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。
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。单件、小批生产的一般性产品，铸造工艺设计内容可以简 化。在最简单的情况下，只须绘制一张铸造工艺图即可。
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
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1-20车床床身的浇注位置
图1-21为起重机卷扬筒的浇注位置方案。采用立式浇注，由于全部圆周表面 均处于侧立位置，其质量均匀一致、较易获得合格铸件。
图1-21卷扬筒的浇注位置
1． 铸件的大平面应朝下 型腔的上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷外，大平面还常容易产 生夹砂缺陷。因此，对平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。 2． 面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置 可以有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。图1-22为油盘铸件的合变形量， 收的依据
④选用工艺参数
艺
浇、冒口系统，内外冷
适用于各种批量的生产
⑤设计浇冒口、冷铁和铸
图
铁，铸肋，砂芯形状、
肋
数量及芯头大小等
⑥型芯设计
把经过铸造工艺设
铸
是铸件验收和机加工夹具设
计后，改变了零件形状、
⑦在完成铸造工艺图的基
件
计的依据。适用于成批、大量生
尺寸的地方都反映在铸
础上，画出铸件图
应尽量使铸型只有一个分型面，以便采用工艺简便的两箱造型。多一个分型 面，铸型就增加一些误差，使铸件的精度降低。图1-24a 所示的三通，其内腔必 须采用一个 T 字型芯来形成，但不同的分型方案，其分型面数量不同。当中心线 ab 呈垂直时（图1-24b），铸型必须有三个分型面才能取出模样，即用四箱造型。 当中心线 cd 呈垂直时（图1-24c），铸型有两个分型面，必须采用三箱造型。当 中心线 ab 和 cd 都呈水平位置时（图1-24d），因铸型只有一个分型面，采用两箱 造型即可。显然，图1-24d 是合理的分型方案。
从工艺措施上设法解决。
（三）工艺参数的确定
在铸造工艺方案初步确定之后，还必须选定铸件的机械加工余量、起模斜度、
收缩率、型芯头尺寸等具体参数。
1. 加工余量和最小铸出孔 在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械
加工余量。
数值取决于：铸件生产批量、合金的种类、铸件的大小、加工面与基准面之
间的距离及加工面在浇注时的位置等。采用机器造型，铸件精度高，余量可减小；
图1-19 支座的铸造工艺图、模样图及合型图 a)零件图 b)铸造工艺图（左）和模样图（右） c)合型图 （一）浇注位置的选择
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的位置，选择原则如下： 1．铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
图1-20所示为车床床身铸件的浇注位置方案。由于床身导轨面是重要表面， 不允许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此应将导轨面朝下浇注。
分型面的选择原则： 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。 图1-23为一起重臂铸件，按图中所示的分型面为一平面，故可采用较简便的 分模造型；如果选用弯曲分型面，则需采用挖砂或假箱造型，而在大量生产中则 使机器造型的模底板的制造费用增加。
图1-23 起重臂的分型面
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
图1-24 三通的分型方案
图1-25所示支架分型方案是避免用活块的例子。按图中方案 I，凸台必须采 用四个活块制出，而下部两个活块的部位较深，取出困难。当改用方案 II 时， 可省去活块，仅在 A 处稍加挖砂即可。
图1-25 支架的分型方案
铸件的内腔一般是由型芯形成的，有时可用型芯简化模样的外形，制出妨碍 起模的凸台、侧凹等。但制造型芯需要专门的工艺装备，并增加下芯工序，会增 加铸件成本。因此，选择分型面时应尽量避免不必要的型芯。
铸件上有妨碍起模的小凸台、肋 主要用于单件、小
条等。制模时将此部分作成活块， 批量生产带有突出
在主体模样起出后，从侧面取出活 部分、难以起模的铸
块。造型费工，要求操作者的技术 件
水平较高
用刮板代替模样造型。可大大降 主要用 于有 等截
低模样成本，节约木材，缩短生产 面的或回转体的大、
周期。但生产率低，要求操作者的 中型铸件的单件或
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。
一、砂型铸造造型（造芯）方法
制造砂型的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手
工造型和机器造型两大类。
（一）手工造型
手工造型特点：操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短。但生产率
低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。
图1-22 薄壁件的浇注位置
3． 对于容易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面 以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。如前述之 铸钢卷扬筒，浇注时厚端放在上部是合理的；反之，若厚端在下部，则难以补缩。
（二）铸型分型面的选择
铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或 清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工作量。
500~800
顶面
5.0~7.0
6.0~7.0
6.5~7.0
7.0~8.0
7.5~9.0 6.5~7.0
800~1250
顶面
6.0~7.0 6.5~7.5 7.0~8.0 7.5~8.0 8.0~9.0 8.5~10
铸件的孔、槽：一般来说，较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时， 节约金属材料，并可减小铸件上的热节；较小的孔则不必铸出，用机加工较经济。
如图1-26所示的轮形铸件，由于轮的圆周面外侧内凹，在批量不大的生产条 件下，多采用三箱造型。但在大批量生产条件下，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，这种方法尽管增加了型芯的费 用，但可通过机器造型所取得的经济效益得到补偿。
图1-26 使用型芯减少分型面
2．尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件精度 如图1-27所示。
各种常用手工造型方法的特点及其适用范围见表1-5。
表1-5 常用手工造型方法的特点和应用范围
造型方法
主要特点
适用范围
适用于各种生产 铸型由上型和下型组成，造型、
批量，各种大、中、 起模、修型等操作方便
小铸件
按
铸型由上、中、下三部分组成， 主要用于单件、小
砂
中型的高度须与铸件两个分型面 批量生产具有两个
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