液态成型工艺2-2

1、内容包括：内容包括：造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为：铸造生产按砂型的紧实成型方式可分为：u手工造型制芯手工造型制芯u机器造型制芯机器造型制芯u 零件材质、形状、尺寸、重量、尺寸精度零件材质、形状、尺寸、重量、尺寸精度u 生产批量生产批量u 技术要求技术要求u 交货期限交货期限砂型铸造适用于各种铸造合金，不受零件形状、大砂型铸造适用于各种铸造合金，不受零件形状、大小和复杂程度的限制，单件、成批、大量生产均可小和复杂程度的限制，单件、成批、大量生产均可采用。采用。不能满足要求时用表干型或其它砂型（水玻璃砂、树脂砂）。不能满足要求时用表干型或其它砂型（水玻璃砂

2、、树脂砂）。u 造型费用低造型费用低u 劳动环境好劳动环境好u 生产率高生产率高u 节省能源节省能源u 易上线易上线u 易产生易产生“三砂两孔三砂两孔”缺陷。缺陷。湿型的特点：湿型的特点：造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择u铸件过高（在浇注位置）铸件过高（在浇注位置） 金属液静压力超过湿型的抗压强度。金属液静压力超过湿型的抗压强度。考虑用表干型或其他砂型（水玻璃砂、树脂砂）的情况：考虑用表干型或其他砂型（水玻璃砂、树脂砂）的情况：u铸件上部有较大水平壁面铸件上部有较大水平壁面 湿型易引起夹砂结疤缺陷。湿型易引起夹砂结疤缺陷。u造型过程长或需要长时间等待浇注的砂型造型过程长或需要长时间等待浇注

3、的砂型（次日或以后）（次日或以后） 湿型放置时间太长则表面强度下降，易冲砂。湿型放置时间太长则表面强度下降，易冲砂。u型内冷铁太多型内冷铁太多u 大量生产：大量生产： 上线造型，机器制芯（冷芯盒、热芯盒、壳芯）上线造型，机器制芯（冷芯盒、热芯盒、壳芯）u 批量生产：批量生产： 普通机器造型，抛砂机造型，树脂自硬砂造型制芯，普通机器造型，抛砂机造型，树脂自硬砂造型制芯， 机器制芯机器制芯u 单件小批的重型件：单件小批的重型件： 手工造型，树脂自硬砂造型制芯手工造型，树脂自硬砂造型制芯造型制芯方法的选择造型制芯方法的选择（4）综合考虑铸件精度要求和成本）综合考虑铸件精度要求和成本造型制芯方法的选择

4、造型制芯方法的选择2.3.1 基本概念基本概念确定浇注位置和分型面是工艺设计的重要一环，确定浇注位置和分型面是工艺设计的重要一环，它关系到铸件质量（尺寸、内在）和工艺过程的复杂程度。它关系到铸件质量（尺寸、内在）和工艺过程的复杂程度。一般在选择完造型制芯方法后进行。一般在选择完造型制芯方法后进行。浇注位置和分型面是相互影响的，浇注位置和分型面是相互影响的，在确定时应综合考虑。在确定时应综合考虑。两半铸型相互接触的表面。两半铸型相互接触的表面。是为造型时取出模样而设置的。是为造型时取出模样而设置的。两半铸型相互接触的表面。两半铸型相互接触的表面。是为造型时取出模样而设置的。是为造型时取出模样而设

5、置的。通过通过分型负数分型负数来解决来解决 工装的定位结构工装的定位结构 合箱操作工序合箱操作工序注意：注意：2.3.2 确定浇注位置的原则确定浇注位置的原则 铸件的重要部分和薄壁部位置于下部。铸件的重要部分和薄壁部位置于下部。利于充型和补缩，且在静压力作用下凝固，组织致密。利于充型和补缩，且在静压力作用下凝固，组织致密。2.3.2 确定浇注位置的原则确定浇注位置的原则 质量要求高的表面置于底面或侧面。质量要求高的表面置于底面或侧面。2.3.2 确定浇注位置的原则确定浇注位置的原则 使铸件的大平面朝下。使铸件的大平面朝下。 可避免气孔、夹砂结疤缺陷。可避免气孔、夹砂结疤缺陷。2.3.2 确定浇

6、注位置的原则确定浇注位置的原则 尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂芯，以便于下芯、合尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂芯，以便于下芯、合箱及检验，利于砂芯排气。箱及检验，利于砂芯排气。2.3.2 确定浇注位置的原则确定浇注位置的原则 尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂芯，以便于下芯、合尽量避免用吊砂、吊芯或悬臂芯，以便于下芯、合箱及检验，利于砂芯排气。箱及检验，利于砂芯排气。2.3.2 确定浇注位置的原则确定浇注位置的原则 对于需要补缩的铸件，要有利于顺序凝固和设置冒口。对于需要补缩的铸件，要有利于顺序凝固和设置冒口。 应使合箱、浇注、冷却位置一致，避免翻动砂箱而引应使合箱、浇注、冷却位置一致，避免翻动砂箱而引起错芯

7、、掉砂和跑火。起错芯、掉砂和跑火。 应尽量避免在铸件的非加工面上留下分型披缝。应尽量避免在铸件的非加工面上留下分型披缝。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则一个铸件，可以找出多种分型面。如图的简单铸件就可有一个铸件，可以找出多种分型面。如图的简单铸件就可有 7 种分型方种分型方案。我们应充分比较各种方案的利弊，找出一个最佳分型面。案。我们应充分比较各种方案的利弊，找出一个最佳分型面。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则主要加工面和加工基准面放在一起，可保证铸件尺寸精度主要加工面和加工基准面放在一起，可保证铸件尺寸精度（防（防止错箱）。止错箱）。所以，首先要找出加工基准面，尽量使

8、重要加工面与其在同一所以，首先要找出加工基准面，尽量使重要加工面与其在同一半型内。半型内。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则造型机造型：造型机造型： 一个分型面，不用或少用活块，用砂芯形成阻碍起模部分。一个分型面，不用或少用活块，用砂芯形成阻碍起模部分。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则 高速造型线尽量以型代芯高速造型线尽量以型代芯以型代芯，这样可以节省下芯时间，不影响造型线的生产率。以型代芯，这样可以节省下芯时间，不影响造型线的生产率。但要保证台砂、吊砂平稳牢固，保证铸件质量。但要保证台砂、吊砂平稳牢固，保证铸件质量。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则 尽量选择

9、平面分型（平面分型面）。尽量选择平面分型（平面分型面）。这样可简化工装结构和制造成本。这样可简化工装结构和制造成本。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则 尽量选择平面分型（平面分型面）。尽量选择平面分型（平面分型面）。如果使用曲面分型：如果使用曲面分型：u 对于机器造型：分模、分型面尽量用规则曲面对于机器造型：分模、分型面尽量用规则曲面 （如圆柱面、折面），这样易保证上下模板曲度一（如圆柱面、折面），这样易保证上下模板曲度一致，合箱严密。致，合箱严密。u 对于手工造型：挖砂形成对于手工造型：挖砂形成（挖砂造型）（挖砂造型） （造下箱时用底板，造上箱时以下箱为底板。）（造下箱时用底板，造

10、上箱时以下箱为底板。）2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则 便于下芯、合箱、检查型腔尺寸。便于下芯、合箱、检查型腔尺寸。砂芯尽量放在下箱内。砂芯尽量放在下箱内。吊芯不利于合箱、检查。非打压、密封件可用芯撑固定砂芯。吊芯不利于合箱、检查。非打压、密封件可用芯撑固定砂芯。2.3.3 确定分型面的原则确定分型面的原则 不使砂箱过高不使砂箱过高模样在一箱中的高度模样在一箱中的高度 ：u 机器造型：受到起模高度、吃砂量限制。机器造型：受到起模高度、吃砂量限制。 u 手工造型：受到铸型紧实率、型芯检查、劳动强度限制。手工造型：受到铸型紧实率、型芯检查、劳动强度限制。2.3.3 确定分型面的原则确定

11、分型面的原则。砂芯设计砂芯设计2.4.1 概述概述 在浇注前和浇注时，要有足够的强度和刚度。在浇注前和浇注时，要有足够的强度和刚度。为使砂芯在制造、运输、装配和浇注过程中不致变形、冲垮、为使砂芯在制造、运输、装配和浇注过程中不致变形、冲垮、折断，要折断，要在砂芯中设置芯骨来提高砂芯的强度和刚度在砂芯中设置芯骨来提高砂芯的强度和刚度。设置芯骨设置芯骨小芯：用铁丝小芯：用铁丝大芯：用铸铁或钢材焊接大芯：用铸铁或钢材焊接排气方法排气方法透透 气气 孔孔 浇注时自身要排气。浇注时自身要排气。 退让性和出砂性好。退让性和出砂性好。透气填料透气填料 通通 气气 道道 用通气板形成用通气板形成用蜡线、草绳形

12、成用蜡线、草绳形成使用使用1050mm粒度的焦炭或炉粒度的焦炭或炉渣，适用于大芯。渣，适用于大芯。用气孔针扎，适用于简单小芯用气孔针扎，适用于简单小芯2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 保证铸件内腔尺寸精度保证铸件内腔尺寸精度u 多用整体芯；多用整体芯；u 分盒面不通过砂芯本体；分盒面不通过砂芯本体；u 为便于下芯、检查而用分块芯。为便于下芯、检查而用分块芯。2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 复杂的大芯、细长芯应分块。复杂的大芯、细长芯应分块。这样才能保证砂芯的强度、刚度，简化芯盒结构。这样才能保证砂芯的强度、刚度，

13、简化芯盒结构。2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 砂芯的起模斜度要与模样一致砂芯的起模斜度要与模样一致（大小和方向）（大小和方向）。保证由砂芯和砂型之间所形成的壁厚均匀，减少披缝，同时保证由砂芯和砂型之间所形成的壁厚均匀，减少披缝，同时也有利于砂芯中气体的排出。也有利于砂芯中气体的排出。2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 尽量减少砂芯数目和芯盒活块数量。尽量减少砂芯数目和芯盒活块数量。这样可减少制芯、下芯工作量，提高铸件尺寸精度。这样可减少制芯、下芯工作量，提高铸件尺寸精度。方法方法u 用砂胎或吊砂代替砂芯用砂胎或吊砂

14、代替砂芯u 用活块代替砂芯用活块代替砂芯对于机器造型，要少用活块，使用砂芯。对于机器造型，要少用活块，使用砂芯。2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 砂芯的分盒面应尽量与砂型的分型面一致。砂芯的分盒面应尽量与砂型的分型面一致。这样才能保证砂芯的填砂面都较大，支撑面是平面，排气方便。这样才能保证砂芯的填砂面都较大，支撑面是平面，排气方便。2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 利于填砂和烘干支撑。利于填砂和烘干支撑。填砂面要宽敞，一般在砂芯的最大截面处分盒，分成两半制作。填砂面要宽敞，一般在砂芯的最大截面处分盒，分成两半制作。

15、2.4.2 砂芯分块及分盒面选择的基本原则砂芯分块及分盒面选择的基本原则 保证砂芯的稳定性和排气畅通。保证砂芯的稳定性和排气畅通。2.4.3 芯头设计芯头设计芯头：芯头： 砂芯端头的延伸部分，插入铸型的芯座内，不砂芯端头的延伸部分，插入铸型的芯座内，不 与金属液接触。与金属液接触。芯头作用：芯头作用：u 定位定位u 支撑支撑u 排气排气2.4.3 芯头设计芯头设计芯头分类：芯头分类： 根据芯头在铸型中的位置（浇注位置）分为根据芯头在铸型中的位置（浇注位置）分为u 垂直芯头垂直芯头u 水平芯头（包括悬臂芯头）水平芯头（包括悬臂芯头） 芯头组成芯头组成典型的芯头结构包括下列组元：典型的芯头结构包括

16、下列组元：长度（高度）、斜度、间隙、长度（高度）、斜度、间隙、 压环、防压环、集砂槽压环、防压环、集砂槽 芯头组成芯头组成各组员的作用：各组员的作用：u 芯头长度芯头长度决定芯头承压面积决定芯头承压面积u 芯头斜度、间隙芯头斜度、间隙保证起模，下芯、合箱方便保证起模，下芯、合箱方便u 压环压环防止金属液钻入芯头端面堵防止金属液钻入芯头端面堵塞排气道塞排气道u 防压环防压环防止下芯、合箱时压坏砂型防止下芯、合箱时压坏砂型u 集砂槽集砂槽存放散落在下芯座中的砂粒，使芯头与芯座紧密接触。存放散落在下芯座中的砂粒，使芯头与芯座紧密接触。 芯头承压面积的核算芯头承压面积的核算芯头的承压面积要足够大，以保

17、证在金属液的最大浮力作芯头的承压面积要足够大，以保证在金属液的最大浮力作用下不超过铸型的许用压应力。用下不超过铸型的许用压应力。核算公式：核算公式：式中式中S 芯头承压面积。芯头承压面积。 对于水平芯头为纵断面面积；对于垂直芯头为顶端面面积。对于水平芯头为纵断面面积；对于垂直芯头为顶端面面积。F芯芯 计算的最大浮芯力。计算的最大浮芯力。 与砂芯密度和体积、金属液密度有关。与砂芯密度和体积、金属液密度有关。k 安全系数，为安全系数，为1.31.5。压压 铸型的许用应力，一般取抗压强度。铸型的许用应力，一般取抗压强度。因为砂芯的强度要大于砂型的，所以取砂型的强度进行校核。因为砂芯的强度要大于砂型的，所以取砂型的强度进行校核。2.4.4 砂芯固定砂芯固定固定方法：固定方法：u 芯头芯头u 芯撑芯撑 周边均被金属液包裹的砂芯周边均被金属液包裹的砂芯u 芯头芯头芯撑芯撑 芯撑起辅助固定作用芯撑起辅助固定作用对芯撑的要求：对芯撑的要求：芯撑的结构芯撑的结构n 在铸件凝固过程中，芯撑须与铸件很好地焊合。在铸件凝固过程中，芯撑须与铸件很好