砂型铸造
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43
二、砂型铸造
44
二、砂型铸造
射砂紧实
主要用于 大批量生产的中、小型简 单铸件和造芯。射砂机工 作原理由储气筒中迅速进 入到射膛的压缩空气，由 射砂孔将型砂高速射入芯 盒的型腔中进行紧实，而 压缩空气则从射头和芯盒 的排气孔排出。射砂过程 在较短的时间内同时完成 填砂和紧实，生产率极高， 应用广泛。
二、砂型铸造
制芯
形状简单的大、中型型芯，可用粘土砂来制造。但 对形状复杂和性能要求很高的型芯来说，必须采用特殊 粘结剂来配制，如采用油砂、合脂砂和树脂砂等。 另外，型芯砂还应具有一些特殊的性能，如吸湿 性要低（以防止合箱后型芯返潮）；发气要少（金属浇 注后，型芯材料受热而产生的气体应尽量少）；出砂性 要好（以便于清理时取出型芯）。 型芯一般是用芯盒制成的，其开式芯盒制芯是常 用的手工制芯方法，适用于圆形截面的较复杂型芯。
成形工艺基础－铸3 45
二、砂型铸造
成形工艺基础－铸3
46
二、砂型铸造
抛砂造型
制造大、中 型铸件或大型型芯时，常采 用抛砂机进行抛砂造型紧实。 抛砂机工作原理如图 所示。 是利用抛砂机机上电动机驱 动的高速旋转叶片，连续地 将传送带运来的型砂在机头 内初步紧实，并呈团状在离 心力作用下被高速地抛入砂 箱中作进一步紧实，同时完 成填砂和紧实，所以生产率 高，型砂紧实度均匀。
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、浇注系统沿分型面与底板联结成一体 的专用工装，一般采用金属材料制造。有 单面模板和双面模板之分。 2. 不能采用三箱造型和活块造型。
二、砂型铸造
机器造型
手工造型生产率低，铸件表面质量差， 要求工人技术水平高，劳动强度大，因此在批 量生产中，一般均采用机器造型。 机器造型是把造型过程中的主要操作---紧砂与起模实现机械化。根据紧砂和起模 方式不同，有气动微震压实造型、射压造型、 高压造型、抛砂造型。
二、砂型铸造
地坑造型
地坑造型结构
二、砂型铸造
地坑造型
二、砂型铸造
制芯
为获得铸件的内腔或局部外形，用芯砂或其他材 料制成的、安放在型腔内部的铸型组元称型芯。绝大 部分型芯是用芯砂制成的。砂芯的质量主要依靠配制 合格的芯砂及采用正确的造芯工艺来保证。 浇注时砂芯受高温液体金属的冲击和包围，因此 除要求砂芯具有铸件内腔相应的形状外，还应具有较 好的透气性、耐火性、退让性、强度等性能，故要选 用杂质少的石英砂和用植物油、水玻璃等粘结剂来配 制芯砂，并在砂芯内放入金属芯骨和扎出通气孔以提 高强度和透气性。
47
二、砂型铸造
用机器代替手工进行造型(芯),称机器造 型(芯).
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组 成了不同的造型机。
成形工艺基础－铸3
48
二、砂型铸造
造型机的种类很多，按紧砂方法不同可分:
震ห้องสมุดไป่ตู้式造型机；
震实式造型机；
压实式造型机；
射压式造型机； 及气冲式造型机等。
49
二、砂型铸造
1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、 压实机构、起模机构和控制系统组成。 多通过震击和压实紧实型砂，绝大部分都是 边震边压。震击压实都采用气动,为高频率低 振幅的微振形式,铸型硬度均匀. 所有机器都带有起模结构，起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便 、投资较小，适用于各种材质小件的造型。
两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造 型、组芯造型； 根据模样的不同特征：
整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造 型、活块造型、刮板造型。
二、砂型铸造
(1) 整模造型
整模造型的特点是：模样是整体结构，最 大截面在模样一端为平面；分型面多为平面； 操作简单。整模造型适用于形状简单的铸件， 如盘、盖类 等。
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。
二、砂型铸造
利用预制的成形底板或假箱来代替挖砂造型中所挖去 的型砂，如下图所示。
假箱造型
用假箱和成形底板造型 a) 假箱 b)成形底板 1-假箱 2-下砂型 3-最大分型面 4-成形底板
二、砂型铸造
(8) 地坑造型
直接在铸造车间的砂地上或砂坑内造型的 方法称为地坑造型。 大型铸件单件生产时，为节省砂箱，降低 铸型高度，便于浇注操作，多采用地坑造型。 下图为地坑造型结构，造型时需考虑浇注 时能顺利将地坑中的气体引出地面，常以焦炭、 炉渣等透气物料垫底，并用铁管引出气体。
二、砂型铸造
机器造型（芯） 按紧实的方式不同，可
分为：震击造型、压实造型、射砂造型 和抛砂造型4种基本方式。
成形工艺基础－铸3
40
二、砂型铸造
• 紧砂过程分2步， 即先震击紧实再压实紧实， 如图6-16所示 。砂箱填砂后，震击活塞将工作台连同砂箱 举起一定高度，然后下落，与缸体撞击，依 靠型砂下落时的冲击力产生紧实作用。型砂 紧实度分布规律与压实造型相反，越接近模 底板型砂紧实度越高，因此可以将震击造型 与压实造型联合使用。
型砂配制
合金溶炼
模样制作 芯盒制作 造型 合型 制芯
芯砂配制 生产工艺流程图
浇注
落砂
清理
检验
铸件
二、砂型铸造
二、砂型铸造
砂型铸造按造型方法分为： 手工造型
手工造型是用手工或手动工具完成的造型 工序。
机器造型
二、砂型铸造
常 用 手 工 造 型 工 具
二、砂型铸造
• 手工砂型铸造
是铸造生产中常用的造
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 挖沙造型
(d)合箱
(e)带浇口的铸件
手轮的挖砂造型过程
二、砂型铸造
三箱造型
用三个砂箱制造铸型的过程称为三箱造型。前述 各种造型方法都是使用两个砂箱，操作简便、应用广 泛。但有些铸件如两端截面尺寸大于中间截面时，需 要用三个砂箱，从两个方向分别起模。
铸造工艺学
株洲南方航空高级技工学校 向前
讲授内容
一、铸造概述 二、砂型铸造 三、造型材料 四、浇注系统 五、铸造合金及其熔炼 六、铸造工艺设计 七、铸造缺陷的分析、检验和修补 八、特种铸造
二、砂型铸造
铸造可分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造的 应用最为广泛： 砂型铸造——90%以上 特种铸造——铸件性能较好，精度高，效率高。
41
震击造型
二、砂型铸造
42
二、砂型铸造
压实造型
• 压实造型是利用压头的压力将砂箱的型 砂紧实，紧砂过程分2步，先震击紧实再压 实紧实。压实造型示意图如图6-17所示。先 把型砂填入砂箱，然后压头向下将型砂紧实 ，辅助框是用来补偿紧实过程中型砂被压缩 的高度。压实造型生产率高，但型砂沿高度 方向的紧实度不够均匀，一般越接近底板， 紧实度越差，因此适用于高度不大的砂箱。
50
二、砂型铸造
气动微振压实造型机,它采用振击(频率 150～500次/分,振幅25～80mm)－压实-微振(
频率700～1000次/分,振幅5～10mm)来紧实
造型。这种造型机噪音较小,型砂紧实度均匀
,生产率高.
51
二、砂型铸造
52
二、砂型铸造
53
二、砂型铸造
射压式造型机
有两种机型，一种是垂直分型无 箱造型机，另一种是水平分型脱箱造型机。 其共 同的特点是：不用砂箱，节省工装费用，占地面 积较小。
垂直分型无箱造型是指在造型、下芯、合型及 浇注过程中，铸型的分型面呈垂直状态（垂直于 地面）的无箱射压造型法。
54
二、砂型铸造
成形工艺基础－铸3
55
二、砂型铸造
三箱造型
二、砂型铸造
铸件图
模样
(a)造下箱
(b)翻箱、造中箱
(c)造上箱 三箱造型
(d)依次取箱 带轮的三箱造型过程
(e)下芯合型
二、砂型铸造
三箱造型
二、砂型铸造
(6)刮板造型 尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞 轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加 工时间及费用，可以采用刮板造型。 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)
(b)
(c)
对开式芯盒制芯
(d)
(e)
(a)准备芯盒 (b)夹紧芯盒，分次加入芯砂、芯骨，舂砂 (c)刮平、扎通 气孔 (d)松开夹子，轻敲芯盒 (e)打开芯盒，取出砂芯，上涂料
二、砂型铸造
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。 优点：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。 缺点：机器造型所用的造型设备和工艺装备
二、砂型铸造
(a)皮带轮铸件
(b)刮板
(c)刮制下型
(d)刮制上型
(e)合型
皮带轮铸件的刮板造型过程
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。 假箱造型
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。
二、砂型铸造
二、砂型铸造
各触头能随着模样各部分的高低压入不同的深度，使砂型的紧实度大体均匀
二、砂型铸造
二、砂型铸造
抛砂造型
制造大、中 型铸件或大型型芯时，常采 用抛砂机进行抛砂造型紧实。 抛砂机工作原理如图 所示。 是利用抛砂机机上电动机驱 动的高速旋转叶片，连续地 将传送带运来的型砂在机头 内初步紧实，并呈团状在离 心力作用下被高速地抛入砂 箱中作进一步紧实，同时完 成填砂和紧实，所以生产率 高，型砂紧实度均匀。
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
2-用燕尾连接活块
(c) 取出活块
1-用钉子连接活块
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。
二、砂型铸造
整模造型
二、砂型铸造 (2)分模造型
分模造型的特点是：模样是分开的，模样 的分开面（称为分模面）必须是模样的最大 截面，以利于起模。分模造型过程与整模造 型基本相似，不同的是造上型时增加放上模 样和取上半模样两个操作。 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
型方法。 • 特点：操作灵活、适应性广、工艺装备简单、 成本低，但其铸件质量差、生产率低、劳动强 度大、技术水平要求高，所以手工造型主要用 于单件小批生产，特别是重型和形状复杂的铸 件。
整模造型 活块造型 分模造型 刮板造型 挖砂造型 三箱造型 假箱造型 地坑造型
二、砂型铸造
一、手工造型 根据砂型的不同特征：
二、砂型铸造
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二、砂型铸造
射砂紧实
主要用于 大批量生产的中、小型简 单铸件和造芯。射砂机工 作原理由储气筒中迅速进 入到射膛的压缩空气，由 射砂孔将型砂高速射入芯 盒的型腔中进行紧实，而 压缩空气则从射头和芯盒 的排气孔排出。射砂过程 在较短的时间内同时完成 填砂和紧实，生产率极高， 应用广泛。
二、砂型铸造
制芯
形状简单的大、中型型芯，可用粘土砂来制造。但 对形状复杂和性能要求很高的型芯来说，必须采用特殊 粘结剂来配制，如采用油砂、合脂砂和树脂砂等。 另外，型芯砂还应具有一些特殊的性能，如吸湿 性要低（以防止合箱后型芯返潮）；发气要少（金属浇 注后，型芯材料受热而产生的气体应尽量少）；出砂性 要好（以便于清理时取出型芯）。 型芯一般是用芯盒制成的，其开式芯盒制芯是常 用的手工制芯方法，适用于圆形截面的较复杂型芯。
成形工艺基础－铸3 45
二、砂型铸造
成形工艺基础－铸3
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二、砂型铸造
抛砂造型
制造大、中 型铸件或大型型芯时，常采 用抛砂机进行抛砂造型紧实。 抛砂机工作原理如图 所示。 是利用抛砂机机上电动机驱 动的高速旋转叶片，连续地 将传送带运来的型砂在机头 内初步紧实，并呈团状在离 心力作用下被高速地抛入砂 箱中作进一步紧实，同时完 成填砂和紧实，所以生产率 高，型砂紧实度均匀。
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、浇注系统沿分型面与底板联结成一体 的专用工装，一般采用金属材料制造。有 单面模板和双面模板之分。 2. 不能采用三箱造型和活块造型。
二、砂型铸造
机器造型
手工造型生产率低，铸件表面质量差， 要求工人技术水平高，劳动强度大，因此在批 量生产中，一般均采用机器造型。 机器造型是把造型过程中的主要操作---紧砂与起模实现机械化。根据紧砂和起模 方式不同，有气动微震压实造型、射压造型、 高压造型、抛砂造型。
二、砂型铸造
地坑造型
地坑造型结构
二、砂型铸造
地坑造型
二、砂型铸造
制芯
为获得铸件的内腔或局部外形，用芯砂或其他材 料制成的、安放在型腔内部的铸型组元称型芯。绝大 部分型芯是用芯砂制成的。砂芯的质量主要依靠配制 合格的芯砂及采用正确的造芯工艺来保证。 浇注时砂芯受高温液体金属的冲击和包围，因此 除要求砂芯具有铸件内腔相应的形状外，还应具有较 好的透气性、耐火性、退让性、强度等性能，故要选 用杂质少的石英砂和用植物油、水玻璃等粘结剂来配 制芯砂，并在砂芯内放入金属芯骨和扎出通气孔以提 高强度和透气性。
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二、砂型铸造
用机器代替手工进行造型(芯),称机器造 型(芯).
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组 成了不同的造型机。
成形工艺基础－铸3
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二、砂型铸造
造型机的种类很多，按紧砂方法不同可分:
震ห้องสมุดไป่ตู้式造型机；
震实式造型机；
压实式造型机；
射压式造型机； 及气冲式造型机等。
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二、砂型铸造
1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、 压实机构、起模机构和控制系统组成。 多通过震击和压实紧实型砂，绝大部分都是 边震边压。震击压实都采用气动,为高频率低 振幅的微振形式,铸型硬度均匀. 所有机器都带有起模结构，起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便 、投资较小，适用于各种材质小件的造型。
两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造 型、组芯造型； 根据模样的不同特征：
整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造 型、活块造型、刮板造型。
二、砂型铸造
(1) 整模造型
整模造型的特点是：模样是整体结构，最 大截面在模样一端为平面；分型面多为平面； 操作简单。整模造型适用于形状简单的铸件， 如盘、盖类 等。
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。
二、砂型铸造
利用预制的成形底板或假箱来代替挖砂造型中所挖去 的型砂，如下图所示。
假箱造型
用假箱和成形底板造型 a) 假箱 b)成形底板 1-假箱 2-下砂型 3-最大分型面 4-成形底板
二、砂型铸造
(8) 地坑造型
直接在铸造车间的砂地上或砂坑内造型的 方法称为地坑造型。 大型铸件单件生产时，为节省砂箱，降低 铸型高度，便于浇注操作，多采用地坑造型。 下图为地坑造型结构，造型时需考虑浇注 时能顺利将地坑中的气体引出地面，常以焦炭、 炉渣等透气物料垫底，并用铁管引出气体。
二、砂型铸造
机器造型（芯） 按紧实的方式不同，可
分为：震击造型、压实造型、射砂造型 和抛砂造型4种基本方式。
成形工艺基础－铸3
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二、砂型铸造
• 紧砂过程分2步， 即先震击紧实再压实紧实， 如图6-16所示 。砂箱填砂后，震击活塞将工作台连同砂箱 举起一定高度，然后下落，与缸体撞击，依 靠型砂下落时的冲击力产生紧实作用。型砂 紧实度分布规律与压实造型相反，越接近模 底板型砂紧实度越高，因此可以将震击造型 与压实造型联合使用。
型砂配制
合金溶炼
模样制作 芯盒制作 造型 合型 制芯
芯砂配制 生产工艺流程图
浇注
落砂
清理
检验
铸件
二、砂型铸造
二、砂型铸造
砂型铸造按造型方法分为： 手工造型
手工造型是用手工或手动工具完成的造型 工序。
机器造型
二、砂型铸造
常 用 手 工 造 型 工 具
二、砂型铸造
• 手工砂型铸造
是铸造生产中常用的造
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 挖沙造型
(d)合箱
(e)带浇口的铸件
手轮的挖砂造型过程
二、砂型铸造
三箱造型
用三个砂箱制造铸型的过程称为三箱造型。前述 各种造型方法都是使用两个砂箱，操作简便、应用广 泛。但有些铸件如两端截面尺寸大于中间截面时，需 要用三个砂箱，从两个方向分别起模。
铸造工艺学
株洲南方航空高级技工学校 向前
讲授内容
一、铸造概述 二、砂型铸造 三、造型材料 四、浇注系统 五、铸造合金及其熔炼 六、铸造工艺设计 七、铸造缺陷的分析、检验和修补 八、特种铸造
二、砂型铸造
铸造可分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造的 应用最为广泛： 砂型铸造——90%以上 特种铸造——铸件性能较好，精度高，效率高。
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震击造型
二、砂型铸造
42
二、砂型铸造
压实造型
• 压实造型是利用压头的压力将砂箱的型 砂紧实，紧砂过程分2步，先震击紧实再压 实紧实。压实造型示意图如图6-17所示。先 把型砂填入砂箱，然后压头向下将型砂紧实 ，辅助框是用来补偿紧实过程中型砂被压缩 的高度。压实造型生产率高，但型砂沿高度 方向的紧实度不够均匀，一般越接近底板， 紧实度越差，因此适用于高度不大的砂箱。
50
二、砂型铸造
气动微振压实造型机,它采用振击(频率 150～500次/分,振幅25～80mm)－压实-微振(
频率700～1000次/分,振幅5～10mm)来紧实
造型。这种造型机噪音较小,型砂紧实度均匀
,生产率高.
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二、砂型铸造
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二、砂型铸造
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二、砂型铸造
射压式造型机
有两种机型，一种是垂直分型无 箱造型机，另一种是水平分型脱箱造型机。 其共 同的特点是：不用砂箱，节省工装费用，占地面 积较小。
垂直分型无箱造型是指在造型、下芯、合型及 浇注过程中，铸型的分型面呈垂直状态（垂直于 地面）的无箱射压造型法。
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二、砂型铸造
成形工艺基础－铸3
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二、砂型铸造
三箱造型
二、砂型铸造
铸件图
模样
(a)造下箱
(b)翻箱、造中箱
(c)造上箱 三箱造型
(d)依次取箱 带轮的三箱造型过程
(e)下芯合型
二、砂型铸造
三箱造型
二、砂型铸造
(6)刮板造型 尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞 轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加 工时间及费用，可以采用刮板造型。 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)
(b)
(c)
对开式芯盒制芯
(d)
(e)
(a)准备芯盒 (b)夹紧芯盒，分次加入芯砂、芯骨，舂砂 (c)刮平、扎通 气孔 (d)松开夹子，轻敲芯盒 (e)打开芯盒，取出砂芯，上涂料
二、砂型铸造
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。 优点：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。 缺点：机器造型所用的造型设备和工艺装备
二、砂型铸造
(a)皮带轮铸件
(b)刮板
(c)刮制下型
(d)刮制上型
(e)合型
皮带轮铸件的刮板造型过程
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。 假箱造型
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。
二、砂型铸造
二、砂型铸造
各触头能随着模样各部分的高低压入不同的深度，使砂型的紧实度大体均匀
二、砂型铸造
二、砂型铸造
抛砂造型
制造大、中 型铸件或大型型芯时，常采 用抛砂机进行抛砂造型紧实。 抛砂机工作原理如图 所示。 是利用抛砂机机上电动机驱 动的高速旋转叶片，连续地 将传送带运来的型砂在机头 内初步紧实，并呈团状在离 心力作用下被高速地抛入砂 箱中作进一步紧实，同时完 成填砂和紧实，所以生产率 高，型砂紧实度均匀。
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
2-用燕尾连接活块
(c) 取出活块
1-用钉子连接活块
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。
二、砂型铸造
整模造型
二、砂型铸造 (2)分模造型
分模造型的特点是：模样是分开的，模样 的分开面（称为分模面）必须是模样的最大 截面，以利于起模。分模造型过程与整模造 型基本相似，不同的是造上型时增加放上模 样和取上半模样两个操作。 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
型方法。 • 特点：操作灵活、适应性广、工艺装备简单、 成本低，但其铸件质量差、生产率低、劳动强 度大、技术水平要求高，所以手工造型主要用 于单件小批生产，特别是重型和形状复杂的铸 件。
整模造型 活块造型 分模造型 刮板造型 挖砂造型 三箱造型 假箱造型 地坑造型
二、砂型铸造
一、手工造型 根据砂型的不同特征：