铸造工艺总汇-砂型铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常见的铸造工艺，它通过制作砂型并在其中注入熔化金属，使金属在砂型中凝固成型。
砂型铸造具有成本低、生产周期短、适用于各种金属材料等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
砂型铸造的工艺设计主要包括以下几个方面：模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等。
首先是模型制作。
模型是铸造过程中的主要参照物，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
模型可以采用实物模型、木模、塑料模等材料制作。
在模型制作过程中，需要考虑到模型的缩短率，即模型尺寸与最终铸件尺寸之间的比例关系。
其次是砂型制备。
砂型是砂型铸造的核心部分，它承担着承载和固定熔化金属的功能。
砂型制备的关键在于砂型材料的选择和配比。
常用的砂型材料有硅砂、水玻璃、氯化钠等。
在制备砂型的过程中，需要考虑到砂型的强度、耐火性以及砂型表面的光洁度等因素。
浇注系统设计是保证铸件质量的重要环节。
浇注系统包括浇注口、浇注道和浇注杯等部分。
浇注系统的设计应考虑到金属液体的流动和凝固过程，以确保金属能够充分填充砂型，并且避免气体和杂质的混入。
砂型充填与密实是决定铸件质量的关键步骤。
在砂型充填过程中，需要确保熔化金属能够均匀地填充砂型，并且避免产生气孔和缩孔等缺陷。
砂型密实的方法包括振动、压实等。
振动可以提高砂型的密实度，压实则可以增加砂型的抗压强度。
凝固与固化是铸造过程中不可或缺的环节。
在凝固过程中，金属由液态逐渐转变为固态，并在这个过程中释放出大量的热量。
凝固过程的控制将直接影响到铸件的组织结构和性能。
固化过程的目的是使砂型的结构稳定，以便后续的剥离和修整。
最后是砂型剥离与修整。
在铸件凝固后，需要将砂型从铸件上剥离，并对铸件进行修整和清理。
砂型剥离的方法包括机械剥离、化学剥离等。
修整的目的是去除铸件上的毛刺、气孔等缺陷，使铸件达到设计要求的形状和尺寸。
总之，砂型铸造工艺设计的关键在于模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等方面的考虑。
第四章砂型铸造工艺设计
第四章砂型铸造工艺设计1.引言砂型铸造是一种常见的金属成型工艺，广泛应用于各种金属件的生产。
本章将介绍砂型铸造工艺的设计过程，包括模具设计、砂型制备、铸造工艺参数的确定等。
2.模具设计模具设计是砂型铸造工艺的基础，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在模具设计中，需要考虑以下几个方面的因素：2.1铸件结构首先需要根据铸件的结构确定模具的形状和尺寸。
一般情况下，模具应该尽量符合铸件的外形，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
2.2浇注系统浇注系统是指从熔融金属到铸件腔室的流动路径。
浇注系统应该保证金属液能够均匀地填充整个铸件腔室，并避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，浇注系统包括浇口、浇杯、导流槽等。
2.3排气系统排气系统是指从砂型中排出空气和燃烧产物的通道。
排气系统应该保证空气能够顺利地从砂型中排出，避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，排气系统包括排气槽、排气孔等。
2.4垫块和芯垫块和芯是为了形成复杂形状的内部空间而使用的辅助构件。
垫块和芯应该和模具保持一定的间隙，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
3.砂型制备砂型制备是砂型铸造工艺的核心环节，直接影响到铸件的表面质量和尺寸精度。
在砂型制备中，需要注意以下几个方面的问题：3.1砂料的选择砂料的选择应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
一般情况下，砂料应该具有一定的粘结力和抗压强度，并且易于流动和散落。
3.2砂型的填充砂型的填充应该保证砂料能够均匀地填充整个模具腔室，并且能够与铸件的表面接触紧密。
填充过程中需要注意控制填充速度和压实度，避免产生气孔和夹杂物。
3.3砂型的硬化砂型的硬化是指将填充好的砂料固化成为坚硬的砂型。
硬化过程中需要注意控制硬化时间和硬化温度，避免产生裂纹和变形。
4.铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定是砂型铸造工艺的重要环节，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在确定铸造工艺参数时，需要考虑以下几个方面的因素：4.1浇注温度浇注温度应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
砂型铸造工艺及工装设计
砂型铸造工艺及工装设计一、工艺流程设计砂型铸造的工艺流程设计是整个工艺的基础，包括以下步骤：设计铸造模具：根据产品需求和工艺要求，设计铸造模具的结构和尺寸。
制作砂型：根据模具和产品需求，制作符合要求的砂型。
浇注：将熔融的金属液体注入砂型，填充模具的型腔。
冷却：让金属液体冷却凝固，形成铸件。
脱模：将凝固的铸件从砂型中脱出，完成整个铸造过程。
二、铸造模具设计铸造模具的设计是整个工艺的核心，直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：模具材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择合适的模具材料。
模具结构确定：根据产品形状和尺寸，设计模具的结构和形状。
模具尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定模具的尺寸精度。
浇口设计：浇口是金属液体注入模具的通道，设计时需考虑浇口的尺寸、位置和形式。
排气口设计：排气口是排除模具内的空气和挥发物的通道，设计时需考虑排气口的位置和大小。
三、砂型制作工艺设计砂型制作是整个工艺的重要环节，其质量直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：砂型材料选择：选择符合要求的砂型材料，如黄沙、石英砂等。
砂型紧实度控制：控制砂型的紧实度，以保证砂型的强度和稳定性。
砂型透气性控制：控制砂型的透气性，以保证浇注过程中金属液体能够顺利填充模具的型腔。
砂型表面处理：对砂型的表面进行处理，以提高产品的表面质量。
四、浇注系统设计浇注系统是金属液体注入模具的通道，其设计直接影响到金属液体的流动和填充效果。
设计时需考虑以下几点：浇注系统结构形式：根据产品要求和工艺条件，选择合适的浇注系统结构形式。
浇注系统尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定浇注系统的尺寸精度。
浇注速度控制：控制浇注速度，以保证金属液体能够平稳、充足地填充模具的型腔。
浇口位置选择：根据产品形状和模具结构，选择合适的浇口位置。
溢流槽设计：溢流槽是收集多余金属液体的结构，设计时需考虑溢流槽的位置和大小。
过滤网设置：过滤网是过滤金属液体中的杂质和气泡的结构，设计时需考虑过滤网的形式和材料。
砂型铸造工艺
砂型铸造工艺砂型铸造工艺是一种常见的金属铸造工艺，也是最古老的铸造方法之一。
它通过将熔化的金属注入制作好的砂型中，经过冷却凝固后得到所需的铸件。
砂型铸造工艺具有成本低、适用范围广、生产周期短等优点，在工业生产中被广泛应用。
砂型铸造的工艺流程可以分为模具制作、铸造操作和铸件处理三个主要步骤。
首先是模具制作。
模具是铸造过程中的重要工具，用于制作铸件的外形和内部结构。
模具制作的首要任务是根据产品的图纸和要求设计出合适的模具形状，并选择适当的砂型材料。
常用的砂型材料有石英砂、石膏砂、水玻璃砂等。
制作模具时需要根据产品的形状和尺寸进行精确的加工和装配，以确保铸件的质量和尺寸精度。
其次是铸造操作。
在进行铸造前，需要先预热模具，以避免热应力对模具的影响。
接下来，将砂型放置在铸造设备中，然后通过加热炉将金属熔化。
一旦金属达到适当的温度，就会倒入模具中。
在倒入金属之前，还需要在砂型中放置冷铁、通道、浇口等辅助构件，以便于金属在砂型中流动和凝固。
倒入金属后，需要等待一段时间，让金属冷却凝固，形成铸件。
最后是铸件处理。
铸件冷却后，需要将其从砂型中取出，并进行后续处理。
这包括切割、修磨、清理等工序，以去除铸件表面的砂粒和气孔，使其达到所需的光洁度和精度。
随后，可以对铸件进行热处理、表面处理等工艺，以提高其力学性能和外观质量。
最后，对铸件进行检验，确保其符合产品要求。
砂型铸造工艺具有许多优点。
首先，它适用于各种复杂形状和尺寸的铸件制造，可以满足不同行业的需求。
其次，砂型铸造成本低廉，模具制作相对简单，不需要复杂的设备和工艺。
此外，砂型铸造还具有生产周期短的优势，可以快速得到所需的铸件。
因此，砂型铸造广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
然而，砂型铸造工艺也存在一些局限性。
首先，砂型铸造对金属材料的要求较高，一些高温和腐蚀性金属难以进行砂型铸造。
其次，在砂型铸造过程中，砂型会因为高温和金属的冲击而破裂，导致模具寿命较短。
砂型铸造工艺
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺
二、造型和造芯工艺
1.手工造型
手工造芯
芯盒造型： 提高强度和刚度方法： 小砂芯一般用退火的铁丝弯 成所需的形状； 芯骨 大的芯骨用铸铁浇成，并带有铁 环，以便烘干和下芯中的吊运。
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺
三、砂型（芯）的烘干、合箱与浇注
1.砂型与砂芯的烘干 4）烘干方法： 表 面 烘 干
喷灯火焰表面烘干 移动式焦炭炉或煤气炉表面烘干 远红外线辐射表面烘干
高频干燥炉烘干和微波技术烘干等新方法 也已在烘干中应用 周期式; 连续式.
整体烘干：
材料成型与控制工程专业
二、造型和造芯工艺 1.手工造型 定义：用手工完成紧砂、起模、修整及合箱 等主要操作过程； 特点：适用面广，不需要特别设备；
造型方法：
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺
二、造型和造芯工艺 1.手工造型
分模造型
材料成型与控制工程专业
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§1-5 砂型铸造工艺 二、造型和造芯工艺 1.手工造型
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则
5 便于型芯的固定和排气，能减少型芯的数量；
材料成型与控制工程专业
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§1-6 砂型铸造工艺分析
二、浇注位置选定原则 5 便于型芯的固定和排气，能减少型芯的数量；
材料成型与控制工程专业
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.
铸造工艺总汇-砂型铸造工艺设计
铸造工艺总汇-砂型铸造工艺设计图1 流涂装置示意图1一泄流阀, 2一涂料罐, 3一电动机, 4一搅拌杆, 5一滤网, 6一回收槽7一砂型, 8一流涂杆头, 9一控制开关, 10一软管, 11一泵5）静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力作用下向异极性砂芯（型）表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中粘结剂软化重熔建立涂层强度。
此法适用于尺寸较狭小的凹坑或狭缝不易徐敷上涂料的场合。
3.6 工艺分析与设计(工艺分析与参数查询)3.6.1浇注位置的确定根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时应考虑以下原则：1．铸件的重要部分应尽量置于下部。
2．重要加工面应朝下或呈直立状态。
3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。
对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷（见图1、2）。
倾斜浇注时，依砂箱大小，H值一般控制在200～400mm范围内。
图1具有大平面的铸件正确的浇注位置图2 大平板类铸件的倾斜浇注4．应保证铸件能充满。
对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到、冷却等缺陷。
图3为曲轴箱的浇注位置。
5．应有利于铸件的补缩。
6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。
此外，应注意浇注位置、冷却位置与生产批量密切相关。
图 3 曲轴箱的浇注位置a)不正确b）正确3.6.2 分型面的选择分型面是指两半铸型相互接触的表面。
除了地面软床造型、明浇的小件和实型铸造法以外，都要选择分型面。
分型面一般在确定浇注位置后再选择。
但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需重新调整浇注位置。
生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。
砂型铸造工艺流程
砂型铸造工艺流程砂型铸造是一种常见的铸造工艺，它是利用砂型制作铸件的方法。
以下是砂型铸造的工艺流程。
首先，确定铸件的设计。
铸件的设计需要根据产品的形状、尺寸和要求进行确定，包括铸件的内部结构、外形和加工余量等。
然后，进行模具制作。
模具是砂型铸造的重要工具，它可以通过模具材料（如铁、钢、木材等）制成。
模具的制作需要根据铸件的形状进行精确的加工，使得砂型可以准确复制铸件的形状。
接下来，准备砂型材料。
砂型铸造一般使用石英砂作为砂型材料，它具有较好的热稳定性和耐火性能。
砂型材料需要进行筛选和搅拌，以确保砂粒的均匀性和流动性。
然后，进行砂型制作。
砂型制作是砂型铸造的核心步骤。
首先，在模具中放置一个砂型芯。
砂型芯是一个与铸件内部形状相对应的砂型，它可以使得铸件具有空腔或内部结构。
然后，将砂型材料填充至模具中，通过振动或压实等方式使其紧密结合。
接下来，进行铸造准备。
在砂型制作完成后，需要对其进行干燥，以消除砂型中的水分。
干燥完成后，砂型需要进行烘烤，以提高其强度和耐热性。
同时，还需要准备熔融金属，通常是将金属加热至液态状态。
然后，进行铸件浇筑。
将熔融金属倒入砂型中，使其充满整个砂型腔体。
在浇筑过程中，需要控制熔融金属的温度和流动速度，以确保铸件的质量。
接下来，进行冷却和固化。
铸件浇筑完成后，砂型和铸件需要进行冷却，使熔融金属逐渐凝固和固化。
冷却时间一般较长，以确保铸件的完全固化。
最后，进行砂型去除和修整。
在砂型冷却和固化后，需要将砂型和铸件分开。
通过敲击或其他方式，将砂型从铸件上去除。
然后，对铸件进行修整，去除多余的砂浆和毛刺，使其达到设计要求。
综上所述，砂型铸造的工艺流程包括确定铸件设计、模具制作、砂型制作、铸造准备、铸件浇筑、冷却和固化、砂型去除和修整等步骤。
这一工艺流程在大多数铸造领域中都得到了广泛应用，并具有较高的生产效率和良好的经济效益。
砂型铸造工艺设计
砂型铸造工艺设计砂型铸造是一种常用的金属铸造工艺，适用于生产各种大中小型铸件。
砂型铸造工艺设计的主要目的是确保铸件形状、尺寸和质量的准确性，同时提高生产效率和降低生产成本。
下面是一个砂型铸造工艺设计的示例。
首先，确定铸件的形状和尺寸。
这是工艺设计的基础，涉及到铸件的几何形状、尺寸和重量等参数。
根据铸件的设计图纸，确定铸件的准确尺寸。
然后，选择适当的砂型材料。
砂型材料是砂型铸造中非常重要的因素之一，直接影响到铸件表面质量和精度。
根据铸件的材料和需求，选择适当的砂型材料，如石英砂、粘土砂等。
接下来，设计合适的砂型。
砂型的设计涉及到铸件和模具的结构设计。
首先，根据铸件的形状、尺寸和结构特点，确定合适的砂型结构，包括上、下模、型芯等。
然后，结合砂型材料的特性，设计合理的砂型壁厚和腔型，以保证铸件表面的光洁度和尺寸精度。
在设计砂型的同时，需要考虑到浇注系统的设计。
浇注系统是指将熔化金属引导到砂型腔内的通道系统，包括浇杯、溢流槽、导流槽等。
合理设计浇注系统可以保证金属的顺利流入砂型腔，并且能够避免金属中的气体和杂质混入铸件中。
最后，进行铸造工艺参数的选择和优化。
包括浇注温度、浇注速度、浇注时间、浇注压力等。
通过合理选择和优化这些参数，可以在保证铸件质量的前提下提高生产效率，降低生产成本。
总之，砂型铸造工艺设计是铸造工艺中至关重要的一步，它直接影响到铸件的质量和生产效率。
只有通过科学合理地设计砂型铸造工艺，才能生产出满足要求的铸件。
砂型铸造工艺设计是铸造生产中重要的环节之一，对于确保铸件的质量、做工的精细度以及生产效率的提高具有重要意义。
在砂型铸造工艺设计过程中，不仅需要考虑铸件的形状尺寸和材料特性，还需要合理选择砂型材料、设计适当的砂型结构和浇注系统，优化铸造工艺参数等。
首先，砂型铸造工艺设计的第一步是确定铸件的形状和尺寸。
根据产品的设计图纸和要求，确定铸件的几何形状、尺寸和重量等参数。
这些参数的准确确定是工艺设计的基础，直接影响到最终铸件的形状和尺寸精度。
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常用的铸造工艺，通过在砂型中，将液态金属倒入砂型中，待金属凝固后，即可获得所需铸件。
砂型铸造工艺设计是指在进行砂型铸造时，根据铸件的形状、尺寸和要求，设计出适合的砂型铸造工艺流程，确保铸件质量和生产效率。
砂型铸造工艺设计的具体步骤如下：第一步，确定铸件的形状和尺寸。
根据铸件的图纸和要求，确定铸件的形状和尺寸。
铸件的形状和尺寸直接影响到砂型的设计和制造，因此在确定铸件形状和尺寸时，需要考虑到铸件的可铸性和制造工艺。
第二步，选择适当的砂型材料。
常用的砂型材料有石英砂、石膏砂、黏土砂等。
选择适当的砂型材料需要考虑到砂型的耐火性、流动性和可塑性等方面的要求。
第三步，设计砂型结构。
根据铸件的形状和尺寸，设计出适合的砂型结构。
砂型结构包括上下模板、芯子和样板等。
上下模板用于固定砂型，芯子用于制造中空铸件，样板用于制造固定模板。
砂型结构的设计需要保证砂型的密实性和刚度，以确保铸件的精度和强度。
第四步，制造砂型。
根据砂型结构的设计，制造适合的砂型。
制造砂型的过程包括准备砂型材料、混合砂型材料、充填砂型、震动砂型、刮平砂型等。
制造砂型时需要注意砂型的密实性和表面平整度，以确保铸件的质量。
第五步，准备铸造设备和材料。
在进行砂型铸造之前，需要准备好铸造设备和材料。
铸造设备包括炉子、浇注设备、除渣设备等。
铸造材料包括金属液体和砂型材料。
第六步，进行砂型铸造。
在准备好铸造设备和材料之后，进行砂型铸造。
砂型铸造的过程包括熔炼金属、倒入砂型、待金属凝固、冷却铸件、取出铸件等。
在进行砂型铸造时，需要控制铸造温度、倒铸速度和铸造压力，以确保铸件的质量。
第七步，进行铸件的后处理。
在进行砂型铸造之后，需要对铸件进行后处理，包括去除砂型、修整表面、热处理等。
后处理的目的是提高铸件的机械性能和表面质量。
砂型铸造工艺设计需要综合考虑铸件的形状、尺寸和要求，选择适当的砂型材料和制造过程，并进行铸造和后处理。
砂型铸造工艺设计
三、砂型铸造工艺设计简介1. 铸造工艺图(1)浇注位置的确定(2)分型面的确定 (3)工艺参数的确定 (4)铸造工艺图绘制举例本节其它知识点：铸件图铸造工艺设计铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图标和标注符号、编制工艺和工艺规程等。
它是进行生产、管理、铸件验收和经济核算的依据。
铸造工艺设计主要内容是绘制铸造工艺图和铸件图。
１.铸造工艺图铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷 铁、保温衬板）等内容的图样。
（１）浇注位置的确定浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置。
由于浇注时气体、熔渣、砂粒等杂质会上浮，使铸件上部易出现气孔、夹渣、夹砂等缺陷，而铸件下部质量较好。
确定浇注位置应遵循“三下一上”的原则。
１）主要工作面和重要面应朝下或置于侧壁。
床身的导轨面要求组织致密，耐磨，所以导轨面朝下是合理的。
气缸套要求质量均匀一致，浇注时应使其圆周表面处于侧壁２）宽大平面朝下大平面长时间受到金属液的烘烤容易掉砂，在平面上易产生夹砂、砂眼、气孔等缺陷，故铸件的大平面应尽量朝下，如划线平台的平面应朝下。
３）薄壁面朝下铸件薄壁处铸型型腔窄，冷速快，充型能力差，容易出现浇不到和冷隔的缺陷。
如电机端盖薄壁部位朝下，避免冷隔、浇不到等缺陷。
４）厚壁朝上将厚大部分放于上部，可使金属液按自下而上的顺序凝固，在最后凝固部分便于采用冒口补缩，以防止缩孔的产生。
如将缸头的较厚部位置于顶部，便于设置冒口补缩。
１）尽可能使铸件全部或主要部分置于同一砂箱中，以避免错型而造成尺寸偏差。
如左图所示：(a)不合理，铸件分别处于两个砂箱中。
(b)合理，铸件处于同一个砂箱中，既便于合型，又可避免错型。
２）尽可能使分型面为一平面。
如左图所示：(a)若采用俯视图弯曲对称面作为分型面，则需要采用挖砂或假箱造型，使铸造工艺复杂化。
(b)起重臂按图中所示分型面为一平面，可用分模造型、起模方便。
砂型铸造工艺设计步骤
砂型铸造工艺设计步骤1、设计铸件图根据零件图及相关技术要求设计铸件图，设计时涉及技术内容依次为零件铸造工艺性、铸件尺寸公差、机械加工余量、工艺肋、铸件最小铸出孔和槽。
2、设计铸造工艺图（1）铸造毛坯三维成形利用现代计算机辅助设计手段可以根据二维零件图绘制三维铸件实体，如果设计部门给出三维零件图，可在三维零件图基础上直接绘制三维铸件实体图。
通过三维实体图绘制，可以得到准确的铸造毛坯重量。
铸件形状复杂时，三维实体绘制显得更有必要。
（2）毛坯形体解析目的是多角度分析铸造毛坯空间形状和结构特点，发现铸件厚大断面和热节位置分布，计算毛坯分体几何模数（若工艺设计需要），为后续的铸造方案确定和工艺参数设计做准备。
（3）工艺方案和参数确定目的是确定铸件浇注位置、分型面、铸件线收缩率与模样放大率、起模斜度、非加工壁厚负余量、反变形量、工艺补正量、分型负数、浇冒口切割余量、铸件在砂型内冷却时间以及压铁重量计算和去压铁时间选择、起吊重量计算和铸件吊轴设计。
（4）砂芯设计目的是形成铸件内腔或复杂外轮廓形状，包括砂芯设置、砂芯固定、砂芯定位、芯头尺寸和间隙、砂芯负数、芯撑、芯骨以及砂芯排气、拼合与预装配设计。
（5）补缩系统设计目的是补充铸件凝固过程中的液态收缩，使铸造毛坯内部致密。
包括冒口配置、冒口补缩距离设计、补贴设计、冷铁设计以及冒口尺寸计算。
（6）出气孔设计目的是使铸件充型时型腔内气体（空气或铸型受热后产生的气体等）顺利排出，避免铸件内产生气孔缺陷。
（7）浇注系统设计目的是设计出合理的液态金属进入铸型型腔的通道。
（8）生成铸造工艺图（9）设计铸型装配图在成批生产的铸件或重要的单件上使用。
3、铸造工装设计在造型线上成批生产重要铸件时采用。
内容包括模样、模板、芯盒、砂箱以及其他工艺装备设计。
4、铸造工艺卡根据前述步骤产生的设计结果填写铸造工艺卡，用于指导工艺实施。
《砂型铸造工艺设计》
整理课件
4、内浇道与铸件型腔连接位置的选择原则
• ①应使内浇道中的金属液畅通无阻地进入型腔，不正面 冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部分。
• ②内浇道不应妨碍铸件收缩。如图4—16所示的圆环铸 件，其四个内浇道做成曲线形状，就不会阻碍铸件向中心 的收缩，避免了铸件的变形和裂纹。
• ③内浇道尽量不开设在铸件的重要部位。因内浇道附近 易局部过热而造成铸件晶粒粗大，并可能出现疏松，进而 影响铸件品质。
整理课件
(2) 分型面(中间)注入式浇注系统
内浇道开设在分型面上
优点：内浇道开设在分型面上，能方便地按需要进行布置， 有利于控制金属液的流量分布和铸型热量的分布。
应用：应用普遍，适用于中等质量、高度和壁厚的铸件。
整理课件
(3) 底注式浇注系统
内浇道开设在型腔底部
优点：金属液充型平稳，避免了金属液冲击型芯、飞溅和 氧化及由此引起的铸件缺陷；型内气体易于逐渐排出，整 个浇注系统充满较快，利于横浇道撇渣。 缺点：型腔底部金属液温度较高，而上部液面温度较低， 不利于冒口的补缩。
30～50 50
注： 若孔很深，孔径很小，一般不铸出； 不加工的特形孔，原则上应铸出； 非铁金属铸件上的孔，应尽量铸出。
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2．起模斜度
在造型和造芯时，为了顺利起模而不致损坏砂型和 砂芯，应该在模样或芯盒的起模方向上带有一定的斜度， 这个斜度称为起模斜度。
若铸件本身没有足够的结构斜度，就要在铸造工 艺设计时给出铸件的起模斜度。
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注：L－冒口的相对长度（相对延续率） 沿铸件长度方向各个冒口根部长度的总和与铸件被补缩 部分长度之比的百分数。
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第四节 液态成形工艺设计实例
砂型铸造工艺设计概述ppt(46张)
2.应使造型工艺简化 ★应尽量使分型面平直，以简化模具制造及造型工艺，避免挖砂造型
★尽可能减少铸件的分型面，尽量做到只有一个分型面
★应使型芯和活块数量尽量减少。
3.应使铸件全部或大部放在同一砂箱。
4.应尽量使型腔及主要型芯位于下型，以便于造型、下芯、 合型及检验。
根据零件图及其相关要求，编制出一个铸件 生产工艺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 的形式对铸件的生产工艺过程加以科学地规定。 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。
二、铸造工艺设计的内容
合金为0.8～1.2%，锡青铜为1.2～1.4%。
第三节 砂芯设计
一、型芯的作用 形成铸件的内腔、孔洞和形状复杂阻碍起 模部分的外形。
二.型芯的数量及分块 ★型芯的数量取决于铸件的形状 ★大型复杂型芯根据需要分块制作
三.型芯的形式 常用的型芯有水平型芯、垂直型芯、
500～800
顶面 5.0～7.0 底、侧面 4.0～5.0
800～1250
顶面 底、侧面
6.0～7.0 4.0～5.5
50～120
4.0～4.5 3.0～3.5
4.5～5.0 3.5～4.0
5.0～6.0 4.0～4.5
6.0～7.0 4.5～5.0
6.5～7.5 5.0～5.5
加工面与基准面的距离(mm) 120～260 260～500 500～800
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。
第四节砂型铸造工艺设计
第四节砂型铸造工艺设计
第四节砂型铸造工艺设计
第四节砂型铸造工艺设计
第四节砂型铸造工艺设计
铸铁冶炼生产过程
第四节砂型铸造工艺设计
冲天炉是最普遍应 用的铸铁熔炼设备。 它用焦炭作燃料， 焦炭燃烧产生的热 量直接用来熔化炉 料和提高铁液温度， 在能量消耗方面比 电孤炉和其它熔炉 节省。而且设备比 较简单，大小工厂 皆可采用。但冲天 炉的缺点，主要是 由于铁液直接与焦 炭接触，故在熔炼 过程中会发生铁液 增碳和增硫的过程。
灰口
白口
主要取决于铸型材 料的导热性和铸件 壁厚。
第四节砂型铸造工艺设计
用途
机床床身、机座等。
第四节砂型铸造工艺设计
孕育处理
浇注前铁水中加入Si-Fe合金孕 育剂。促进石墨化，晶粒细化，降低 冷速敏感性。
第四节砂型铸造工艺设计
灰铸铁的牌号
➢ 灰铸铁的牌号由HT+三位数字组成： ➢ 其中HT是灰铁的汉语拼音缩写；数字代
蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量 的蠕化剂而炼成的，其方法与程序与球墨铸铁 基本相同。蠕化剂目前主要采用镁钛合金、稀 土镁钛合金或稀土镁钙合金等。
第四节砂型铸造工艺设计
牌号与应用
RuT300、RuT420 蠕墨铸铁牌号、性能以“RuT”表示， 其后的数字表示最低抗拉强度。 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高 压热交换器。内燃机、汽缸和缸盖、汽 缸套、钢锭模、液压阀等铸件。
2、球化处理 球墨铸铁的的球化处理必须伴随着孕育处
理，通常是在铁水中同时加入一定量的球化 剂和孕育剂。我国普遍使用稀土镁球化剂。 镁是强烈阻碍石墨化的元素，为了避免白口， 并使石墨球细小、均匀分布、一定要加入孕 育剂。常用的孕育剂为75%硅铁和硅钙合金等。
砂型铸造工艺设计
数字化转型
利用计算机技术实现铸 造过程的数字化控制， 提高生产效率和产品质
量。
环保节能
采用环保材料和节能技 术，降低铸造过程中的
能耗和污染排放。
智能化制造
结合物联网、大数据等 技术，实现铸造生产线 的智能化管理，提高生
产效率。
定制化生产
满足个性化需求，实现 定制化生产，提高产品 附加值和市场竞争力。
工艺流程
主要包括模具制作、型砂 配置、模具填充、金属浇 注、冷却和脱模等步骤。
砂型铸造工艺的重要性
应用广泛
砂型铸造工艺适用于各种 金属材料和复杂形状铸件 的生产，具有较高的灵活 性和适应性。
成本较低
砂型铸造工艺相对其他铸 造方法成本较低，能够降 低生产成本，提高经济效 益。
高效生产
砂型铸造工艺具有较高的 生产效率和规模化生产能 力，能够满足大规模生产 的需求。
砂型铸造工艺设计
contents
目录
• 引言 • 砂型铸造工艺流程 • 砂型铸造材料选择 • 砂型铸造工艺优化 • 砂型铸造工艺应用与发展
01 引言
砂型铸造工艺简介
01
02
03
定义
砂型铸造是一种使用砂型 模具进行金属铸件生产的 工艺。
历史
砂型铸造工艺起源于古代， 随着技术的发展不断改进， 至今仍广泛应用于工业生 产。
未来砂型铸造工艺展望
创新材料应用
探索新型铸造材料，提高产品 性能和降低成本。
智能检测与质量控制
利用先进检测技术实现铸造过 程的实时监控和质量控制。
绿色铸造
推动环保法规的实施，实现铸 造行业的绿色可持续发展。
国际化合作与交流
加强国际合作与交流，引进先 进技术和管理经验，提升我国
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图1 流涂装置示意图1一泄流阀, 2一涂料罐, 3一电动机, 4一搅拌杆, 5一滤网, 6一回收槽7一砂型, 8一流涂杆头, 9一控制开关, 10一软管, 11一泵5）静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力作用下向异极性砂芯（型）表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中粘结剂软化重熔建立涂层强度。
此法适用于尺寸较狭小的凹坑或狭缝不易徐敷上涂料的场合。
3.6 工艺分析与设计(工艺分析与参数查询)3.6.1浇注位置的确定根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时应考虑以下原则：1．铸件的重要部分应尽量置于下部。
2．重要加工面应朝下或呈直立状态。
3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。
对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷（见图1、2）。
倾斜浇注时，依砂箱大小，H值一般控制在200～400mm范围内。
图1具有大平面的铸件正确的浇注位置图2 大平板类铸件的倾斜浇注4．应保证铸件能充满。
对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到、冷却等缺陷。
图3为曲轴箱的浇注位置。
5．应有利于铸件的补缩。
6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。
此外，应注意浇注位置、冷却位置与生产批量密切相关。
图 3 曲轴箱的浇注位置a)不正确b）正确3.6.2 分型面的选择分型面是指两半铸型相互接触的表面。
除了地面软床造型、明浇的小件和实型铸造法以外，都要选择分型面。
分型面一般在确定浇注位置后再选择。
但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需重新调整浇注位置。
生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。
应仔细地分析、对比，慎重选择。
分型面的选择原则如下：1. 应使铸件全部或大部分置于同一半型内；2. 应尽量减少分型面的数目；分型面数目少，铸件精度容易保证，且砂箱数目少。
3. 分型面尽量选用平面；平直分型面可简化造型过程和模底版制造，易于保证铸件精度。
4. 便于下芯、合箱和检查型腔尺寸；5. 不使砂箱过高；分型面通常选在铸件最大截面上，以使砂箱不致过高。
6. 受力件的分型面选择不应削弱铸件结构强度；7. 注意减轻铸件清理和机械加工量。
一个铸件应以哪几项原则为主来选择分型面，需要进行多方案的对比，根据实际生产条件，并结合经验来作出正确的判断，最后选出最佳方案。
3.6.3浇注系统设计(浇注系统设计参数查询)浇注系统是铸型中液态金属流入型腔的通道之总称。
铸铁件浇注系统的典型结构如图4所示，它由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。
广义地说，浇包和浇注设备也可认为是浇注系统的组成部分，浇注设备的结构、尺寸、位置高低等，对浇注系统的设计和计算有一定影响；此外，出气孔也可看成是浇注系统的组成部分。
图4 典型浇注系统的结构a)封闭式b）开放式1浇口环2直浇道3直浇道窝4横浇道5末端延长段6内浇道一、对浇注系统的基本要求1）所确定的内浇道的位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩方法。
2）在规定的饶注时间内充满型腔。
3）提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。
4）使金属液流动平稳，避免严重紊流。
防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。
5）具有良好的阻渣能力。
6）金属液进入型腔时线速度不可过高，避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。
7）保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。
8）不破坏冷铁和芯撑的作用。
9）浇注系统的金属消耗小，并容易清理。
10）减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。
二、封闭、开放式浇注系统的特点1．封闭式浇注系统：封闭式浇注系统包括了以内浇道为阻流的各种浇注系统和部分扩张式（S 内/S阻＜1.5—2.5)的浇注系统。
封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。
主回要缺点是：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。
因此，主要应用于不易氧化的各种铸铁件。
对于容易氧化的轻合金铸件。
2.开放式浇注系统：开放式浇注系统的内浇道截面积比阻而面积大得多，一般S内／S阻>3.当直浇道不充满时，会使金属液高度亲流，造成氧化、卷气等，故生产中往往要求应用充满式直浇道。
在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统，又称为非充满式或非压力式浇注系统。
在金属液流未能充满的部位存在着等大气压力的自由表面。
完全开放式浇注系统在内盗道被淹没之前，各组元均呈非充满流态几乎不能阻渣且会带入大量气体。
因此，使用转包浇注的铸铁件上不宜应用这种浇注系统。
其主要优点是进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻。
适用于轻合金铸件、球铁件等。
漏包浇注的铸钢件也直采用开放式浇注系统。
主要缺点是阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多。
三、按内浇道在铸件上的位置分类图5 顶住式浇注系统1. 顶注式浇注系统：以浇注位置为基准，内浇道设在铸件顶部回的，称为顶注式浇注系统（见图5）。
简单式用于要求不高的简单小件；楔形式，浇道窄而长，断面积大。
适用于薄壁容器类铸件；压边式，多用于中、小型各种厚壁铸铁件；雨淋式，金属波经型胶顶部许多小孔（内浇道）流入，状似雨淋，比其他项注式对型胶的冲击力小，适用于要求较高的简类铸件，如缸套、大的铁活塞、机床卡盘等，也可用于床身、柴油机缸体等；搭边式，自上而下导入金属液，避免直接冲击型的侧壁，适用于湿型铸造薄壁铸件，如纺织机铸件。
2. 底注式浇注系统：内浇道设在铸件底部的称为底注式浇注系统（见图6）。
主要优点有：充型平稳；可避免金属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷。
缺点是：不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔、缩松和结晶粗大等缺陷；金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成虎不到、冷隔等缺陷；金属消耗较大。
底注式（基本形）浇注系统适用于容易氧化的非铁合金铸件和形状复杂、要求高的各种黑色铸件。
牛角式，用干各种铸齿齿轮和有砂芯的盘形铸件；底雨淋式：充型后金属温度分布均匀，适用于内表面质量要求高的筒类铸件等。
3. 中间注入式浇注系统：从铸件中间某一高度面上开设内浇道的称为中间注入式浇注系统（如图7）。
它兼有顶注式和底注式浇注系统的优缺点。
由于内浇道在分型面上开设，故极为方便，广为应用。
适用于高度不大的中等壁厚的铸件。
图6 底注式浇铸系配a）基本形式b）牛角式c）底雨淋式l一浇口杯2一直浇道3一铸件4一内浇道5一根浇道6一牛角浇口图7 中间注入浇注系统的一般形式1浇口杯 2-出气冒口4. 阶梯式浇注系统：在铸件不同高度上开设多层内浇道的称为阶梯式注入系统（图8）。
该系统适用于高度大的中、大型铸件。
具有垂直分型面的中大件可优先采用。
总之，选择浇注系统类型时要综合考虑多种因素：铸件的浇注位置，分型面，铸件的结构、尺寸、合金的铸造性能，是否应用胃口、冷铁及如何发挥它们的作用，满足铸件的技术要求等等。
图8 阶梯式浇注系统a)多直浇道的b)用塞球法控制度c)科学各组元比例的d)带缓冲直道的e)带反直浇道的四、浇注系统设计步骤通常在确定铸造方案的基础上设计浇注系统。
大致步骤：1）选择浇注系统类型；2）确定内浇道在铸件上的位置、数目和金属引入方向；3）决定直浇道的位置和高度。
一般使直浇道高度等于上砂箱高度，但应检验该高度是否足够。
近代造型机（如多触头高压造型机）模板上的直浇道位置一般都被确定，在这样的条件下应遵守规定的位置。
直浇道距离第一个内浇道应有足够的距离。
4）计算浇注时间并核算金属上升速度；应指出，重要的是核算铸件最大横截面处的型内金属上升速度。
当不满足要求时，应缩短浇注时间或改变浇注位置。
内金属液面上升速度用下式计算：V型= C / τ式中C——铸件（或某段）的高度；τ——浇注时间（或浇注某段铸件时间）。
对铸铁件可依表4决定型内铁液液面的最小上升速度。
铸钢件的最小型内上升速度见表5。
表4 型内铸铁液最小上升速度铸件壁厚δ/mm V型min/(mm.s-1)>40,水平浇注大平板 >40,上箱有大平面10-404-101.5-48-10 20-30 10-20 20-30 30-100表5 型内钢液面最小上升速度V型min/(mm.s-1)铸件质量m/t 特点复杂一般实体≤5 >5-15 >15-35 >35-55 >65-100 >10025206141210201512108751086545）计算阻流截面积S阻；依据水利公式计算S阻。
如果铸件质量很大，则计算铸件质量M时，应包括型腔扩大量－由于各种原因引起的增重。
增重因铸件大小及铸型等工艺条件而异，一般增重在3％－7%范围内。
考虑铸件增重，不仅使浇注系统计算精确，更重要的是提供了浇注时所需要的金属量。
计算阻流截面积的水利学公式为：式中m——流经阻流的金属总质量；τ——充填型腔的总时间；μ——充填全部型腔时，浇注系统阻流截面的流量系数；Hp——充填型腔时的平均计算压力头。
6）确定浇口比并计算各组元截面积；7）绘出浇注系统图形。
3.6.4 冒口(冒口系统设计数据查询)冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。
习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
一、冒口的种类冒口形状有圆柱形、球顶圆柱形、长（腰）圆柱形、球形及局球形等多种。
图9为常用冒口种类。
二、选择冒口位置的原则1）冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁。
2）尽量设在铸件最高、最厚的部位。
对低处的热节增设补贴和使用冷铁造成补缩的有利条件。
图9 常用冒口种类a)铸钢件 b)铸铁件1－明顶冒口(open top eiser) 2－暗顶冒口(blind top riser) 3-侧冒口（side riser） 4-铸件3）冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度。
4）冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹。
5）尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件。
6）冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好。
7）不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开。
3.6.5 冷铁(冷铁设计数据查询)为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
冷铁分为内冷铁和外冷铁两大类。
放置在型腔内能与铸件熔合为一体的金属激冷块叫内冷铁；造型（芯）时放在模样（芯盒）表面上的金属激冷块叫外冷铁。