第六章 铸造——造型方法(02)

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。
刮砂板
砂箱
底板
砂舂
通气针 镘刀
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起模针
镘勺
皮老虎
提勾
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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。
（2）可以铸出形状复杂的薄壁（最小壁厚可达0.25 mm）、 带小孔（最小直径为2.5 mm）的铸件。
（3）能生产各种合金铸件，尤其适合于生产高熔点及难以切 削加工的合金铸件，如耐热合金铸件、不锈钢铸件、磁钢铸 件等。
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特种铸造
1 熔模铸造
（4）生产批量不受限制，既可单件生产，又可成批、大量生 产。
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3)挖砂造型
当铸件最大截面在中部，模样又不便分成两
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。
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4) 假箱造型
利用特制的假箱或型板迚行造型，自然形成曲面
2.水玻璃砂
水玻璃砂是以水玻璃（硅酸 钠Na2O· mSiO2的水溶液）为粘结 剂配制成的化学硬化砂。
它是除粘土砂外用得最广泛 的一种型砂。
水玻璃砂铸型或芯无需烘干、 硬化速度快、生产周期短、易于 机械化、劳动条件改善。
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3.油砂和合脂砂
油砂是以桐油、亚麻仁油等植物油为粘结剂 配制成的型砂。合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油 稀释而成的合脂作粘结剂。
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组成了 不同的造型机。
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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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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Байду номын сангаас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。
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特种铸造
3 压力铸造
卧式冷压室压铸机工作过程示意图 1—浇道；2—型腔；3—金属液；4—压射冲头；5—动型；6—定型； 7—顶杆；8—铸件及余料
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特种铸造
由许多可单独动作的触头组成，可分为主动伸缩的 主动式触头和浮动式触头。如图示。
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特种铸造
1 熔模铸造
熔模铸造的工艺过程 1—下模；2—上模；3—铁棒；4—蜡制浇注系统；5—型模；6—砂箱；7—砂子
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特种铸造
1 熔模铸造
（1）熔模铸造可以获得精度高、表面粗糙度小的铸件，是一 种精密铸造方法。
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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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.
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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。
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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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分型。可免去挖砂操作，造型方便
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。
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。
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型(芯)砂按粘结剂的种类可分为：
1.粘土砂
粘土砂是以粘土为粘结剂配制成 的型砂。 由原砂(应用最广的是硅砂,主 成 分SiO2 ) 、粘土、水及附加物按一定比 例配制而成。 粘土砂是迄今为止铸造生产中应用最广泛的 型砂。可用于制造铸铁件、铸钢件及非铁合金的 铸型和不重要的型芯。
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压实造型

压实造型是利用压头的压力将砂箱的型 砂紧实，紧砂过程分2步，先震击紧实再压实 紧实。压实造型示意图如图6-17所示。先把 型砂填入砂箱，然后压头向下将型砂紧实， 辅助框是用来补偿紧实过程中型砂被压缩的 高度。压实造型生产率高，但型砂沿高度方 向的紧实度不够均匀，一般越接近底板，紧 实度越差，因此适用于高度不大的砂箱。
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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。
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。
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掌握砂型铸造是合理选用铸造方法，正确设 计铸件的基础和关键，金工课的核心内容。 铸造工艺图—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。 其中有：浇注位置、铸型分型面、芯（非 “蕊”也）子的数量、形状、尺寸及固定方法、 加工余量、浇注系统、起模斜度、冒口和冷铁的
尺寸和布置等。
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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).
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。
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5)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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6)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。
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7) 地坑造型
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
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1.单件、小批生产
属大尺寸、回转体，可采用刮板－地坑造型。
特种铸造
2 金属型铸造
1） 金属型的预热
2） 金属型的 涂料喷刷
3） 金属型的 浇注
4） 铸件的出型 和抽芯时间
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特种铸造
2 金属型铸造
（3）
由于铸件冷却速度快，晶粒细，故 铸件的力学性能好。
（4）
金属型的制造成本高，周期长，不适合 于单件、小批量生产；铸件冷却速度快，不 适合于浇注薄壁铸件，铸件形状不宜太复杂
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抛砂造型

制造大、中型铸件或大型型芯时，常采 用抛砂机进行抛砂紧实。抛砂机工作原理如 图6-19所示。是利用抛砂机机上电动机驱动 的高速旋转叶片，连续地将传送带运来的型 砂在机头内初步紧实，并呈团状在离心力作 用下被高速地抛入砂箱中作进一步紧实，同 时完成填砂和紧实，所以生产率高，型砂紧 实度均匀。
油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯
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4.树脂砂 树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。
又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。
用树脂砂造型或制芯，铸件质量好、生产率高、 节省能源和工时费用、工人劳动强度低、易于实现 机械和自动化、适宜成批大量生产。
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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
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2．机器造型（芯）
机器造型按紧实的方式不同，可分为：震击
造型、压实造型、射砂造型和抛砂造型4种基 本方式。
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震击造型

震击造型紧砂过程分2步，即先震击紧实再压 实紧实， 如图6-16所示。砂箱填砂后，震击活塞将 工作台连同砂箱举起一定高度，然后下落，与缸体 撞击，依靠型砂下落时的冲击力产生紧实作用。型 砂紧实度分布规律与压实造型相反，越接近模底板 型砂紧实度越高，因此可以将震击造型与压实造型 联合使用。
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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 造型机发展，它的最大特点是：在负压状态下完成加砂和 压实，所以，加砂均匀，幵有一定的预紧实作用再加上 压实作用，铸型强度高且均匀。
2)多触头高压造型 机
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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。
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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。
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。 若透气性不好，易在铸件内部形成气孔等缺 陷。
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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。
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。
热加工工艺基础
——铸 锻 焊
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第六章 铸造工艺基础
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第三节 铸造方法
砂型铸造的基本工艺过程，如图6-15所示。主要工序包 括制造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合 型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型（芯）是砂型 铸造最基本的工序，造型方法的选择是否合理，对铸件 质量和成本有着重要的影响。按紧实型砂和起模方法不 同，造型方法可分为手工造型和机器造型2种。
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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。
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射砂造型

射砂紧实的方法主要用于大批量生产的 中、小型简单铸件和造芯。射砂机工作原理 如图6-18所示。由储气筒中迅速进入到射膛 的压缩空气，由射砂孔将型砂高速射入芯盒 的型腔中进行紧实，而压缩空气则从射头和 芯盒的排气孔排出。射砂过程在较短的时间 内同时完成填砂和紧实，生产率极高，应用 广泛。
（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。
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特种铸造
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1—型芯；2—上型；3—下型；4—动型；5—定型；6—摸底板
金属型结构
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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。
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8)三箱造型
铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱造型
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，容易错箱单件小批量生 产具有二个分型面的铸件
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