第2讲砂型铸造及铸造工艺方案

•
截面，且位于零 件一端的铸件
分模造型
•分模造型演 示
•特点：适合于外形简单，仅有一个最大截面 ，且位于零件中部的铸件
挖砂造型
•特点：适合于分型面为曲面的铸 件
假箱造型
•特点：适合于分型面为曲面的铸件，替代挖砂造型
活块造型
•特点：适合于外形上有影响起模的小 结构,如凸台、吊耳等的铸件
活块造型
结构斜度
非加工表面
起模斜度的形式
（a）增加壁厚 （b）加减壁厚 （c）减小壁厚
5.型芯设计
型芯的作用
发动机缸体内腔的形成
•型芯形成汽车发动机缸体内腔
型芯在浇注时形成内 腔的过程
•型芯的作用－浇注过程动画
5.型芯设计
型芯结构
型芯主体
用于形成所需的型腔轮廓
型芯头
起支撑、固定、定位、排气的作用 斜度
多个冒口之间可用冷铁划分补 缩范围
8.绘制铸造工艺图——支架
3.浇注位置的确定
控制铸件的凝固和充满效果，保证获得 合格的铸件
① 重要的加工面、大平面应朝下或侧立 ② 铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面，保
证铸件充满 ③ 铸件的厚大部位应放在上部或侧面，便于补缩 ④ 便于下芯、合箱、浇注
① 重要表面朝下、大平面朝下或侧立
① 重要表面朝下、大平面朝下或侧立
P33：灰铸铁机械加工余量表
（1）机械加工余量
最小铸出孔
大孔有利于均匀壁厚、减少 加工余量
P70表2-10
灰铸铁件最小铸出孔径ф
单件：30－50mm 成批：15－20mm 大量：12－15mm
不加工孔，是否需要铸造？ 连接用的螺钉、螺栓孔？
（2）收缩率
体积关系：模样 > 铸件 > 零件
机器造型-震压造型
•机器造型方法演示
机器造型-震压造型
机器造型-微震压实造型
机器造型-高压造型
机器造型-射砂造型
机器造型-射砂造型
•射砂造型演示
射砂造型全过程
机器造芯
机器造型的工艺特点
由机器完成填砂、紧实、起模等操作
生产率高；砂型紧实率高且均匀，型腔轮廓清晰， 铸件表面光洁、尺寸精度高；
第2讲砂型铸造及铸造工 艺方案
2020年7月23日星期四
第2讲 砂型铸造及铸造工艺方案
本讲主要内容
砂型铸造工艺
1、造型方法选择
砂型铸造、特种铸造 ▪ 手工造型、机器造型
2、浇注位置、分型面选择 3、工艺参数选择：
加工余量、收缩率、起模斜度
4、型芯设计：
型芯的数量、形状、尺寸及芯头设计
5、浇注系统设计 6、冒口和冷铁的尺寸、数量及其布置
铸造工艺图
•床身造 型演示
飞轮的铸造工艺过程
砂型的组成
铸造工艺方案
包括：
对零件结构进行铸造工艺性分析 选择造型、制芯方法 确定铸件浇注位置及分型面 确定铸造工艺参数 型芯设计（确定型芯形状、尺寸及数量） 浇注系统设计 冒口和冷铁的尺寸、数量及其布置 绘制铸造工艺图
技术文件——铸造工艺图
①铸件全部或大部位于同一砂箱
②分型面尽量选择平面
•弯曲分型面 •起重臂铸件的分型面方案
③尽量减少分型面的数目
三通管砂芯
③尽量减少分型面的数目
•机器造型
•手工造型
④尽量减少型芯的数量
⑤便于下芯、合箱、检验铸件壁厚
便于型芯固定和定位
⑥避免活块造型
⑥避免活块造型
⑦避免砂箱过高
⑧减轻铸件清理和机械加工的工作量
•特点：适合于外形上有影响起模的小 结构,如凸台、吊耳等的铸件
三箱造型
•三箱造型演示
•特点：适合于外形简单，起模方向上有两个 最大截面的铸件
刮板造型
•特点：适合于回转体铸件，用刮板替代模样造型
地坑造型
•特点：适合于大型 重型铸件
手工制芯
造型方法选择
手工造型：刮板造型 vs 实体模样造型：批量
生产准备时间长，设备和工艺装备费用高； 一个分型面，整模或分模造型； 适于中、小型铸件的成批或大批生产。
讨论：活块、挖砂和三箱造型是否 适合机器造型，怎样解决？
•单件小批量生产时
•大批量生产时
2.分型面的选择原则
选择合适的分型面，方便起模、下 芯，简化造型
① 应使铸件全部或大部置于同一半型内； ② 分型面应尽量采用平面，且数量最少； ③ 尽量减少型芯的数量； ④ 便于下芯、合箱、检验； ⑤ 避免活块、挖砂造型； ⑥ 不使砂箱过高； ⑦ 减少铸件清理、机械加工的工作量。
不用或少用型芯
复杂型芯实例
复杂型芯实例
复杂型芯实例
可溶陶瓷型芯
复杂型芯实例
复杂型芯实例
6.浇注系统设计
•1.外浇口 •2.直浇道 •3.横浇道 •4.内浇口
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7.冒口及冷铁布置
冒口的主要作用
补缩：防止缩孔、缩松 集渣、排气
位置
热节（或厚壁）处 尽可能是最高处
类型
明冒口、暗冒口 顶冒口、侧冒口、贴边冒口
1.造型（芯）方法
砂型铸造
手工造型
整模造型、分模造型、活块造型、挖砂造型、假箱 造型、三箱造型（多箱造型）
机器造型
震压造型、微震压实造型、高压造型、射砂造型
特种铸造
熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造 、离心铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造
整模造型
•整模造 型方法演
示
•特点：适合于外形简单，仅有一个最大
② 薄壁应朝下、垂直或倾斜，防止浇 不足、冷隔
③ 厚壁位于上半型或朝上，容易补缩
④ 便于下芯、合箱、浇注和检验
4.工艺参数 （1）机械加工余量
需要通过切削加工提高精度的表面，需留 有机械加工余量
手工造型>机器造型 铸钢 > 铸铁 铁合金 >非铁合金(贵) 大型铸件 > 小型铸件 朝上表面 > 侧面、底面
上6 °~15 ° 下5 °~10 °
间歇
1mm～4mm
常见型芯的形式
•（a）水平型芯；（b）垂直型芯；（c）悬臂型芯； （d）悬吊型芯；（e）引伸型芯；（f）外型芯
垂直型芯
•（a）一般形式（b）只有下芯头（c）无芯头
水平型芯
•（a）一般形式（b）联合芯头（c）加长芯头（d）芯头+型芯 撑
合金的收缩、切削加工
影响收缩率的因素：
合金成分、铸型机械阻碍、铸件结构
收缩率
灰铸铁0.7%~1.0% 铸造碳钢1.3%~2.0% 铝硅合金0.8%~1.2%
（3）起模斜度
为方便起模，在平行于起模方向的加工表 面上所增加的斜度
模样高时取小值，矮时取大值 金属模取小值，木模取大值 手工造型取小值，机器造型取大值