砂型铸造
砂型铸造
2. 浇注位置的选择
•浇注位置：铸件在铸型中的空间位置。 选择原则 1）主要加工面或主要受力面应置于下部以确保 质量； 2）应利于铸型的填充和型腔中的气体排除； 3）壁厚不均需要补缩时宜将厚大部分置于上部 或侧面； 4）应将铸件的大平面置于铸型的下部并使铸型 侧斜浇注。
1 应） 置主 于要 下加 工 部 面 以 或 确 主 保 要 质 受 量 力 面
2. 铸造收缩率 铸件冷却过程体积要收缩，通常需增 大模样尺寸，才能保证收缩后的铸件 达到所需尺寸。铸件尺寸＜模型尺寸。
铸件的收缩率与合金的种类、铸件的大小 和铸件固态收缩受阻的情况有关。 普通灰口铸铁在 0.7 ～ 1% 左右，铸钢为 1.3～2.0左右，有色金属大多在1%左右。
3. 拔模斜度 为便于把模样（或型芯）从砂型（或从 芯盒）中取出，铸件上垂直于分型面的各 个侧面应有一定斜度。 拔模斜度在铸造工艺图中需标出，其大 小取决于立壁的高度、造型方法、模样材 质及该侧面在型腔中的位置。 通常3°～ 15°。
地坑造型 单件、小批生产， 大中型铸件。
2. 机器造型
填砂、紧实、起模整个造型过程有机器完成。 • 特点：与手工造型相比，生产效率↑、铸 件精度高、表面质量好，劳动强度↓。 • 但造型设备及工装投资较大，生产准备周 期长，适于大批生产。
震 压 式 造 型
无箱射压造型
抛 砂 造 型
射 砂 制 芯
分模造型 适于铸件的最大截 面在中间的铸件。
挖砂造型 适于单件，小批生产
成型底板造型 适于成批生产需要 挖砂的铸件。
活块造型 适于单件，小批生产 带有突出部分阻碍起 模的铸件。
刮板造型 适于单件或小批生 产回转体或等截面 的铸件。
地坑造型 适于单件或小批生 产大型铸件。
砂型铸造流程
砂型铸造流程砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，通过在砂型中浇铸熔化的金属，然后等待其冷却凝固，最终得到所需的铸件。
这种工艺被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
下面将介绍砂型铸造的流程及其相关注意事项。
首先，准备模具。
模具是砂型铸造的关键，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
通常情况下，模具由两部分组成，上模和下模。
上模和下模之间的接触面称为分型面。
模具的制作需要考虑到铸件的结构、缩孔、浇口、冷却等因素。
其次，准备砂型。
选择合适的砂型材料非常重要，常见的砂型材料包括湿砂、干砂和化学硬化砂。
在制作砂型的过程中，需要将模具分成上、中、下几个部分，然后在模具中填充砂料，用压实工具进行振实，最终得到完整的砂型。
然后，制作浇注系统。
浇注系统包括浇口、冒口、滤料等组成部分。
浇口的设计应考虑金属液的顺利流入和填充整个砂型的需要，冒口则是用来排出砂型中的燃烧气体和热风的。
滤料则可以净化金属液，防止杂质进入铸件。
接下来，进行浇注。
在浇注之前，需要预热砂型，以防止金属液的急剧冷却和热应力。
然后，将预热的砂型放置在浇注设备下方，打开炉门，将熔化的金属液倒入浇口，让其顺着浇口流入砂型内部。
待金属液冷却凝固后，即可取出铸件。
最后，进行后处理。
铸件在取出后，需要进行去砂、切割、修磨等工艺，以得到符合要求的最终产品。
在后处理的过程中，需要注意安全防护，防止因铸件温度过高而造成烫伤或其他意外。
总的来说，砂型铸造流程包括模具准备、砂型制作、浇注系统设计、浇注、后处理等多个环节。
每个环节都需要严格控制，以确保最终铸件的质量。
同时，还需要注意安全生产，确保生产过程中不发生意外事故。
希望以上内容对您有所帮助，谢谢阅读。
铸造的分类及特点
铸造的分类及特点铸造是一种常见的金属加工工艺，它通过熔化金属，将其倒入预先制作好的模具中，并在冷却后得到所需的零件或产品。
根据不同的铸造方法和工艺特点，铸造可以分为几种不同的分类。
本文将介绍一些常见的铸造分类及其特点。
一、砂型铸造砂型铸造是目前应用最广泛的铸造方法之一。
它的工艺流程主要包括模具制作、砂型浇注、冷却固化和零件后处理等步骤。
砂型铸造的特点如下：1. 灵活性高：砂型制作相对简单，易于调整和修改，适用于小批量、多品种的生产需求。
2. 成本较低：相比其他铸造方法，砂型铸造所需的材料成本相对较低。
3. 表面质量较差：由于砂芯的使用，容易出现砂眼、气孔等表面缺陷，需要进行后续的修磨和处理。
4. 适用范围广：砂型铸造可用于铸造几乎所有类型的金属和合金，包括铁、铝、黄铜等。
二、铸型铸造铸型铸造是一种使用金属模具（铸型）进行铸造的方法。
它的工艺流程包括铸型制作、熔炼金属、浇注和冷却固化等步骤。
铸型铸造的特点如下：1. 高精度：铸型铸造可以得到较高的尺寸精度和表面质量，适用于对形状和尺寸要求较高的零件制造。
2. 生产效率相对较低：相比砂型铸造，铸型铸造的制作和准备时间较长，生产节奏较慢。
3. 适用于大型零件：铸型铸造适用于生产大型复杂形状的零件，例如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
4. 灵活性一般：相比其他铸造方法，铸型铸造具有较低的灵活性，不太适用于小批量、多品种的生产。
三、压铸压铸是一种通过将熔化的金属注入高压下迅速充填模具，并在冷却后得到所需零件的铸造方法。
压铸的特点如下：1. 高精度和表面质量：压铸可以得到非常高的几何精度和良好的表面质量，适用于制造高精度要求的零件。
2. 生产效率高：压铸的生产周期短，能够实现高产出，适用于大规模生产。
3. 适用于较小尺寸的零件：压铸适用于制造较小尺寸的零件，例如手机外壳、汽车零配件等。
4. 高成本：相比其他铸造方法，压铸设备和模具的成本相对较高。
四、重力铸造重力铸造是利用金属重力作用实现铸造的一种方法，包括砂重力铸造和金属重力铸造两种形式。
砂型铸造
机器造型
机器造型是将手工造型中的紧砂和 起模工步实现了机械化的方法。与手工 造型相比，不仅提高了生产率、改善劳 动条件而且提高了铸件精度和表面质量。 但是机器造型所用的造型设备和工艺装 备的费用高、生产准备时间长，只适用 于中、小铸件成批或大量的生产。
机器造型（1）-- 震压造型
以压缩空气为动力的震压造型机最为常用。其原理是通过震击使得砂箱下部的型 砂在惯性力作用下紧实，再用压头将砂箱上部松散的型砂压实。
造型（芯）方法
手工造型
手工造型操作灵活、大小铸件均能适应。在实 际生产中，由于铸件的结构特点、批量大小、使用 要求及生产条件的不同，所用的造型方法也不一样， 手工造型对模型的要求不高，一般采用成本较低的 木模。尽管手工造型的生产率较低、获得铸件的尺 寸精度及表面质量也较差，但对工人的技术水平要 求较高，且在实际生产中很难完全以机器造型取代。 尤其是对于单件、小批铸件的生产。
微震压实 造型
抛砂造型
气冲造型
负压造型
型砂不含粘结剂，被密封于 砂箱与塑料膜之间，抽真空 使干砂紧实
机器造型的起模方法
型砂紧实以后就要进行起模，以获得完整的型腔。大部分机器造型 机均带有起模机构。大体有顶箱起模、漏模和翻箱起模三类 。
机器造型的特点
（1）、采用模板的两箱造型。
所谓模板就是将模型、浇注系统沿分型面
铸
造
工 艺
砂型铸造基本术语
铸 型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包 括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系统的组合 整体。 型 腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。
铸 件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯 用。 分型面：铸型组元间的接合面。
分模面：模样组元间的接合面。
砂型铸造的介绍
砂型铸造的介绍砂型铸造是指将原料由砂模等型腔内形成一定的外形, 然后经过熔融金属浇注入型腔中的铸造工艺。
它是一种金属浇注加工方法，也是一种基本的金属热加工方法。
砂型铸造的主要工艺步骤包括：模具的制作、浇注前的预备工作、浇注、修整、机械加工、表面处理和热处理等。
这些工艺步骤总体结构上，可以分为浇注前的预备工作、制造工艺和浇注后的修整工艺三大部分。
浇注前的预备工作，主要包括：砂型的设计，砂型的制造，芯子的制作，口模的制作和砂型的装备等。
砂型的设计需要考虑图纸尺寸、浇注件的热稳定性、金属浇注过程中的收缩以及浇注件的表面粗糙度等因素，合理选择合适的砂型设计和材料。
砂型制造的技术可以分为抹砂工艺和用热水发泡砂铸造工艺两种方式。
抹砂工艺指在不用热水的情况下，使用抹砂机在胶泥砂模上形成型腔，而用热水发泡砂铸造工艺则是在铸造之前，先将砂模加热，然后浇入热水，并用气压压实砂模，以形成型腔。
浇注前必须准备好合适的熔融金属，以及金属浇盆、浇注架、模垫、浇注肋等设备，并将其安装准备就绪。
在浇注过程中，要控制浇注金属的温度，浇注时间，浇注量、浇注压力等参数，以确保金属浇注的质量。
浇注后的修整工艺，主要有清除浇道的渣滓，切 j 型面，打砂清理表面、抛光等处理，以及机械加工，表面处理和热处理等处理。
这些工序的技术，不仅可以改善浇件的表面粗糙度和外形尺寸，还可以改善表面处理效果，增加浇件的使用寿命。
通过上述步骤，就可以制造出满足用户需求的精密零件，尤其是一些复杂形状的零件，通过砂型铸造可以使其成形。
砂型铸造能够节省材料，提高加工效率，它是行业中常用的热加工方法之一，广泛应用于机械制造、航空航天、海洋石油、冶金、电力等行业。
砂型铸造
金属加工工艺砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。
由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。
最常用的铸造砂是硅质砂。
硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。
为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。
应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。
砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。
以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，液态金属在重力下充填铸型来生产铸件的铸造方法。
钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得粘土湿砂型铸造的优点是：①粘土的资源丰富、价格便宜。
②使用过的粘土湿砂经适当的砂处理后，绝大部分均可回收再用。
③制造铸型的周期短、工效高。
④混好的型砂可使用的时间长。
⑤砂型舂实以后仍可容受少量变形而不致破坏，对拔模和下芯都非常有利。
缺点是：①混砂时要将粘稠的粘土浆涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂设备，否则不可能得到质量良好的型砂。
②由于型砂混好后即具有相当高的强度,造型时型砂不易流动，难以舂实,手工造型时既费力又需一定的技巧，用机器造型时则设备复杂而庞大。
③铸型的刚度不高，铸件的尺寸精度较差。
④铸件易于产生冲砂、夹砂、气孔等缺陷。
粘土湿砂型、粘土干砂型、化学硬化砂型消失模铸造（又称实型铸造）是将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型簇，刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振动造型，在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件的新型铸造方法。
砂型铸造
f）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 ）应使合箱位置、
2、分型面的选择 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则： 分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则： 分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型， a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面分型，并应尽量选在最 大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图9 大截面上，以简化模具制造和造型工艺。见图9－4。
b) 高压紧实
震击紧实主要依靠震击 力坚实砂型。 力坚实砂型。该方法机 器结构简单， 器结构简单，制造成本 但噪声大、 低，但噪声大、生产率 要求厂房基础好。 低、要求厂房基础好。 砂型坚实度沿砂箱高度 方向愈往下愈大。 方向愈往下愈大。主要 适用于需成批生产的中， 适用于需成批生产的中， 小型铸件。 小型铸件。
二、砂型铸造工艺设计 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，铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、 艺方案的图形，铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇
注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板） 注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图 图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、 样。图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、 尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、 尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸 和位置。 和位置。 1、浇注位置的选择 浇注位置的选择应考虑以下原则： 浇注位置的选择应考虑以下原则： 体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则 a）体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则， 将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部， 将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部，以便设置冒口 进行补缩。 进行补缩。
砂型铸造
机器造型工艺特点：
1）需采用模板进行两箱造型； 2）不宜进行三箱及活块造型
三、真空密封造型
真空密封造型又称真空薄膜造型、减压造型、负压造型或V法，适用于生产薄 壁、面积大、形状不太复杂的扁平铸件。 真空密封造型过程： (1)通过抽气箱抽气，将预先加热好的塑料薄膜吸贴到模样表面上。 (2)放置砂箱，充填型砂，微振紧实。 (3)刮平，覆背膜，抽真空，使砂型保持一定的真空度。 (4)在负压状态下起模、下芯、合型浇注。铸件凝固后恢复常压，型砂自行溃散， 取出铸件。
通常3～15mm
4. 铸造收缩率
铸造收缩率K定义如下：
K
式中： L模──模样尺寸； L件──铸件尺寸。
ห้องสมุดไป่ตู้
L模－L件 L件
100 ％
通常灰铸铁为0.7~1.0%，铸造碳钢为1.3~2.0%，铝硅合金为 0.8~1.2%，锡青铜为1.2~1.4%。
5. 铸型起模斜度
为了起模方便又不损坏砂型，凡垂直于 分型面的壁上留有起模斜度，如图2-22所示。 起模斜度值见JB/T 5105－1991。
缺点：
对形状复杂、较高的铸件覆膜成形困难，工艺装备复杂， 造型生产率比较低。
四、气流冲击造型
原理：利用气流冲击，使预填在砂箱内的型砂在极短的时间内完成冲击 紧实过程。
1. 气冲紧实过程：
气冲紧实过程可分成两个阶段：
(1) 型砂自上而下加速并初步紧实阶段 在顶部气压迅速提高的作用下，表面层型砂上下 产生很大的气压差，使表面层型砂紧实度迅速提 高，形成一初实层。在气压的推动下，初实层如 同一块高速压板，以很大的速度向下移动，使下 面的砂层加速并初步紧实。
2、机器造型
1)生产效率高; 2)铸型质量稳定（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。
《砂型铸造》课件
历史与发展
历史
起源于古代中国，至今已有数千年的 历史。
发展
随着科技的不断进步，砂型铸造工艺 不断改进，提高了铸造质量和效率。
应用领域
01
汽车制造
发动机、底盘、刹车系统等。
02
机械制造
机床、泵、阀等。
03
航空航天
飞机、火箭、卫星等。
04
船舶制造
船体、发动机、配件等。
PART 02
砂型铸造工艺流程
REPORTING
模具设计与制作
模具设计
根据产品需求和铸造工艺要求，进行 模具设计，包括模具结构、尺寸、材 料选择等。
模具制作
根据设计图纸，采用合适的材料和工 艺，制作出符合要求的模具。
砂型制作
准备砂料
选择合适的砂料，进行筛选和干燥。
砂型制作
将砂料填入模具中，经过振动、夯实、排气等工序，制成砂型。
PART 06
砂型铸造案例分析
REPORTING
案例一：某复杂铸件的生产过程
总结词
工艺流程复杂
详细描述
由于该铸件结构复杂，对铸造技术要求较高，需要采用特 殊的铸造工艺和材料，以确保铸件的质量和性能。
详细描述
该案例介绍了某复杂铸件的生产过程，涉及到模具设计、 砂型制备、浇注、冷却和清理等工艺流程，其中每个环节 都需要精细的操作和严格的质量控制。
总结词
环保与可持续发展
总结词
智能化与自动化趋势
详细描述
该案例介绍了智能化与自动化在新型砂型铸造技术中的应 用趋势，通过引入智能化技术和自动化设备，可以提高铸 造生产的效率和稳定性，降低人工成本和操作风险。
THANKS
感谢观看
REPORTING
砂型铸造
第二节砂型铸造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。
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按砂箱特征区分铸型由上型和下型组成，造型、起模、修型等操作方便适用于各种生产批量，各种大、中、小铸件铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。
三箱造型费工，应尽量避免使用主要用于单件、小批量生产具有两个分型面的铸件在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资。
但造型费工，而且要求操作者的技术水平较高常用于砂箱数量不足，制造批量不大的大、中型铸件铸型合型后，将砂箱脱出，重新用于造型。
浇注前，须用型砂将脱箱后的砂型周围填紧，也可在砂型上加套箱主要用在生产小铸件，砂箱尺寸较小按模样特征区分模样是整体的，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、生产率低用于单件或小批量生产分型面不是平面的铸件为了克服挖砂造型的缺点，先将模样放在一个预先作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。
操作简便，分型面整齐用于成批生产分型面不是平面的铸件将模样沿最大截面处分为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。
造型简单，节省工时常用于最大截面在中部的铸件铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。
制模时将此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。
砂 型 铸 造
砂型铸造
5)退让性
退让性是指铸件凝固和冷却过 程中产生收缩时型砂或芯砂能被压 缩、退让的能力。若型砂或芯砂退 让性不足，则将产生内应力、变形 和裂纹等缺陷。
砂型铸造
2. 型砂和芯砂的组成
型砂和芯砂通常是 由原砂、黏结剂、水和 附加物按一定比例混制 而成的。
砂型铸造
1)原砂
原砂主要成分是石英，它是型砂或芯砂的主体。石英的 含量、颗粒形状、粒度（颗粒大小与均匀程度）等对型砂或 芯砂的性能影响很大。原砂粒度大，粒形圆球度高，型砂或 芯砂耐火性高；原砂为多角粒形，大小不一，不但耐火性差， 型砂或芯砂的透气性也差。另外，原砂的含泥量（极细砂粒 和非黏土质点）和杂质含量（长石、云母等）高，会引起型 砂或芯砂性能恶化。
砂型铸造
4)耐火性
耐火性是指型砂或芯砂承受高温作用的能力。耐火性好， 型砂或芯砂在高温液态金属作用下不易被烧结，铸件不会产 生黏砂缺陷。耐火性与型砂或芯砂中的石英含量关系最大， 含石英量越多，耐火性越好。此外，型砂或芯砂粒度越大， 耐火性越好。
由于砂芯多置于铸型型腔内部，浇注后周围被熔融金属包 围，因此，对芯砂的性能要求尤其是耐火性要求比型砂高。
砂型铸造
图1-2 常用两箱造型的铸型示意图 1—上砂箱； 2—型腔； 3—上型芯 头； 4—通气孔； 5—冒口； 6—外 浇口； 7—直浇道； 8—横浇道； 9—型砂； 10—内浇道； 11—冷铁； 12—下型芯头； 13—分型面； 14—下砂箱
砂型铸造
1.3 造型
造型时可根据铸件的形状、大小和生产批量选择造型方法。 造型的方法可分为机器造型和手工造型两大类。机器造型中的填 砂、紧实、起模等基本操作都已实现机械化，生产率高，铸件质 量高，质量稳定，易于组织自动流水线生产，大大减轻了工人劳 动强度，适于成批、大量生产。手工造型成本低，操作灵活，适 应性强，生产准备工作简单；但生产率低，质量不稳定，工人劳 动强度高，主要用于单件、小批量生产及新产品试制等。下面只 介绍手工造型。
工程材料-(砂型铸造)
技术方案确定:
造型方法
铸造工艺
思考题
P210 8-7
习题8-7a 轴承 铸件分型方案 （大批量）
下 下
上 上
上下
?
上 下
? 活块造 型
下 下
上 上
大批量生产宜 采用机器造型, 机器造型为两 箱造型。
下 上
浇注位置示意（水平浇铸）
习题8-7b 调整座 分型方案（大批量）
方案1
方案1
第一步：型（芯）砂的制备
型(芯)砂由原砂、粘结剂、水及其它附加物混制 分为：粘土砂、水玻璃砂、树脂砂 (P180) 技术要求：型（芯）砂
具有一定的强度、透气性、 退让性和溃散性等。
砂型质量的影响因素：
A. 型砂的影响：
a) 原砂的粒度状况、形状
一般认为：粒度在小尺寸范围呈正态分布，有利于
砂型强度的提高，但透气性较差。
➢ 具有所要求的化学成分 ➢ 杂质含量低 ➢ 具有所需要的温度
常用设备：冲天炉、反射炉、
A. 铸铁的熔炼 电弧炉、工频炉等。
冲天炉
冲天炉熔炼：通过焦炭的燃 烧放热使固体金属炉料熔化 并过热后成为液态金属。
出炉以浇注
B. 铸钢合金的熔炼
常用设备：电弧炉、感应电炉、平炉
C. 有色合金的熔炼
对设备要求：
B. 最小铸出孔：最小孔直径和经济性原则。
C. 起模斜度：取决于立壁高度、造型方法和模样材 料等因素，一般15’-3°。 内外壁有分（内壁3-10° ）。
铸件的起模斜度示意
D. 收缩率：模样尺寸放大率K=(Lp-Lc)/Lp*100％
➢ 经验数据（HT：0.7-1%；ZG1.3-2.0 % ）
E. 型芯头：芯头关系到装配的工艺性和稳定性。
砂型铸造
最简单的检验方法是:用手抓一把型(芯)砂，捏成团后把 手掌松开，如果砂团不松散也不黏手，手印清楚，掰断时断 面不粉碎，则可认为砂中黏土与水分含量适宜
4.涂料及扑料
涂料及扑料不是配制型(芯)砂时加入的成分，而是涂(干 砂型)或扑(湿砂型)在铸型表面，以降低铸件表面粗糙度数值， 防止产生黏砂缺陷
(3)要具有较高的耐火度 型(芯)砂经受高温热作用的能力称为耐火度 耐火度主要取决于砂中SiO2的含量，若耐火度不够，就
会在铸件表面或内腔形成一层粘砂层，不但清理困难、影响 外观，而且为机械加工增加了困难。
(4)要具有一定的退让性 铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂能被压缩、退
让的性能称为退让性
两箱造型的铸件
18
挖砂造型 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 。
仅用于形状较复杂铸件的单件生产
19
挖砂造型
20
假箱造型
当挖砂造型生产的铸件有一定批量时，为了避免每型 挖砂，可采用假箱造型，其过程如图1所示
5.铸型的紧固
浇注时，金属液充满整个型腔，上型将受到金 属液的浮力，芯头所受金属液浮力也作用到上型， 这两个力使上型抬起，使铸件产生跑火缺陷。
因此，合型后，浇注前要将铸型紧固，常见的 砂型紧固方法有:压铁紧固、卡子紧固、螺栓紧固
铸件生产
铸件生产即铸铁生产工艺流程，如图4-7所示 熔化金属可用专用熔化炉，如灰口铸铁用冲天炉，有 色金属用坩埚炉，铸钢用电炉 将液态金属浇入铸型的过程称为浇注 铸件冷却到一定温度后，即可开箱，进行落砂清理 铸件经清理、检验后即可成为毛坯 对铸件进行时效处理(人工时效处理或自然时效处理) 后即可进行机加工
砂型铸造
二、砂型铸造
成形工艺基础－铸3
55
二、砂型铸造
零件图 活块造型
铸件
模样
(a)造下型、拔出钉子
(b)取出模样主体
(c) 取出活块
1-用钉子连接活块 2-用燕尾连接活块
二、砂型铸造
活块造型
二、砂型铸造
挖沙造型的模样是整体的，但铸件分型面为曲面。为便于起模， 造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、其造型费工、生产率低 ，工人技术水平要求高。用于分型面不是平面的单件、小批 生产铸件。
分模造型适用于形状复杂的铸件，如套筒、 管子和阀体等。
二、砂型铸造
分模造型
二、砂型铸造
(3)活块模造型
模样上可拆卸或能活动的部分叫活块。 当模样上有妨碍起模的侧面伸出部分(如 小凸台)时，常将该部分做成活块。起模时， 先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块 单独取出，这种方法称为活块模造型。 用钉子连接的活块模造型时，应注意先将 活块四周的型砂塞紧，然后拔出钉子。
刮板是一块和铸件截面形状相适应的木板。 造型时将刮板绕着固定的中心轴旋转，在砂型中 刮制出所需的型腔，如下图所示。
二、砂型铸造
(a)皮带轮铸件
(b)刮板
(c)刮制下型
(d)刮制上型
皮带轮铸件的刮板造型过程
(e)合型
二、砂型铸造
假箱造型：假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先 做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不参予浇 注，故称假箱。比挖砂造型操作简单，且分型面整齐。适用于 成批生产中需要挖砂的铸件。
二、砂型铸造
零件图
(a)造下型
(b)翻下型、 挖修分型面
(c)造上型、敞箱、 起模
(d)合箱
(e)带浇口的铸件
砂型铸造原理
砂型铸造原理嘿，咱来讲讲砂型铸造的原理。
你可以把砂型铸造想象成做一个沙子做的模具，然后用这个模具做出金属的东西。
先从沙子开始说，这可不是普通的沙子，是有特殊配方的铸造用砂。
它就像一群听话的小颗粒，能够按照我们的想法组合在一起。
我们要做一个模具，就得先有个模型。
这个模型就像一个样板，它的形状就是我们最后想要的金属件的形状。
把这个模型放在一个盒子里，然后把铸造砂填进去，就像把模型埋在沙子里一样。
这时候要把沙子压实，让它们紧紧地贴在模型的表面。
压实的沙子就像一个坚固的外壳，能够保持形状。
然后把模型从沙子里取出来，这样就留下了一个和模型形状一模一样的空腔。
这个空腔就是用来装金属液的。
接着就是把金属加热融化。
金属液就像一锅滚烫的岩浆，充满了能量。
把这滚烫的金属液小心地倒进刚才做好的砂型空腔里。
金属液会填满整个空腔，就像水会填满一个瓶子一样。
这时候，沙子模具就像一个容器，把金属液限制在特定的形状里。
等金属液冷却下来，它就会凝固成和空腔一样形状的金属件。
就像水冻成了冰块，变成了我们想要的形状。
在这个过程中，沙子模具起到了关键的作用。
它不仅能给金属液提供形状，还能承受金属液的高温。
而且铸造砂的透气性也很重要。
就像人需要呼吸一样，在金属液冷却的过程中，里面的气体需要排出来。
铸造砂的透气性好，气体就能顺利地跑出去，不然金属件里就会有气泡，影响质量。
砂型铸造就像一场神奇的魔法。
从一堆沙子开始，经过一系列的操作，最后变成了一个坚固的金属件。
在工业生产中，很多零件都是用砂型铸造做出来的。
比如一些机械零件、汽车零件等等。
它是一种很古老但又很实用的工艺，就像一个老工匠的手艺，虽然看起来简单，但里面蕴含着很多的技巧和经验。
砂型铸造名词解释
砂型铸造名词解释
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砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，它使用砂型作为铸造模具。
以下是一些砂型铸造中常用的术语和它们的解释：
砂型：用于制造铸件的模具，由压实的砂和粘结剂制成，通常用于铸造复杂形状的零件。
砂芯：一种用于铸造内腔或管道的砂型，通常由砂芯盒制成，可以在铸件中留下空腔或管道。
浇口：用于浇铸熔融金属的开口，通常位于铸件最高点，以确保铸造金属可以顺利地进入模具。
浇道：将熔融金属引导到浇口的通道，通常设计成逐渐变窄的形状，以确保铸造金属的流动速度不会过快。
顶杆：一种用于支撑砂型和砂芯的杆，通常由金属制成。
喷浆：用于加固砂型表面的混合物，通常由石膏和水混合而成。
焊接线：在制造砂型时用于组装模具的线，通常由金属或塑料制成。
粘结剂：将砂子粘合在一起的物质，通常是天然树脂、化学树脂或水玻璃等。
砂型盒：用于制造砂型的模具，通常由两部分组成，分别为上模和下模。
脱模剂：一种用于防止铸件粘在砂型上的物质，通常是涂在模具表面的一种化学物质。
砂型铸造的介绍
砂型铸造的介绍砂型铸造是一种常见且重要的金属成型工艺，广泛应用于各个领域。
它是一种以砂为模型材料，通过铸造工艺制造金属零件的方法。
砂型铸造具有成本低、适用范围广、生产效率高等优点，成为了制造业中不可或缺的一环。
砂型铸造的制作过程相对简单，成本较低。
制作砂型所需的原材料主要是砂和粘结剂。
砂是一种常见的自然材料，易得且价格低廉。
粘结剂的种类也较多，可以根据不同的金属材料选择合适的粘结剂。
通过将砂和粘结剂混合，制作成砂型，然后将金属熔化倒入砂型中，待金属冷却凝固后，取出砂型，即可得到所需的金属零件。
相比其他成型工艺，砂型铸造的原材料成本较低，适用于大规模生产。
砂型铸造的适用范围广。
无论是铁、钢、铝、铜等常见金属，还是镍、锌、锡等稀有金属，砂型铸造都可以胜任。
不同金属材料的熔点、流动性等特性各异，通过调整砂型的制作工艺和粘结剂的类型和比例，可以适应不同金属的铸造要求。
此外，砂型铸造还可以制作出形状复杂、结构繁琐的零件，满足工业生产对于零件形状、尺寸和表面质量的要求。
砂型铸造具有生产效率高的特点。
相比其他铸造工艺，砂型铸造的生产周期相对较短。
一方面，砂型的制作过程简单，不需要复杂的设备和工艺。
另一方面，砂型的制作可以与金属熔炼和浇注同时进行，提高生产效率。
此外，砂型铸造还可以批量生产相同或类似的零件，进一步提高生产效率和降低成本。
砂型铸造虽然有很多优点，但也存在一些局限性。
首先，由于砂型的材料和制作工艺限制，砂型铸造不能制作太大体积的零件。
其次，砂型铸造的表面质量相对较差，需要进一步的加工和处理。
此外，砂型铸造还有一定的缺陷率，需要进行严格的质量控制和检测。
砂型铸造是一种重要的金属成型工艺，具有成本低、适用范围广、生产效率高等优点。
它在各个领域都有广泛的应用，为工业生产提供了可靠的零件制造解决方案。
随着科学技术的不断进步，砂型铸造工艺也在不断发展和创新，为未来的制造业发展提供更多可能性。
砂型铸造知识点总结
砂型铸造知识点总结1. 砂型铸造的原理砂型铸造是通过在石膏、粘土或硅树脂等材料制成的模具中，倒入熔化的金属，并在金属凝固后将模具破碎，得到所需的铸件。
它的原理是利用砂型的柔软和易于成型的特点，将其用于金属铸造，通过对砂型内部空腔和外部形状进行加工，以得到所需的铸件。
2. 砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程主要包括模具制备、浇注、凝固冷却、脱模等几个步骤。
首先是对模具进行制备，通常使用湿砂型和干砂型两种方式。
然后是浇注，将熔化的金属倒入模具中，填满模具腔室。
接着是凝固冷却，待金属完全凝固后，可以进行脱模，将铸件从模具中取出，再进行后续的处理。
3. 不同类型的砂型铸造根据模具的不同，砂型铸造可以分为湿砂型和干砂型两种类型。
湿砂型是指在模具制备过程中，使用湿润的黏土或粘合剂拌合成模砂，然后将模砂填充到模具中，经过成型、干燥等步骤，最终形成砂型。
干砂型则是指使用无机粘结剂或有机粘结剂与干净的石英砂混合，制成模砂，经过振实、成型等步骤，形成模具。
4. 砂型铸造中的砂型材料砂型铸造中使用的砂型材料主要是石英砂、河砂等天然砂，以及黏土、石膏和硅树脂等粘合剂。
石英砂具有颗粒间的细腻、坚硬、高温抗性好等特点，是最常用的砂型材料。
而粘合剂的选择则取决于铸件的要求和生产的具体条件。
5. 砂型铸造中的缺陷和质量控制在砂型铸造中，常见的缺陷主要有气孔、砂眼、夹杂、收缩孔等。
这些缺陷的产生，通常与砂型的制备、浇注过程、金属凝固等相关。
因此，对于砂型铸造的质量控制至关重要，需要从原材料质量、工艺参数、操作技术、设备状态等方面进行全面管理和控制。
6. 砂型铸造的应用领域砂型铸造广泛应用于各种机械零部件、汽车零部件、船舶零部件、航空航天零部件等领域。
由于其工艺简单、成本低、适用范围广泛，因此在制造业中仍具有重要的地位。
7. 砂型铸造中的技术要点在砂型铸造的过程中，需要注意一些技术要点，以确保铸件的质量。
比如，在模具制备过程中，要注意砂型的成型和干燥，以免产生砂眼和气孔；在浇注过程中，要控制合金的温度和浇注速度，以免产生夹杂和收缩孔；在凝固冷却过程中，要控制冷却速度，以保证金属的组织结构和性能。
第三章砂型铸造
一．要求旳机械加工余量和最小铸孔
机械加工余量-为铸件预先增长要切去旳金属层厚度。 余量大小与合金种类、铸造措施、铸件旳大小等有关， 按GB/T6414—1999旳要求选用。
生产批量
大量生产 成批生产 单件、小批生产
最小铸出孔直径（mm）
灰铸铁件
12～15 15～30 30～50
铸钢件
30～50 50
一. 铸件成形工艺分析 ①根据给定零件图纸，了解铸件名称、使用功能、材料牌
号及技术要求； ②分析零件主要轮廓尺寸、壁厚大小及分布、主体构造及
形状复杂程度。
例题
一. 铸件成形工艺分析： 零件为薄环状构造，受力不大（主要是在压入与之相配旳 零件内时旳装配力），应确保：（1）内尺寸精确； （2）刻线分度精确；（3）外形光洁无缺陷。
零件图
铸造工艺图
铸件图
第一节 造型措施旳选择
一、手工造型 用于单件、小批生产。特大型铸件造型。 二、机器造型 合用于中、小型铸件旳成批、大批量生产。
第二节 浇注位置和分型面旳选择
一. 浇注位置选择原则 (1).铸件旳主要加工面应朝下 (2).铸件旳大平面应朝下
平板铸件
(3).为预防铸件薄壁部分产生 浇不到、冷隔缺陷，应将面积 较大旳薄壁部分置于铸型下部
第三章 砂型铸造
一、砂型铸造旳特点： 1.适合于制成形状复杂，尤其是具有复杂内腔旳毛坯，如 多种箱体、床身、机架等。 2.适应性广，成本低 。 3.对于某些塑性很差旳材料，如铸铁等，砂型铸造是制造 其零件或毛坯旳唯一成形工艺。
二、主要过程: 1.造型和制芯直到装配，得到铸型（型腔）； 2.金属熔炼—得到成份、温度合格旳金属液； 3.浇注，冷却凝固； 4.清理，检验。得到不同形状、性能要求旳铸件造。
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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第三章砂型铸造
1 导言
砂型铸造是一种传统的铸造方法。
铸造方法还有其他许多种类，如：熔模制造、金属型制造、压力铸造、离心铸造等等。
但是由于砂型铸造适用与各种形状、大小、批量及各种合金的铸件生产，生产较为灵活，所以，迄今为止也是比较常用的铸造方法。
掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。
2 铸造工艺方案的内容
本章内容围绕铸造工艺方案的制定展开的。
工艺方案内容：铸件结构分析；工艺方案的确定；工艺参数的确
定；型芯设计；浇注系统设计；出气冒口、补缩
毛口、绘制铸造工艺图；绘制锻件图。
铸件结构分析: 符合铸造生产的工艺要求、技术经济合理。
工艺方案的确定包括：铸造方法的选择、
造型及造芯方法的选择、
浇注位置的选择、
分型面的选择。
3砂型铸造的基本概念
以型砂和芯砂为主要造型材料制成铸型，液态金属在重力作用下充填铸型来上产铸件的方法。
4 砂型铸造的主要工序
主要工序：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验。
教学方法
引导学生学习砂型铸造的兴趣
以铸件工艺方案的确定为主要思路，展开本节课的内容。
利用一典型件成型过程的录像来引导学生理解砂型铸造的概念。
通过一典型带型腔的套筒铸件的铸造过程说明砂型铸造的主要工序
5特点：
①砂型铸造适合于各种金属的铸造生产;
②对铸件的尺寸、形状基本没有限制;
③工装设备简单，成本低，适合各种生产形式。
6砂型铸造的方法
（1）手工造型
特点：操作灵活、大小铸件均可，通过两箱或三箱造型等方法制出外廓及内型复杂的铸件。
（2）机器造型
本质：将紧砂和起模等主要工序实现机械化。
特点：制造整体的专用模具，一般为两箱造型；生产效率高，劳动条件好，铸件尺寸精确，表面光滑，加工余量小。
7手工造型方法
手工造型操作灵活，大小铸件均可适用，可采用各种模样及型芯、通过两箱、三箱造型等方法制出外廓及内型形状复杂的铸件整模造型
分模造型
挖沙造型特点：每造一次铸型需挖沙一次，造型效率低。
适用范围：单件、小批量的生产
假箱造型特点：与挖沙造型相比，假箱造型效率更高，但需专
门制作假箱或成型第板。
教学方法
手工造型方法是重点内容。
利用多媒体手段播放几种造型方法的动画，一边放动画一边讲解。
并解释清楚几种造型方法的特点及应用范围。
前面图例中讲过
套筒铸件的砂型铸造过程
适用范围：尽适用于成批生产
活块造型有型槽的铸件
刮板造型特点：用刮板代替实体模样造型，可节省大量木材，
减少制模所需费用，缩短生产周期。
之间尺寸
越大，上述有点越显著。
适用范围：大中型回转体的单件生产。
三箱造型有上、中、下三个箱体。
不适于机器造型。
8机器造型方法
将紧砂和起模等主要工序实现机械化
（1）主要方法有：
震压造型方法
微震压实造型
高压造型
射压造型
空气冲击造型
抛砂造型
（2）震压造型机的工作过程
a) 填砂打开砂斗门，向沙箱中放满型砂
b) 震击紧砂先使压缩空气从进气口进入震击气缸底部，活塞上升过程中关闭进气孔，接着又打开排气口，使工作台与震击气缸顶部发生一次震击，如此反复冲击，时砂型在惯性力的作用下被初步紧实。
c)辅助压实由于震击后砂箱上层的型砂紧实度仍然不足，还必须进行辅助压实。
此时，压缩气缸从进气口2进入气缸底部，压实活塞带动砂箱上升，在压头的作用下，使型砂受到压实。
d) 起模当压缩空气推动的压力油进入起模油缸，四根顶杆平稳地将砂箱顶起，从而使砂箱与模样分离。
机器造型通常采用两箱造型。
机器造型不能紧实中箱，故不能进行三箱造型。
同时，机器造型也应尽量避免适用活块。
9造型方法选择原则教学方法
将震击造型机工作过程的图例展示给学生。
将四个动作过程阐述清楚。
1）生产批量的大小；2）生产率的要求；3）铸件的复杂程度；4）工厂的设备条件；
10 总结
砂型铸造的基本概念手工造型的方法
震压式造型的原理。