材料成形技术基础(课堂PPT)

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§5-1 砂型铸造
• 选择分型面应方便起模和简化造型工序。尽可能减少分型 面和活块的数目，如图为不合理的三通分型面方案。
芯头
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§5-1 砂型铸造
此外，分型面应尽可能平直，如图的起重臂的分型方案，采 用（b）方案分模造型，可避免挖砂或假箱造型如图（a）。
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§5-1 砂型铸造
• 分型面的选择应考虑尽可能减少型芯的数目，如图为接头铸件的分型 面方案。按图方案（a）其内孔的形成需要型芯；而按方案（b）是通 过自带型芯来形成，省去了造芯工序及芯盒费用。
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§5-1 砂型铸造
不铸出的孔和槽
用红“X”表示，剖面处涂以红色（或细网纹格表示）
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§5-1 砂型铸造
型芯
用蓝线划出芯头，注明尺寸，不同型芯用不同剖面线。 型芯应按下芯顺序编号。
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§5-1 砂型铸造
活块
用红线表示，并注明“活块”
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§5-1 砂型铸造
型芯撑
用红色或蓝色表示
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§5-1 砂型铸造
第五章 凝固成形技术
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§5-1 砂型铸造
砂型铸造是一种最基本的铸造方法，其工艺过程有制造 模型和芯合、混砂、造型和造芯、烘干合箱、熔化几个步 骤。
一、造型方法： 造型是砂型铸造的重要工序，大体分手工和机器造型两 大类。手工造型主要用于单件或小批量铸件的生产， 而机器造型则主要用于大批量的铸件制造。
浇注系统
直浇道பைடு நூலகம்
用红线绘出，并注明主要尺寸
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§5-1 砂型铸造
冷铁
用绿色或蓝色绘出，注明“冷铁”
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§5-1 砂型铸造
下图为设计好的铸造工艺图。 它主要用于指导生产准备、 制造模型和铸型、及验收铸件。
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§5-1 砂型铸造
绘制铸造工艺图是进行铸造工艺设计的核心，通常按以下骤 和原则进行。
1.浇注位置和分型面的选择原则 ① 浇注位置的选择
卷扬筒浇注位置
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§5-1 砂型铸造
② 分型面的选择原则
• 尽可能将铸件的重要加工 面或大部分加工面及加工 基准面置于同一砂箱中， 以保证其精度。如图为一 床身铸件，其顶部为加工 基准面、导轨部分属于重 要加工面，若采用分型方 案（b），错箱对铸件精度 影响很大。而方案（a）在 凸台处增加一个外型芯以 便整模造型，使其加工面 和加工基准面处于同一砂 箱内，以保证铸件的尺寸 精度，是床身大批量生产 时的合理方案。
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§5-1 砂型铸造
2. 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。
根据紧砂原理的不同，机器造型分为震压造型、微震 压实造型 、高压造型 、射砂造型 、抛砂紧实造型等。
浇注系统的组成 29
§5-1 砂型铸造
浇注系统的分类： ① 按内浇道位置来分有顶注式、中注式、底注式及阶梯式等
类型。
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§5-1 砂型铸造
a）顶注式浇注系统 它的优点是容易实现顺序凝固和进行补缩；缺点是金属液对铸型的冲
击大，易产生飞溅、氧化和卷入空气。只适合于高度不大、形状简单、 薄壁或中等壁厚的铸件采用，不适宜于易氧化合金的铸件。 b）中注式浇注系统
其横浇道和内浇道均开设在分型面上，易于操作，并便于控制金属液 的流量分布和铸型的热分布。所以这种型式的浇注系统广泛应用，主要 用于重量中等、高度不大和壁厚也中等的铸件。 c）底注式浇注系统
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§5-1 砂型铸造
如图为车床床身的浇注位置：床身的导轨面是关键部分，要求组织致 密且不允许有任何铸造缺陷，因此通常采用导轨面朝下的浇注位置。
上
a）床身浇注位置
b）卷扬筒浇注位置 20
§5-1 砂型铸造
• 将铸件的大平面朝下，以免在此面上出现气孔和夹砂等缺陷。因为在 金属液的充型过程中，灼热的金属液会对砂型上表面有强烈的热辐射 作用，使该表面的型砂拱起或开裂，导致金属液钻进裂缝处，这将使 铸件的该表面产生夹砂缺陷，如图所示，方案（b）则可以防止这种 缺陷。
c）
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§5-1 砂型铸造
二、砂型铸造工艺设计： 浇注位置、分型面及分模面 上 上
中 下
中
下 用蓝线或红线和箭头表示，其中汉字及箭头表示浇注位 置，直线尾端开叉表示分模面，曲折线表示分型面。
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§5-1 砂型铸造
机械加工余量和起模斜度 上 下
用红线划出轮廓，剖面处涂以红色（或细网纹格）加 工余量值用数字表示，有起模斜度时，一并画出。
b）
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§5-1 砂型铸造
• 分型面的选择，应便于下芯、扣箱（合型）及检查型腔尺寸。如图方 案a）无法检查铸件厚壁是否均匀；而方案b）通过增设一中箱，可在 扣箱前检查壁厚以保证铸件壁厚均匀。
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§5-1 砂型铸造
2.浇注系统设计 浇注系统是指将金属液引入铸型内所经过的一系列通道。 一般由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。
浇注位置是指铸件在浇注时、在铸型中所处的空间位置 。浇注位置的正确与否，对铸件的质量影响很大，因 此应考虑以下几个原则：
• 铸件的重要加工面或质量要求高的面，尽可能置于铸 型的下部或处于侧立位置。因为在液体金属的浇注过 程中，其中的气体和熔渣往上浮；而且由于静压力较 小的原因也使铸件上部组织不如下部的致密。
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§5-1 砂型铸造
震压造型
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§5-1 砂型铸造
微震压实造型
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§5-1 砂型铸造
高压造型
压力油
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§5-1 砂型铸造
射砂造型
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§5-1 砂型铸造
抛砂紧实造型
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§5-1 砂型铸造
3.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。
1. 手工造型： 手工造型操作灵活、大小铸件均能适应。手工造型对 模型的要求不高，一般采用成本较低的木模。对于尺 寸较大的回转体或等截面的铸件，还可以采用成本更 低的刮板造型法。因此，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。
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§5-1 砂型铸造
• 具有大面积薄壁的铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部或处于侧立位 置，以免产生浇不足和冷隔等缺陷。如图所示。
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§5-1 砂型铸造
• 为防止铸件产生缩孔缺陷，应把铸件上易产生缩孔的厚大部位置于铸 型顶部或侧面，以便安放冒口进行补缩。如图中的卷扬筒，其厚端位 于顶部是合理的。