铸造成型技术

六 造型方法
按照操作方法分为两大类：手工造 型和机器造型。
• 手工造型P31 指全部用手工或手动工具完成的造
型工序。手工造型使用设备及工具简单， 操作灵活，适应性强，生产准备时间短， 但生产效率低，劳动强度大，铸件质量 较差。适合较小批量的生产，特别是不 能用机器造型的重型复杂零件。
六 造型方法
古代砂型法铸币工艺流程
按顺时针方向来观察，下一步应是 砂框造型，处在场地右端，周围是一个个 木框和散落的母钱，工匠正在把一枚枚母 钱安放到砂框上；下一站是金属熔炼，它 处于下端，可见到鼓风和熔炼设备，旁边 工匠正在认真地操作；继续向前，可见一 工匠用钳子提着熔罐，另一位工匠用钳子 托罐底相助，其背后是一组组捆绑好的砂 框，这应是浇注工段；其顶部，可见散落 在地面上一枚枚的铸币和一枝枝钱树，这 是拆框清砂的结果。
司母戊鼎
四乳草叶纹镜 连弧纹带蟠螭纹镜
阀
门
车床床身
普通车床
98 式 主 战 坦 克
一 铸造
铸造是制作铸型、熔炼金属，将熔炼的液 体金属浇注到铸型中，凝固后获得一定形状 与性能铸件的成形方法。P27
采用铸造方法获得的金属制品称为铸件。 在机械制造中，大部分机械零件是用金属材 料制成的，铸造方法成为制造毛坯或零件的 重要方法，其加工范围广泛，生产批量不受 限制，成本低廉，节省资源，是少无切削加 工的重要发展方向,具有其它方法所不具有的 优点和特点.
二 铸造的特点
2.1.优点P27 • 毛坯形状（外形至内腔）复杂程度高； • 适应性广（铸件材质、大小、批量）； • 材料来源广，成本低（原材料，废料；
形状、尺寸与零件相近，节省材料和加 工费用）。
二 铸造的特点
2.2.缺点P27 • 铸件的力学性能较差（组织粗大，不
均匀）； • 质量不容易控制，废品多； • 铸造生产劳动强度大，生产环境差。
• 型芯：为获得铸件的内孔或局部外形， 用芯砂制成的，安放在型腔内部的铸 型组元，又称芯子或芯。
四 砂型铸造生产
• 合箱：将铸型的各组元合成一个完整 的铸型的过程，又称合型、组型。
• 铸型：用型砂、金属或其他耐火材料 制成的，包括形成铸件形状的型腔、 型芯和浇冒口系统的组合整体，砂型 铸造中的铸型也叫砂型。
古代砂型法铸币工艺流程
该书上还有一张磋钱图，见图所示， 它反映了铸币后期表面加工状况，见到 工匠们正埋头锉钱，台子上还散放着已 串好铸币根根木棒。
古代砂型法铸币工艺流程
砂型法铸币的生产流程
分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两 个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。
四 砂型铸造生产
4.4.模样、型腔、铸件和零件的关系（以三通
模样为例）
形状（凹 凸）
尺寸（大 小）
模样
凸
1
型腔
凹
≈1
铸件
凸
零件
凸
＜1 ＜＜1
五砂 型
5.1.型（芯）砂的组成和性能P29
型芯砂通常是由原砂（即新砂）、粘结剂 （常用的有普通粘土和彭润土）、水及附加 物（如煤粉、木屑等）等按一定的比例配制 而成。
一般开在砂型的分型面上，其截面一般为梯形。 横浇道的主要作用是阻挡熔渣流入型腔，并分 配液态金属流入内浇道。
• 内浇道 与型腔直接相连，是浇注系统中引导金属
液进入型腔的通道。其截面多为扁梯形、矩形、 三角形等。它能调节金属液流入型腔的方向和 速度，调节铸件各部分的冷却速度。
五砂 型
浇注系统作用小结 • 将金属液体平稳的导入型腔，以获得轮廓清
4.1.砂型铸造的生产工艺流程图
四 砂型铸造生产
• 造型P31：用造型混合料及模样等工艺装备 制造铸型的过程。分为手工造型和机器 造型两大类。
• 模样P29：用木材、金属或其它材料制成的， 用来形成铸型型腔的工艺装备。
• 型腔P28：铸型中造型材料所包围的空腔部 分，但不包括模样上芯头形成的相应空 间。
四 砂型铸造生产
芯盒P29：制造砂芯或其他种类耐火材料芯 所用的装备。其内腔与型芯的形状和 尺寸相同。
整模造型的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全 部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。 适用于铸件最大截面在一端，且为平面的铸件
永乐大钟
经
文
磨床床身
柴油机机身
压缩机缸体
暖气片
阀
体
柴油机机身
泵
盖
气缸套
阀体
柴油机机身
型 （芯）砂 组 成 示 意 图
浇注系统类型示意图
熔模铸造生产过程
三 铸造的分类 P27
3.1.按材质分 • 黑色金属铸造：铸钢、铸铁。 • 有色金属铸造：铸铜、铸铝及其合金等。
三 铸造的分类
3.2.按生产工艺方法分 • 砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方
法。 • 特种铸造P43：砂型铸造之外的其他铸造
方法， 如：熔模铸造－、压力铸造等。
三 铸造的分类
3.3.按成品分 • 普通铸造：铸件为零件毛坯，需经进
为保证砂型在造型、合箱和浇注时经受 住外力高温金属液的烘烤、冲刷和气体压力 等作用，要求型砂具有一定的性能，如：强 度、透气性、耐火性、退让性和可塑性等。
五砂 型
• 强度：指型芯砂在制造.搬运及浇注时， 不至于破坏的能力。
• 透气性：紧实后的型芯砂透过气体的 能力。
• 耐火性：型芯砂在高温液体金属作用 下，不软化、不熔融的性能。
铸 件
4.2.砂型的组成和作用
名称
作
用
ຫໍສະໝຸດ Baidu
砂 箱 造型时填充型砂的容器，分上、中、下等砂箱。
分型面 各铸型组元间的结合面，每一对铸型间都有一个分型面。
型 腔 用摸样在砂型中形成的，以获得铸件的外形。
型 芯 为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂制成安放在型腔内 部的组元。
浇注系统 在铸型中用来引导金属液流入型腔的通道。
六 造型方法
常用的机器造型方法有气动微震压 实造型、射压式造型、抛砂式造型等。 适用于中、小型铸件的大批量生产。
七 铸造成型技术发展趋势 P46
随着科学技术的进步和经济的发展，对 铸造提出了优质.低耗.高效.少污染的要求。 铸造技术正向以下几方面发展。
七 铸造成型技术发展趋势
7.1.机械化.自动化技术的发展。 随着汽车工业等大批大量制造的
五砂 型
• 外浇口 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，较大型铸件 为盆状。 • 直浇道
连接外浇口与横浇道的垂直通道，通常带 有一定的锥度（上大下小），改变直浇道的高 度可以改变金属液的流动速度从而改变液态金 属的充型能力。
五砂 型
• 横浇道 将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道，
晰完整的铸件； • 隔渣，阻止金属液中的杂质和熔渣进入型腔； • 控制金属液流入型腔的速度和方向； • 调节铸件的凝固顺序；
五砂 型
5.3.浇注系统的类型 P40
根据铸件形状、大小、合金种类和造 型方法的不同，可选用不同的浇口位置。
按金属液注入方式的不同，浇注系统 类型分为顶注式、低注式、阶梯式、中间 注入式等。
7.3.特殊性能合金的应用 球墨铸铁.合金钢.铝合金.钛合金
等高比强度.比模量的材料逐步进入应 用。新型铸造功能材料（如铸造复合 材料.阻尼材料）和具有特殊磁学.电学. 热学性能及耐辐射材料进入铸造成型 领域。
七 铸造成型技术发展趋势
7.4.微电子技术进入应用 铸造生产的各个环节已开始使用微
电子技术。例如，铸造工艺和模具的 ＣＡＤ及ＣＡＭ，凝固过程数值模拟， 铸造过程自动检测．监测与控制，各 种数据及专家系统，机器人的应用等。
要求，各种新的造型法（如高压造型. 射压造型.气充造型等）和造芯方法得 到了进一步开发和推广。
七 铸造成型技术发展趋势
7.2.特种铸造工艺的发展。 随着现代工业对铸件的要求的增
加，以及少无切削加工的发展，特种 铸造工艺向大型铸件方向发展。复合 铸造技术和一些全新的工艺方法逐步 进入应用。
七 铸造成型技术发展趋势
• 退让性：铸件凝固后冷却收缩时，型 芯砂是否容易被压缩的性能。
• 可塑性：型砂在外力的作用下成形， 去除外力后能完整的保持所赋予形状 的能力。
五砂 型
他们的关系： 强度 透气性 退让性 可
塑性 耐火性（与原砂中的二氧化硅 的含量有关）
五砂 型
5.2.浇注系统的组成P39
典型的浇注系统一般由外浇口、直浇 道、横浇道和内浇道四部分组成。形状简 单的小型铸件可以省去横浇道。
源．门窗等。
回顾整理
• 铸造的定义 • 铸造的特点（优点和缺点） • 铸造的分类 • 模样 .型腔.铸件和零件的关系 • 型芯砂的组成及性能，它们之间的关系 • 浇注系统的组成及其作用 • 浇注系统的类型 • 造型方法的分类及常用的手工造型方法
复习思考题
１．铸造生产有哪些优缺点？ ２．试述型砂的组成与性能？ ３．零件．铸件．模样和型腔四者之间有何联系与
七 铸造成型技术发展趋势
7.５.新型材料的开发和应用。
铸造实习安全操作规程
１．实习期注意安全，听从实习指导教师安排。 ２．实习时要穿工作服，不打闹，喧哗．串岗等，
确保人身安全。 ３．按时完成指定工作，未经指导教师许可，不得
随便做其他工作。 ４．造型时不可用嘴吹型砂，所用工具应放在工具
箱内，工具和砂型不能乱放。 ５．下班时按要求整理工具，打扫卫生，关闭电
手工造型的方法很多，根据铸件 结构、技术要求、生产批量及生产条 件的不同，可采用不同的造型方法。 常用的造型方法有整模造型@、分模造 型@、挖砂造型、活块造型、刮板造型、 假箱造型等。具体造型方法将在现场 介绍。
六 造型方法
• 机器造型P35 指用机器全部或至少完成紧砂和
起模两道基本工序的造型方法。与手 工造型相比，机器造型具有生产率高、 铸件质量较稳定、铸件精度和表面质 量高、工人劳动强度低等优点，它是 现代化铸造车间最基本的造型方法。
区别？ ４．常用的铸造方法有哪些？ ５．浇注系统的组成有哪些？各有何作用？ ６．经检验后有缺陷的铸件是否都要报废？为什么
古代砂型法铸币工艺流程
古代砂型法铸币工艺流程
砂型法铸币，在《天工开物》冶铸篇 “钱”条中有所论述，并附有铸钱图，根 据铸钱图所示，就可大致了解砂型法铸币 的工艺流程：观察上图，从平面布置来看， 似一铸造钱币的工场，规模不大，但铸造 工艺流程齐全，其场地上中间较空，可作 为共用，流水作业呈环状分布。工艺流程 从场地的右上角开始，该处配制型砂，可 见一堆堆砂土，工匠正在进行操作；
一步加工才能形成机械零件。 • 精密铸造: 铸件为成品或半成品，不需
加工或少切削加工即可使用，如：熔 模铸造，陶瓷型铸造－等。
四 砂型铸造生产
4.1.手工P28砂型铸造的生产工艺流程图
零件图
铸造工艺图
配制型砂 制作砂型
配制芯砂 制作型芯
铸型
熔炼金属
浇注
模样图 芯盒图 铸型装配图
落砂、清理
检验
废次合 品品格
出气孔 在铸型或型芯上，用针扎出的出气孔，用以排气。
• 冒口：是供补缩铸件用的铸型空腔，有些 冒口还起观察、排气和集渣的作用。
• 冷铁：是为加快铸件局部冷却，在铸型、 型芯中安放的金属物。
四 砂型铸造生产
4.3.名词解释：
• 铸造工艺图P38：是铸造过程中最基本和最 重要的工艺文件之一，它是制造模样、 工艺装备、造型造芯、合型浇铸、落砂 清理及技术检验等的工艺指导性文件。 同时，它也是绘制铸件图和铸型装配图、 编制铸造工艺卡片的依据。铸造工艺图 是利用红蓝两色铅笔，将各种简明的工 艺符号，标注在产品零件图上而成的。
木型模样
金属型模样
三通模样
三通铸件、芯盒、模样
明成祖朱棣下令铸造的永乐大钟，重约46.5吨，钟 高6.75米，直径3.3米，经文字数22.7万字，钟声 持续时间2分钟，传播距离20千米。
具有五绝：
一绝：铸造年代最久； 二绝：铸成经种最多； 三绝：钟声传播最远； 四绝：力学结构最佳； 五绝：铸造工艺最高。