砂型铸造

第三章砂型铸造
主要内容：
31
造型方法的选择如何将设计的
3.1 造型方法的选择3.2砂型铸造的工艺设计零件变成铸件？3.2 砂型铸造的工艺设计
3.3 3.3 铸件的结构设计铸件的结构设计（第（第44章）
怎样生产出合格铸件?
整模造型分模造型手工造型
活块造型三箱造型液砂型铸造
挖砂造型刮板造型震压造型态机器造型
微震压实造型射压造型成型砂型铸造的工艺设计铸造工艺图的绘制抛砂造型
金属型铸造工艺
砂型铸造的结构设计
分型面的选择工艺参数的确定浇注位置的确定
熔模铸造压力铸造低压铸造特种铸造陶瓷型铸造离心铸造消失模铸造
种铸造
3.1 砂型铸造
将液态金属浇入砂型，冷却后形成铸件。

型（芯）砂通常是由石英砂、粘土（或其它粘结材料）和水
按定比例混制而成的。

型（芯）砂要有定的强度，透气按一定比例混制而成的。

型（芯）砂要有一定的强度，
性、耐火性和退让性。

砂型铸造是目前最常用最基本的铸造方法，价格低廉，操作
方便灵活。

不受铸造合金种类、铸件形状和尺寸的限制，并
适合于各种生产规模。

（一）砂型铸造工艺过程
零件图
铸造艺图
铸造工艺图
型砂芯盒
模样芯砂
熔化
浇型芯
铸型
注
合箱
冷却凝固
落砂、清理
检验
铸件
（二）造型材料
制作砂型和型芯的材料称为造型材料，即型砂和芯砂。

构成：型砂和芯砂主要是由硅砂、粘结剂和水按一定比例成
定比例而成。

型砂要求：“一强三性”，即
一定的强度，透气性、耐火性和
定的强度透气性耐火性和
退让性。

型砂型砂强度检测仪
１手工造型（三）造型方法的选择
适用于单件小批量生产1）按模样特征分：整模造型、分模造型、活块造型、刮板造１、手工造型
适用于单件、小批量生产
型、假箱造型、挖砂造型、实物造型等。

两箱造型三箱造型地坑造型脱箱造2）按砂箱特征分：两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型等。

手工造型
a）直浇道棒；b）捣砂锤；c）通气针；d）起模针；
e）墁刀：修平面及挖沟槽用；f）秋叶：修凹的曲面用；
g）砂勾：修深的底部或侧面及钩出砂型中散砂用；h）皮老虎
齿轮坯整模两箱造型过程
a)造下砂型b)造上砂型c)开外浇口、扎气孔
d)起出模样e)合型f)带浇口铸件
特点：模样是整体，分型面为平面，铸型型腔位于半个铸型内 适用：铸件最大截面在端部，且为平面铸件
整模造型
分模造型过程
)))
a)铸件图b)模样c)造下型d)造下型e)铸型 特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于两个半箱内 适用：铸件最大截面在中部（或圆形）的铸件
分模造型
活块造型过程
特点：铸件上有妨碍起模的小凸台、肋板等，制模时将其作为活动部分。

起模时，先起出主模，再从侧面取出活块。

造型费时，操作要求高。

适用：单件、小批量、带有突出部分不易起模的铸件。

活块造型活块造
挖砂造型过程
特点：模样虽是整体的，但铸件的分型面为曲面；造型时挖掉阻碍起模的型砂；造型费工时，生产率低。

适用：单件、小批量、分型面不是平面的的铸件。

挖砂造型
假箱造型
三箱造型过程
特点：铸件两端截面尺寸大于中间截面尺寸，需用三箱造型；模样是分开的，中型上、下两面都是分型面，两边分别起模。

分开的中型上下两面都是分型面两边分别起模
适用：单件、小批量、具有两个分型面的铸件。

三箱造型
特点：用一个与铸件轮廓形状相同的刮板代替模样，刮制出型腔的造型方法
型方法。

适用：单件、小批量生产的尺寸较大且为回转体的铸件。

常用手工造型方法的特点和应用范围造型方法特点应用范围
整模造型整体模，分型面为平面，铸型简单，铸件不会
产生错箱缺陷。

铸件最大截面在一端，且为
平面
分模造型模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两
个砂箱内，造型方便，但制作模样较麻烦。

最大截面在中部，一般为对
称性铸件
整体模分型面是曲面造型时需挖去阻碍起模单件小批量生产模样薄分
挖砂造型整体模，分型面是曲面造型时需挖去阻碍起模
的型砂。

造型麻烦、生产率低。

单件小批量生产模样薄，分
模后易损坏或变形的铸件
假箱造型利用特制的假箱或型板进行造型，自然形成曲
面分型可免去挖砂操作造型方便
成批生产需要挖砂的铸件
箱造型
面分型。

可免去挖砂操作，造型方便。

活块造型将模样上妨碍起模的部分，作成活动的活块，
便于造型起模，造型和制作模样都麻烦。

单件小批量生产带有突起部
分的铸件
刮板造型用特制的刮板代替实体模样造型，可显著降低
模样成本。

但操作复杂，要求工人技术水平高。

单件小批量生产等截面或回
转体大、中型铸件
铸件两端截面尺寸比中间部分大采用两箱造单件小批量生产具有二个分
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。

型面的铸件
在地面以下的砂坑中造型般只用上箱可生产批量不大的大中型铸
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。

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
２、机器造型机器造型使用机器来完成填砂、紧实和起模等造型的器造
使完砂紧实
操作过程，是现代化铸造车间的基本造型方法。

适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。

1)生产效率高
1)生产效率高; 2)铸型质量好（紧实度高而均匀型腔轮廓清晰）;2)铸型质量好（紧实度高而均匀、型腔轮廓清晰）;
3)设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长。

按紧实方式不同
（1）机器造型分类
按紧实方式不同，机器造型分为震实造型、压实造型、震压造型和抛砂造型 中小型铸件多以震压造型方法
大型铸件多以抛砂造型方法
1-工作台2-模样3-砂箱4-辅助框5-压板6-压板架
压实造型工作示意图
1）震压造型是利用震动和撞击力对型砂紧实
a)填砂b)振击紧砂c)辅助压实d)起模
震压造型机的工作过程
震压造型机的工作演示
微震压实造型
微震压实造机的紧砂原理是在型砂压实的同时进行微震，所以其紧实度比震压造型的高而且均匀。

高压造型
高压造型机的压头采用液体加压，每个小压头的行程可随模型的高度自行调节，使砂型各部位的紧实度均匀，且在压实的同时还可进行微震，它制得的砂型紧实度高、能获得表面粗糙度低、尺寸精度高的铸件、且噪音小，生产率高。

度高的铸件且噪音小生产率高。

2）抛砂造型
利用砂头内高速转的叶片将传送带的型砂呈团状/的速度高利用抛砂头内高速旋转的叶片将传送带的型砂呈团状以30－60m/s的速度高速抛入砂箱，使型砂表逐层紧实，同时完成填砂和紧实两个工序。

3）射压造型射砂和压实复合方法紧实型砂。

（2）起模方式
常用的起模方式有顶箱起模、顶箱漏模和翻转起模
)顶箱起模)顶箱漏模
a)顶箱起模b)顶箱漏模
机器造型的起模方法
（3）机器造型的工艺特点
通常是采用模板进行两箱
造型模板是将模样、浇
造型。

模板是将模样、浇
注系统沿分型面与模底板
联成一体的专用模具。

造型后，模底板形成分型
面，模样形成铸型空腔，
而模底板的厚度不影响铸
件的形状与尺寸。

机器造型尽量避免活块，不能进行三箱造型
不能紧实中箱
3. 机器造芯
采用填砂和紧砂两个工1）射芯机
填紧序一并完成将砂型紧实；铸件寸精度高 铸件的尺寸精度高； 生产率高，易于实现自动化；
也可用于造型 也可用于造型； 适合于中小铸件成批大量的生产。

2）壳芯机
砂型铸造演示
浇注
凝固
3.2 砂型铸造的工艺设计
1掌握浇注位置分型面选择；铸造工艺参数确定；型芯设计；
1.掌握浇注位置、分型面选择；铸造工艺参数确定；型芯设计；浇冒系统等有关知识。

2.学会绘制简单铸件的铸造工艺图。

设计要点
铸工
分浇造
工艺参
型注
位
艺图的
数
的
确面
的
选
置
的
确
绘制
定择定
铸造工艺设计的一般步骤
1.对零件图纸进行审核和进行铸造工艺性分析
审
2.选择铸造方法
2选择铸造方法
3.确定铸造艺方案
3.确定铸造工艺方案
4.绘制铸造工艺图
5.绘制铸件图
6.填写铸造工艺卡和绘制铸型装配图
7.绘制各种铸造工艺装备图纸
3.2.1 铸造工艺图的绘制
铸造工艺图——是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
分型方案绘
分型面的选择对浇注位置的选择制
浇注位置画法(上和下)铸型分型面选择方
法工艺参数定性给出即可
铸造工艺图实例
分
型
面
的选
取
至
关重
要
3.2.2 分型面的选择
分型面——指铸型中相互结合的面。

指铸型中相互结合的面1、应尽量减少分型面的数量
2、应尽量使分型面是一个平直的面
若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型
3、应避免不必要的型芯和活块，简化造型工艺
4、应尽量使铸件全部或大部分置于下箱。