底面和侧面大。灰铸铁的机械加工余量见表
1-6。
表1-6 灰铸铁的机械加工余量
箱后的砂型周围填紧，也可在砂型 铸件，砂箱尺寸较小
上加套箱
模样是整体的，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
适用于一端为最 大截面，且为平面的 铸件
模样是整体的，但铸件的分型面 是曲面。为了起模方便，造型时用 手工挖去阻碍起模的型砂。每造一 件，就挖砂一次，费工、生产率低
图1-27 车床床身铸件
3．尽量使型腔及主要型芯位于下型 这样便于造型、下芯、合箱和检验铸件 壁厚。但下型型腔也不宜过深，并尽量避免使用吊芯和大的吊砂。如图1-28所示。
图1-28 机床支架
注意：选择分型面的上述诸原则，对于某个具体的铸件来说难以全面满足，
有时甚至互相矛盾。因此，必须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的 透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯 需烘干使用。
砂型铸造工艺一般流程
砂型铸造工艺一般流程目录1.型砂,芯砂配制工艺规程-----------------22.制芯工艺守则--------------------------23.砂芯烘干工艺规程----------------------34.造型,下芯,合箱操作规程----------------45.浇注工艺规程--------------------------76.落砂工艺操作规程----------------------107.清理工艺守则--------------------------11XXXX机械有限公司工艺文件砂型铸造通用工艺规程 SXJZ-2011-01-20001.型砂.芯砂配制参见《混砂工艺规程》2.制芯工艺守则2.1芯盒检验，芯盒在车间使用超过半个月，每半个月检验芯盒1次，芯盒磨损以芯盒图纸为准。
2.2制芯.2.2.1舂砂时紧实度要均匀,芯子表面要致密光滑,不得有松砂现象,字要清晰完整,刮砂面要用工具刮子压光.2.2.2芯头用Ф8毫米的气眼针扎透.2.2.3 砂芯应尽量轻轻在专用工作台上均匀敲出或磕出芯盒.2.2.4以修整的砂芯,其几何形状及尺寸必须符合要求,不得有凸凹毛刺,多材,缺陷.2.2.5对于大芯子,烘烤前停放时间不应过长以防蠕变.2.3检芯.2.3.1砂芯必须件件进行检验.2.3.2砂芯几何形状完整,清晰,不得有凸凹毛刺,多材,裂纹等缺陷,表面应致密,光滑.2.3.3检查刹车面外缘处,芯子两侧平面不得大于0.3毫米,厚度尺寸不小于芯盒磨损极限尺寸.2.4码放保存.2.4.1检验合格的芯子应按操作者号在指定位置摆放整齐.3.砂芯烘干工艺规程3.1准备.3.1.1炉衬无裂纹,倒塌等损坏现象,炉内无异物.3.1.2炉门启闭灵活,不变形.3.1.3烟道畅通,烟道闸门启闭灵活.3.1.4台车牢固可靠,运转灵活.3.1.5测温装置准确可靠.3.1.6装炉前去掉外观不合格砂芯.3.1.7根据炉膛内,高处高温低处低温的特点,大复杂件尽量放在高处,装卸时要轻拿轻放.3.1.8在芯子悬空处做好随行砂胎,砂芯停放时间不宜过长,以防变形.3.2烘芯.3.2.1煤窑升温160-200℃,电室升温至260-280℃，时间不超过2小时（电阻炉）或2.5小时.时间要适当，以防哄干不足或过烧.室式燃煤烘干工艺规程,同上.4.造型,下芯,合箱操作规程4.1造型前的准备.4.1.1检查生产装备.4.1.1.1模样的起模装置及吊运装置安装合不合适.4.1.1.2砂箱有下列情况不能使用.a)箱把脱落或有严重变形.b)箱壁破裂未经修补.c)砂箱翘曲变形严重.d)定位销,定位销套孔磨损超过极限偏差.e)销套孔内有严重锈皮或粘砂未清除.4.1.1.3检查出砂,背砂是否符合工艺要求.4.1.1.4准备所需冷铁,芯撑,垫片,不允许有油,水,锈存在.4.1.1.5准备所需脱模剂或分型粉,及其它工具.4.1.1.6机器造型前,尚需检查造型设备.4.1.2 手工造型需要清理,平整场地.4.2 造型.4.2.1 模样和模底板清理干净,撒分型粉或喷涂和刷擦脱模剂.4.2.2采用面砂时,面砂应均匀的覆盖模样及浇注系统上,紧实后的厚度为15-45mm.4.2.3准备安装冷铁.4.2.4为提高砂型强度,在砂型的在平面和凸缘拐角界处插钉子加固.4.2.5砂型紧实应均匀全面,紧实后硬度要达到70-90,捣好后刮平.4.2.6扎气眼时,气孔离型腔20-30mm,气孔Ф10-Ф64.2.7起模要平稳并保持垂直.4.2.8直模后,检查砂型硬度,发现局部松软或破损处,应用同类砂修补.4.3下芯4.3.1检查砂芯质量,不允许将有缺陷的砂芯下入型内,砂芯干燥深度不少于6mm,同时不得过烧.4.3.2按顺序下芯,重要件可用样板控制砂芯位置,做到位置准确, 安放牢固.4.3.3堵塞芯头与芯座的间隙,防止跑铁液.4.3.4下芯完后,应清除型内余砂.4.4合箱.4.4.1合箱前,检查铸型质量,如发现砂芯偏移,芯撑漏放和型内有散砂时,应采取措施解决. 4.4.2合箱按导向销准确平稳操作.4.4.3按工艺要求,放置浇口杯和冒口圈,并用铁板或纸盖好.4.4.4脱箱造型时,脱箱后埋好箱,箱与箱之间扎通气孔.4.4.5合箱后安放压铁,压铁重量,位置应合适.5.浇注工艺规程5.1浇注前的准备.5.1.1浇注时必须了解待浇注件所需铁液牌号及重量.5.1.2检查起吊设备是否正常,包括:5.1.2.1吊车运行是否正常.5.1.2.2吊车的回转机械是否灵活可靠.5.1.3检查浇包数量,修包质量,以及烘干预热是否合格.5.1.4备好保温聚渣,材料及工具.5.1.5检查压铁重量和位置是否合适,浇口杯是否安放妥当.5.1.6根据炉前结果对于铁水质量不合格,温度不高的铁水不得浇注.5.2按浇注工艺要求进行浇注.5.2.2开炉后的第一包铁液(约一至二批料)浇注不重要铸件.5.2.3第一次盛铁液的浇包,至发现沸腾现象应立即停止出铁液,该包铁液不允许浇注铸件,可浇芯骨或回炉料.5.2.4出铁时,铁液不得冲在包壁或塞杆上,出铁完毕,应清除表面渣子,及时用草灰等材料覆盖保温.5.2.5吊包中铁液面应低于包口30mm以上.5.2.6根据铸件要求的浇注温度进行浇注.5.2.7浇注时应有挡渣措施,浇包嘴应尽量接近浇口杯,浇口杯应保持充满并不得引起铁液飞溅或产生漩涡.5.2.8 浇注开始后,应立即引气,大型铸件应点燃出气孔旁的引火材料.5.2.9浇注时如发生铁液猛烈沸腾并从冒口连续喷出铁液时应立即停止浇注.5.2.10当冲天炉不间隔熔炼两个牌号的铸铁时,应准确估计交界铁液进入前炉的时间和数量,交界铁液不可浇注重要铸件.5.2.11浇注时应一次性充满,尽量避免补浇.5.2.12浇注剩余的铁液或不合格铁液应倒入盛回炉料的铁模或倒入废砂中.5.3安全注意事项.5.3.1车间应制定安全技术规则,工作时穿戴好工作服,防热皮鞋,手套,帽子,防护眼镜等.5.3.3吊车工吊运铁液时须鸣铃并不得从现场人员头上经过.5.3.4浇注时不得用眼睛正视冒口.5.3.5挡渣人员不得位于包嘴正面操作.5.3.6浇注完毕后应全面检查,清理场地,并熄灭火源.6.落砂工艺操作规程6.1控制冷却时间,浇注后刹车盘8分钟,大型壳体类3小时方可落砂,生产线上浇注的铸件应控制输送小车的速度,不可大范围调整.6.2去除砂箱上的残铁和残留砂块.6.3浇冒口必须在完全凝固后方能打掉,以防带肉和影响补缩.6.4落砂前先将箱上及地面上的铁片,铁豆打扫收集.6.5落砂后的砂箱堆放整齐备用.6.6清理平整工作场地.7.清理工艺守则7.1准备工作.7.1.1了解铸件结构及清理工艺要求.7.1.2熟悉设备性能及操作规程并严格执行.7.1.3检查设备是否运转正常,发现故障用时排除.7.1.4准备好所用的工具,检查是否完好,安全.7.1.5按规定穿戴好劳保用品.7.2清砂的一般要求.7.2.1工作前应先检查铸件表面有无严重缺陷,如有严重陷,应报告检查员处理.7.2.2铸件内表面所有附着的型.芯应清理干净,飞边,毛刺应铲除掉.7.2.3清砂时不许损伤铸件的边缘,棱角,禁止重锤敲打.7.2.4清除浇冒口时应正确选择敲击方向和敲击力量,以免铸件缺肉损伤.7.2.5铸件转运,堆放清铲过程中不准扔砸撞磕,以免损坏铸件,造成废品.7.3铸件表面清理.7.3.1使用清理设备应严格执行安全操作规程.7.3.2装入的铸件应无导致报废的缺陷.7.3.3经常检查清理设备易损部位和易损件,按要求及时更换,更换叶片时,应使叶轮运转平衡.7.3.4铸件上的披缝,飞刺,多肉,胀箱和错箱造成的不平处应去除磨平.7.3.5粗糙不平的内外圆柱非加工面要用砂轮磨光.7.3.6铸件表面上的夹砂,夹层等缺陷中的砂子应铲除干净.（此页无正文）附加说明本标准由科研所提出本标准由工艺科起草本标准的主要起草人:XXXX机械有限公司工艺文件砂型铸造通用工艺规程编号：SXJZ-2011-01-2000版号：2.0序号：2000-05-01发布 2000-05-08实施XXXX机械有限公司发布。
砂型铸造流程
最小铸出孔的参考数值见表1-7。对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔
等，一般均应铸出。
表1-7 铸件毛坯的最小铸出孔（mm）
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批量生产
最小铸出孔的直径 d
灰铸铁件
铸钢件
12~15
—
15~30
30~50
30~50
50
2. 起模斜度 为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂
注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的 透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯 需烘干使用。
二、砂型铸造工艺设计 目的：为了获得健全的合格铸件，减小铸型制造的工作量，降低铸件成本， 在砂型铸造的生产准备过程中，必须合理地制订出铸造工艺方案，并绘制出铸造 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，其中 包括：铸件的浇注位置；铸型分型面；型芯的数量、形状、固定方法及下芯次序； 加工余量；起模斜度；收缩率；浇注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。铸造工 艺图是指导模样（芯盒）设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。 依据铸造工艺图，结合所选造型方法，便可绘制出模样图及合箱图。图1-19为支 座的铸造工艺图、模样图及合箱图。
式中 ——模样或芯盒工作面的尺寸，单位为 mm； ——铸件的尺寸，单位为 mm。
通常，灰铸铁的铸造收缩率为0.7%~1.0%，铸造碳钢为1.3%~2.0%，铸造锡青 铜为1.2%~1.4%。
4. 型芯头 型芯头可分为垂直芯头和水平芯头两大类，如图1-30所示。
图1-30 型芯头的构造 a）垂直芯头 b）水平芯头 （四）铸造工艺设计的一般程序
铸造工艺设计：在生产铸件之前，编制出控制该铸件生产工艺的技术文件。 铸造工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等， 它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。因此，铸造 工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起着决定性的作用。
铸造工艺设计步骤
铸造工艺设计:就是根据铸造零件的结构特点，技术要求，生产批量和生产条件等,确定铸造方案和工艺参数,绘制铸造工艺图,编制工艺卡等技术文件的过程。
设计依据：在进行铸造工艺设计前,设计者应掌握生产任务和要求,熟悉工厂和车间的生产条件，这些是铸造工艺设计的基本依据。
设计内容：铸造工艺设计内容的繁简程度，主要决定于批量的大小，生产要求和生产条件。
一般包括下列内容：铸造工艺图，铸件(毛坯）图,铸型装配图（合箱图),工艺卡及操作工艺规程.设计程序: 1 零件的技术条件和结构工艺性分析;2 选择铸造及造型方法；3 确定浇注位置和分型面;4 选用工艺参数;5 设计浇冒口，冷铁和铸肋;6 砂芯设计;7 在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图;8 通常在完成砂箱设计后画出;9 综合整个设计内容.铸造工艺方案的内容:造型，造芯方法和铸型种类的选择,浇注位置及分型面的确定等。
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。
分型面是指两半铸型相互接触的表面.确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则,总的原则是:使造芯到下芯的整个过程方便,铸件内腔尺寸精确，不至造成气孔等缺陷，使芯盒结构简单.1 保证铸件内腔尺寸精度；2 保证操作方便;3 保证铸件壁厚均匀；4 应尽量减少砂芯数目;5 填砂面应宽敞,烘干支撑面是平面；6 砂芯形状适应造型，制型方法.铸造工艺参数通常是指铸型工艺设计时需要确定的某些数据。
1 铸件尺寸公差：是指铸件各部分尺寸允许的极限偏差,它取决于铸造工艺方法等多种因素。
2 主见重量公差定义为以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值.3 机械加工余量:铸件为保证其加工面尺寸和零件精度,应有加工余量,即在铸件工艺设计时预先增加的,而后在机械加工时又被切去的金属层厚度,称为机械加工余量,简称加工余量。
代号用 MA ，由精到粗分为ABCDEFGH和J 9个等级。
4 铸造收缩率K的定义是 K= 式中L 摸样工作面的尺寸;L 铸件尺寸.5 起模斜度：为了方便起模,在模样，芯盒的出模方向留有一定斜度,以免损坏砂型或砂芯.这个斜度称为起模斜度.6 最小铸出孔及槽.7 工艺补正量:因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。
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。
第二节砂型铸造及工艺方案选择
6. 活块造型 特点：将模样上阻碍起模的局部，做成可活动的活快， 便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。 应用范围：单件小批生产带有突起局部的铸件。 7. 刮板造型1、2 用刮板代替实体模样造型，可降低模样本钱，节约木材， 缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。
四〕铸铁的熔炼及浇注
1、铸铁的熔炼设备有冲天炉和感应炉等。其原料有金属料、燃料 和熔剂。
2、浇注系统：引导金属液进入铸型型的通道。它包括浇口杯、 直浇道、横浇道和内浇道四个局部组成。
1、落砂：
五〕落砂、清理和检验
将浇注成形后的铸件从型砂和砂箱中别离出来的工序，它分为出 箱和清砂两个过程。有手工落砂和机械落砂两种方法。
上
上
下
下
a)不利于补缩
b)有利于补缩
收缩大的铸钢件浇注位置选择
三〕 铸型分型面的选择原那么 分型面---指砂箱间的接触外表，指两半铸型相互接 触的外表。 分型面选择的合理可以简化造型操作,提高劳动生产 率和降低本钱。 应尽量使铸件的重要加工面或大局部加工面和加工 基准面位于同一砂型中。
尽量采用平直分型面,以简化操作及模型制造。为 便于起模,故分型面应选择在铸件最大截面处(手工造 型时,局部阻碍起模的凸起可做活块)。
尽量避开易拉裂部位;不影响自由收缩. 尽量放在需加工部位,便于清理.
(2)冒口大小,依合金收缩性质及具体铸件凝固条件查手册.
2) 冷铁应用: (1) 分类:
外冷铁:只和铸件外外表接触而起激冷作用,与型砂一 起清出,可重复使用. 内冷铁:浇注后冷铁被金属液包围与铸件熔合在一起. 有气密性要求的局部不能用.
详解砂型铸造工艺技术
•砂型铸造的基本过程•砂型铸造有六个基本步骤:1) 把模样放入砂中制成一个模具。
2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。
3) 把模样去掉。
4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。
5) 让金属冷却。
6) 把砂型模具敲掉取出铸件。
砂型铸造案例项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。
铸件简图：轴承座如图2-1所示。
铸件材料：HT150。
体积参数：轮廓尺寸240mm´65mm´75mm，铸件重量约5kg。
生产性质：单件生产。
项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。
图2-1 轴承座将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。
砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。
套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。
图2-2 套筒的砂型铸造过程铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是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。
其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。
铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。
砂型铸造主要工序包括：(1) 根据零件图制造模样和型芯盒；(2) 配制性能符合要求的型(芯)砂；(3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯；(4) 烘干型芯(或砂型)并合型；(5) 熔炼金属并进行浇注；(6) 落砂、清理和检验。
2.1.1 常用造型工模具1. 砂箱制造砂型时，需要用一种无底、无盖并围绕砂型的框架，以防型砂捣实时向外挤出，这种框架就叫做砂箱，砂箱的作用是便于造型，便于翻转砂型及搬运砂型。
砂箱可紧固着在它里面所捣实的型砂，它的四壁可承受金属液对型砂的侧压力，砂箱附有合型时的对准装置及吊运翻箱和夹紧装置，如图2-3所示。
砂型铸造的工艺流程
砂型铸造的工艺流程
砂型铸造是一种将熔化金属倒入预先制作好的砂型中，待金属冷却后，将砂型拆卸，得到所需零件的生产工艺。
以下是砂型铸造的一般工艺流程：
1. 设计制作模型：根据所需零件的图纸，设计制作一个模型，通常由木材、塑料或金属制成。
2. 铸型制备：将模型放置在砂箱中，砂箱一般由两块砂箱板组成，通过螺栓固定。
然后，在砂箱中铺一层薄沙作为分型剂。
3. 模型放置：将模型放置在一侧的砂箱板上，并且在其周围铺设砂料。
4. 砂料填充：缓慢倾倒砂料，使之填满砂箱，砂料应该充分振实。
5. 压实：用压实器将砂料压实，并确保与模型紧密贴合，排除气泡。
6. 砂箱封盖：将另一侧的砂箱板放置在上方，用螺栓固定好整个砂箱。
7. 翻模：将砂箱背面朝上放置，并小心地将砂箱板分离，即可取出模型。
8. 地宝制备：在砂箱上方留下一定的容积，用于接收金属液并形成零件的液态金属引流系统。
9. 浇注金属：将预先熔化的金属倒入地宝中，让金属充分流入所有的空腔部分。
10. 冷却固化：等待金属冷却，使之固化成型。
11. 拆模：将整个砂型放入震动机中，以震落砂粒，并将砂型拆开，得到铸件。
12. 修整加工：进行切割、打磨等加工工序，将铸件加工至最终形态。
13. 检验和清洁：对铸件进行质量检验和清洁处理。
14. 热处理：如果需要，对铸件进行热处理，以改变其物理性质。
15. 表面处理：进行喷砂、喷漆等表面处理工序，以增加铸件的美观度。
16. 完工入库：最终将铸件完成并入库。
请注意，以上的工艺流程可以针对不同的砂型铸造方法进行调整和修改。
砂型铸造(2)
砂型铸造技术
砂型铸造就是将熔化的金属浇入到砂型腔中， 经冷却、凝固后获得铸件的方法。当从砂型中取 出铸件时，砂型便被破坏，故又称一次性铸造， 俗称翻砂 砂型铸造的主要工序为:模样及型芯盒制作， 配制型砂、芯砂、造型、造芯，合箱，合金熔化 与浇注，落砂，铸件的清理与检验等，流程见图 所示 工艺三大块：冶炼，造型（芯）和浇注
最简单的检验方法是:用手抓一把型(芯)砂，捏成团后把 手掌松开，如果砂团不松散也不黏手，手印清楚，掰断时断 面不粉碎，则可认为砂中黏土与水分含量适宜 4.涂料及扑料
涂料及扑料不是配制型(芯)砂时加入的成分，而是涂(干 砂型)或扑(湿砂型)在铸型表面，以降低铸件表面粗糙度数值， 防止产生黏砂缺陷 铸铁件的干砂型用石墨粉和少量黏土配成的涂料;湿砂 型撤石墨粉作扑料。铸钢件用硅粉作涂料。
(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。
②特殊黏结剂 常用的特殊黏结剂包括桐油、水玻璃、树脂等
③附加物
为了改善型(芯)砂的某些性能而加入的材料称为附加物 如加入煤粉以降低铸件表面、内腔的表面粗糙度数值
加入木屑以提高型(芯)砂的退让性和透气性
3.型砂与芯砂的配制 铸造时，根据合金种类、铸件大小、形状等不同，选 择不同的型(芯)砂配比 如铸钢件浇注温度高，要求高的耐火度，选用较粗的 SiO2含量较高的硅砂
砂型铸造工艺设计概述
铸造工艺图实例2
作业：P80 （1） 补充作业：定性画出图示支座的铸造工艺
图、模型图及铸件图
材料：灰铁 铸造工艺：砂型铸造 生产量：单件小批
(1)外浇口
其作用是容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型的冲击。 小型铸件通常为漏斗状(称浇口杯)，较大型铸件为盆状(称 浇口盆)。
(2)直浇道
是连接外浇口与横浇道的垂直通道，改变直浇道的高度可以 改变型腔内金属液的静压力从而改善液态金属的充型能力。
(3)横浇道
横浇道是将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道，一般 开在砂型的分型面上。横浇道的主要作用是分配金属液入内 浇道和隔渣。
四、收缩率
铸件由于凝固、冷却后的体积收缩，其各部分尺寸均小 于模样尺寸。为保证铸件尺寸要求，需在模样(芯盒)上加大 一个收缩的尺寸。加大的这部分尺寸称收缩量，一般根据铸 造收缩率来定。铸造收缩率定义如下：
K＝[(L模－L件)/L件]×100% 式中： K为铸造收缩率；L模为模样尺寸；L件为铸件尺寸。
铸造收缩率主要取决于合金的种类，同时与铸件的结构 、大小、壁厚及收缩时受阻碍情况有关。对于一些要求较高 的铸件，如果收缩率选择不当，将影响铸件尺寸精度，使某 些部位偏移，影响切削加工和装配。
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%。
四、铸造工艺方案
概括说明铸造生产的基本过程和方法的工艺 文献，包括造型和造芯方法、铸型种类、浇注位 置和分型面的确定等。
第一节 浇注位置与分型面的选择
浇注位置：浇注时铸件在砂型中所处的空间位置。 分型面：铸型组元间的结合面
一、浇注位置的选择原则
原则：主要考虑铸件质量 1.铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面
砂型铸造生产工艺流程
材料及热加工工艺—第八章 铸造
砂型铸造生产工艺流程
西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT
材料及热加工工艺—第八章 铸造
采用射砂和压实 联合的紧砂方法 将砂型紧实。这 种方法不易产生 错箱缺陷，获得 铸件的尺寸精度 高；生产率高， 易于实现自动化。 适合于中小铸件 成批大量的生产。
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材料及热加工工艺—第八章 铸造
整模造型
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材料及热加工工艺—第八章 铸造
2）分模造型 模样在最大截面处分开，型腔位于上、下型中， 操作较简单；适宜于最大截面在中部的铸件。
材料及热加工工艺—第八章 铸造
二、机器造型及其工艺特点
1）震压造型
其原理是通 过震击使得 砂箱下部的 型砂在惯性 力作用下紧 实，再用压 头将砂箱上 部松散的型 砂压实。
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材料及热加工工艺—第八章 铸造
一、手工造型的特点及应用 手工造型就是由人工用造型工具来进行砂型制造。
1、手工造型特点： 操作方便灵活、适应性强，模样生产成本低，准 备时间短。
2011第二章铸造(5)铸造工艺设计
铸孔及铸槽
铸件上的孔和槽类这部分结构是否铸出，取决于工 艺的可行性和必要性。
孔处理：最小孔直径和经济性原则。 一般来说，尺寸较小的孔不铸出反而经济。 设计时查手册。
注---零件图上没有要求加工的孔必须铸出。 因此，设计时必须注意这类孔的尺寸不可太小！
不铸出孔的表示 小孔不铸出， 留待机加工。
第七节 铸件结构工艺性
一方面，简化铸造生产过程，如尽量减少型芯，便于 造型，提高铸造生产率； 另一方面，必须认真考虑合金铸造性能，防止缺陷的 产生，提高铸件质量。
砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求:
1、铸件外形应力求简单;
2、应尽量减少使用活块;
3、铸件内腔设计－－应尽量不用或少用型芯.
二、合金铸造性能对铸件结构的要求
可以看出，方案II，III的优点多于方案I。但在不同生产批量 下，具体方案可选择如下：
（1）单件，小批生产 由于轴孔直径较小，忽需铸出，而 手工造型便于进行挖砂和活块造型，此时依靠方案II分型较 为经济合理。
（2）大批量生产 由于机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出轴孔内 凸台。同时，应采用方案III从110mm凹槽底面分型，以降低 模板制造费用。其铸造工艺图，由图可见，方型芯的宽大于 底板，以便使上箱压住该型芯，防止浇注使上浮。若轴孔需 要铸出，采用组合型芯即可实现。
为防止缺陷的产生，提高铸件质量，在设计
铸件时应考虑以下因素：
1、铸件应有合理的壁厚 太薄：浇不足、冷隔 太厚：缩孔、缩松
2、壁厚应尽量均匀
3、铸件壁与壁连接要逐渐过渡
1）垂直壁的连接：铸件的垂直壁的连接处应为圆角， 以免产生裂纹或缩松。
转角热节与应力分布图解
应力集中处
X
圆角过渡是铸件结构的基本特征！
砂型铸造的生产工艺过程
砂型铸造的生产工艺过程
砂型铸造的生产工艺过程如下：
1. 确定铸件的设计，包括铸件的形状、尺寸和要求。
2. 根据铸件的设计，制作模具。
模具的材料可以是铁、钢、木材等，其形状应与铸件完全一致。
3. 根据模具的形状和尺寸，准备相应的砂型材料。
砂型材料可以是石英砂、粘土等。
4. 将砂型材料填入模具中，并紧实。
5. 从模具中取出砂型，并进行修整。
6. 在砂型中放入金属液体，等待金属冷却凝固。
7. 打碎或拆除砂型，取出铸件。
8. 对铸件进行清理、打磨、抛光等后处理，使其符合要求。
以上是砂型铸造的基本生产工艺过程，具体的工艺参数和操作方法可能因不同的产品要求而有所不同。
在实际生产中，应根据具体情况进行工艺优化和控制，以保证产品质量和生产效率。
砂型铸造课程设计
砂型铸造课程设计1前⾔1.1铸造⼯艺设计的概念铸铁件⼴泛的应⽤在装备制造业，冶⾦，建筑，农机，给排⽔以及国防⼯业各部门，如在机械制造业中，铸铁件所占⽐重约为机械重量的40%⾄80% 。
⽣产的铸件是多种多样的，质量有⼤有⼩，厚度可以薄到2mm，也可以达到500mm，可以是各种形状。
那么什么是铸造呢？铸造⼯艺设计⼜是怎么设计的呢？现代科学技术的发展，要求⾦属铸件具有⾼的⼒学性能、尺⼨精度和低的表⾯粗糙度值；要求具有某些特殊性能，如耐热、耐蚀、耐磨等，同时还要求⽣产周期短，成本低。
因此，铸件在⽣产之前，⾸先应进⾏铸造⼯艺设计，使铸件的整个⼯艺过程都能实现科学操作，才能有效地控制铸件的形成过程，达到优质⾼产的效果。
铸造⼯艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、⽣产批量和⽣产条件等，确定铸造⽅案和⼯艺参数，绘制铸造⼯艺图，编制⼯艺卡等技术⽂件的过程。
铸造⼯艺设计的有关⽂件，是⽣产准备、管理和铸件验收的依据，并⽤于直接指导⽣产操作。
铸件的⽣产过程，也就是从零件图开始，⼀直到铸件成品检验合格⼊库为⽌，要经过很多道⼯序。
例如涉及到合⾦熔炼、造型、制芯材料的配制，⼯艺装备的准备，铸型的制造、合箱、浇注、落砂和清理等多⽅⾯⼯作。
⼈们把⼀个铸件的⽣产过程称为铸造⽣产⼯艺过程。
对于⼀个铸件，编制出铸造⽣产过程的技术⽂件就是铸造⼯艺设计。
这些技术⽂件必须结合⼯⼚的具体条件，是在总结先进经验的基础上，以图形、⽂字和表格的形式对铸件的⼯艺⽣产过程加以科学的规定[1]。
它是⽣产的直接指导性⽂件，也是技术准备和⽣产管理、制定进度计划的依据。
1.2设计依据在进⾏铸造⼯艺设计前，设计者应掌握⽣产任务和要求，熟悉⼯⼚和车间的⽣产条件，这些是铸造⼯艺设计的基本依据。
此外，要求设计者有⼀定的⽣产经验和设计经验，并应对铸造先进技术有所了解，具有经济观点和发展观点。
1.2.1⽣产任务1）铸造零件图样。
提供的图样必须清晰⽆误，有完整的尺⼨和各种标记。
砂型铸造的方法
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2. 1铸造概述
• 2.金属模 • 金属模是用金属制成的模样。 • 1)制造金属模的材料 • 铝合金、钢合金、灰铸铁、铸钢及钢材等。它们具有不同的加工性能
然后确定木模结构，绘制木模结构图。对于复杂木模，为便于加工制 造，可将木模分解成许多通用胡合件.朴别加丁.最后熬体胡奖而成。
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2. 1铸造概述
• 有了正确的太樟结构.还需有正确的操作步骤，如果把步骤弄错，不 仅影响工作进度和成品质量，有时可能无法进行工作。例如轴衬的木 模制造，轴衬的机械图样见图2-3，由于外形为半圆形，轴孔在木模 上铲出，故在轴衬的平面处分型。先用一块直纹木料做成半圆柱形主 体1，主体外圆的中间铲出凹槽2，然后用横纹木料做两只半圆形法兰 3，与主体对准中心后勃接钉牢，再用圆凿铲出轴孔即可，见图2-4。
• 型砂中除含有原砂、黏结剂和水等材料外，还加人一些辅助材料如 煤粉、重油、锯木屑、淀粉等，使砂型和芯型增加透气性、退让性， 提高抗铸件粘砂能力和铸件的表面质量，使铸件具有一些特定的性能。
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2. 1铸造概述
• 3.型砂的制备 • 黏土砂根据在合箱和浇注时的砂型烘干与否分为湿型砂、干型砂和表
• 2)黏结剂 • 黏结剂的作用是使砂粒粘结在一起，制成砂型和芯型。黏土是铸造生
产中用量最大的一种黏结剂，此外水玻璃、植物油、合成树脂、水泥 等也是铸造常用的勃结剂。 • 用戮土作黏结剂制成的型砂又称戮土砂，其结构如图2-1所示黏土资 源丰富，价格低廉，它的耐火度较高，复用性好。水玻璃砂可以适应 造型、制芯工艺的多样性，在高温下具有较好的退让性，但水玻璃加 人量偏高时，砂型及砂芯的溃散性差。油类勃结剂具有很好的流动性 和溃散性、很高的干强度，适合于制造复杂的砂芯，浇出的铸件内腔 表面粗糙度Ra值低。
铸造工艺设计方案
要求：①掌握铸造工艺方案的制定，
铸造工艺参数确定的原则；② 熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； ③了解冒口尺寸的计算方法。
重点：砂型铸造工艺图的绘制； 难点：浇注位置及分型面的选择。
砂型铸造工艺设计：
为获得好的铸件，减少工 作量，降低成本，合理制订铸 造工艺方案，绘制铸造工艺图。
√
×
2．分型面的选择原则
重要性：
①恰当与否会影响铸件质量； ②使制模、造型、造芯、合箱或清理 等工序复杂化； ③甚至还可增大切削加工的工作量。
1）便于起模，使造型工艺简化
尽量使分型面平直、数量少，避 免不必要的活块和型芯。 √
×
起重臂的分型面
√
大平面还常产生夹砂缺陷，故对平板、圆盘类铸件，大平面应朝下。
加工表面上的起模斜度应结合加工 余量直接表示出，而不加工表面上的 斜度（结构斜度）仅需用文字注明。
熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； 分型面：砂箱间的接触表面。 §4-1 铸造工艺方案的确定 □大批量生产条件下，采用机器造型，需要改用图中所示的环状型芯，使铸型简化成只有一个分型面。 一般大量生产的定型产品、特殊重要的单件生产的铸件，铸造工艺设计订得细致，内容涉及较多。 共型芯：增加型芯稳定性、提高模板和砂箱利用率。 熟悉浇注系统的组成以及冒口的作用； 铸钢件：表面粗糙，余量比铸铁大 ①选择铸件的浇注位置及分型面。 铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还须考虑其必要性。 3）尽量使型腔及主要型芯位于下型 单件、小批生产的一般性产品，铸造工艺设计内容可以简化。 不加工的特形孔、价格较贵的非铁金属铸孔，尽量铸出。 它是制造模样和铸型，进行生产准备和铸件检验的依据（基本工艺文件）。 三、砂芯形状、个数及分块 a）垂直芯头 b）水平芯头 三、砂芯形状、个数及分块 尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯。 方案III：从B面分型，铸件全部置于下型。 采用分型方案I时的铸造工艺图 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面。
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为了生产出质量合格的铸件，将所设计 的结构合理的零件或毛坯通过铸造的方 式生产出来，除了选择具有良好铸造性 能的铸造合金、选择满足性能要求的造 型材料及造芯材料、选择恰当的熔炼及 浇注工艺外，还应该进行合理的铸造工 艺设计。铸造工艺设计指导铸造生产中 造型、造芯、制模型、制芯盒、合箱、 浇注等环节的生产，是获得优质铸件的 重要环节。
2012年2月17日星期五 2-6 砂型铸造工艺设计基础
铸造工艺设计的基本方法
铸造工艺设计有两大基本任务
根据零件图绘制铸造工艺图
确定铸件的浇注位置 确定铸件的分型方案 选择相应的造型方法 绘制铸造工艺图
根据铸造工艺图设计铸件图、模型图、芯盒 图、合箱图
2-6 砂型铸造工艺设计基础
2012年2月17日星期五
2012年2月17日星期五
2-6 砂型铸造工艺设计基础
绘制芯盒图
芯盒图是制造型芯盒的依据，在芯盒图 上同样要考虑线收缩量、拔模斜度、铸 造圆角、活块设置以及型芯头的设置。
2012年2月17日星期五
2-6 砂型铸造工艺设计基础
绘制合箱图（砂型装配图）
在合箱图上标示浇注系统，包括浇注系 统的结构形式、浇注系统引入铸件的位 置、冒口的位置和形式、冷铁的设置位 置和形式以及型芯的位置、设置方式和 通气方式等。
2012年2月17日星期五 2-6 砂型铸造工艺设计基础
绘制铸造工艺图
在确定了合理的浇注位置、分型方案及造型方 法之后，就可以根据这个方案来绘制铸造工艺 图，将工艺设计的其它一些重要内容用相应的 符号和颜色标在零件图上
确定机械加工余量 确定铸件收缩量 确定拔模斜度（铸造斜度） 确定铸造圆角 确定型芯头，用于型芯的固定及定位 确定浇注系统
2012年2月17日星期五 2-6 砂型铸造工艺设计基础
确定铸件的分型方案
分型面的选择是在确定浇注位置之后进行的。应 当根据一定的基本原则来确定合理的分型方案
分型面应当尽量少 分型面应当尽量采用平直分型面 分型面应当取在铸件的最大截面处，并使模型的高度 不致过高，以便于取模 铸件的全部或大部应当位于同一砂箱，加工面与加工 基准面应当位于同一砂箱 尽量减少活块及型芯的数目，以简化造型、制模、合 箱的工序
零件图、铸造工艺图、 模样图及合型图
2012年2月17日星期五
2-6 砂型铸造工艺设计基础
确定铸件的浇注位置
浇注位置是铸件模型在浇注时于砂箱中的摆放 位置。应当根据一定的基本原则来确定铸件的 合理浇注位置
铸件上的加工面应当朝下 铸件上的宽大平面应当朝下 铸件上的薄壁平面应当朝下 铸件的厚大平面应当朝上 尽量减少型芯的数目，并采取有利于型芯稳定和通 气的措施
2012年2月17日星期五
2-6 砂型铸造工艺设计基础
2012年2月17日星期五
课间休息
2012年2月17日星期五 2-6 砂型铸造工艺设计基础
绘制铸件图
绘制铸件图的依据是铸造工艺图
简化零件的形状 要求将机械加工余量、拔模斜度等工艺参数 在铸件图上适当地反映出来Biblioteka 2012年2月17日星期五
2-6 砂型铸造工艺设计基础
绘制模型图
模型图是制造模型的依据，在模型图上 要考虑线收缩量、拔模斜度、铸造圆角、 型芯头以及活块的设置。
2012年2月17日星期五 2-6 砂型铸造工艺设计基础
铸造工艺设计的内容
铸造工艺设计的先期工作时审查无误的、 结构设计合理的零件图。 铸造工艺设计的内容
用不同的颜色、各种工艺符号及相应的数据， 将铸造工艺设计的各项内容描绘到零件图上， 从而将零件图制成铸造工艺图。铸造工艺图 是绘制模型图、芯盒图、合箱图、铸件图及 编制铸造工艺卡片的主要依据。