第二篇第2章砂型铸造

1、第二篇第二篇 铸造铸造 第二章第二章 砂型铸造砂型铸造 第二章第二章 砂型铸造砂型铸造 砂型铸造砂型铸造：指铸型由砂型和砂芯组成，而砂型和砂：指铸型由砂型和砂芯组成，而砂型和砂芯是用砂子和粘结剂为基本材料制成的。芯是用砂子和粘结剂为基本材料制成的。 砂型铸造是传统的铸造方法，适于各种形状、砂型铸造是传统的铸造方法，适于各种形状、大小及各种合金铸件的生产。大小及各种合金铸件的生产。 铸造工艺图铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示铸造是在零件图上用各种工艺符号表示铸造工艺方案的图形。工艺方案的图形。 本章围绕铸造工艺方案的制定介绍有关造型方本章围绕铸造工艺方案的制定介绍有关造型方法选择、浇注位

2、置和分型面选择等内容法选择、浇注位置和分型面选择等内容 。砂型铸造的工艺过程砂型铸造的工艺过程工工 艺艺 准准 备备造造 型型落落 砂砂合合 箱箱浇浇 注注造造 芯芯清清 理理检检 验验熔炼金属熔炼金属配砂、制模配砂、制模砂型铸造生产过程砂型铸造生产过程 绘制零件铸造工艺图绘制零件铸造工艺图制造模样和芯盒制造模样和芯盒造型和造造型和造芯芯下芯、合箱下芯、合箱浇注浇注落砂落砂清理清理质量检验质量检验获得合格铸件。获得合格铸件。 一、基本术语一、基本术语铸型铸型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包：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、型括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒系统的组

3、合整体。芯和浇冒系统的组合整体。型腔：型腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。铸型中造型材料所包围的空腔部分。铸件铸件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。分型面：分型面：铸型组元间的接合面。铸型组元间的接合面。分模面：分模面：模样组元间的接合面。模样组元间的接合面。模样：模样：由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。由木材、金属或其他材料制成，用来形成铸型型腔的工艺装备。零件：零件：铸件经切削加工制成的金属件。铸件经切削加工制成的金属件。砂芯：砂芯：为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在为获得铸件的内孔或局部外形，用

4、芯砂或其他材料制成的，安放在型腔内部的铸型组元。型腔内部的铸型组元。芯盒：芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。第一节第一节 造型方法造型方法 造型是砂型铸造的重要工序，大体分造型是砂型铸造的重要工序，大体分手工手工和和机器机器造型两大类。造型两大类。手工造型主要用于单件或小批量铸件的生产，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。而机器造型则主要用于大批量的铸件制造。 整模造型整模造型 分模造型分模造型 挖砂造型挖砂造型 活块造型活块造型 三箱造型三箱造型：铸件中间小，两端大，须两分型面铸件中间小，两端大，须两分型面上中

5、下 刮板造型刮板造型：用与铸件截面相适应的刮板代替实体模样造型的方法。用与铸件截面相适应的刮板代替实体模样造型的方法。带轮的刮板造型带轮的刮板造型导向刮板造型导向刮板造型2机器造型机器造型 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是将手工造型中的紧砂和起模工步实现了机械化的方法。方法。优点：优点：与手工造型相比，不仅提高了生产率、改善劳动条件而与手工造型相比，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。且提高了铸件精度和表面质量。缺点：缺点：机器造型所用的造型设备和工艺装备的费用高、生产准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、

6、小铸件成批或大量的生产。备时间长，只适用于中、小铸件成批或大量的生产。 各触头能随着模样各部分的高低压入不同的深度，使砂型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的紧实度大体均匀机器造型的特点机器造型的特点采用模板的两箱造型。所谓模板就是将模型、浇注系统沿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。制造。有单面模板和双面模板之分。不能采用三箱造型和活块造型。不能采用三箱造型和活块造型。 第二节第二节 浇注位置与分型面选择浇注位置与分

7、型面选择浇注位置浇注位置-浇注时浇注时,铸件在型内所处的状态和位置铸件在型内所处的状态和位置.分型面分型面-两半个铸型相互接触的表面两半个铸型相互接触的表面一、浇注位置选择原则一、浇注位置选择原则；上中中下车床床身浇注位置 1、重要加工面应朝下或呈直立状态、重要加工面应朝下或呈直立状态因铸件上表面的气孔、夹渣比下部多，组织也不如下面致密，因铸件上表面的气孔、夹渣比下部多，组织也不如下面致密，如果难以作到朝下，则应尽力使其位于侧面，当铸件的加如果难以作到朝下，则应尽力使其位于侧面，当铸件的加工面有数个时，应使较大的面朝下。工面有数个时，应使较大的面朝下。a)不合理b)合理起重机卷筒的浇注位置分析

8、上下上下2.铸件的大平面应放在下部。铸件的大平面应放在下部。 3.铸件的薄壁部分应放在铸件下部或放在内浇口以下铸件的薄壁部分应放在铸件下部或放在内浇口以下。为防止铸件上大面积薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，为防止铸件上大面积薄壁部分产生浇不足或冷隔缺陷，这对于流动性差的合金尤其重要这对于流动性差的合金尤其重要下上上下a) 不正确b) 正确 曲轴箱的浇注位置上下上下a)不利于补缩b)有利于补缩收缩大的铸钢件浇注位置选择4.易于产生缩孔、缩松的铸件，应把厚大部位放易于产生缩孔、缩松的铸件，应把厚大部位放在上面或侧面，以便于在铸件厚处直接安放冒口，在上面或侧面，以便于在铸件厚处直接安放冒口，使之自上而

9、下地定向凝固，进行补缩，防止缩孔。使之自上而下地定向凝固，进行补缩，防止缩孔。卷扬筒厚端放分型面上部是卷扬筒厚端放分型面上部是合理的合理的,若厚端放下面若厚端放下面,难以难以补缩。补缩。 另：圆周面质量要求另：圆周面质量要求高，若采用卧铸，则圆周的高，若采用卧铸，则圆周的上表面质量难以保证；反之上表面质量难以保证；反之若采用立铸，由于全部圆周若采用立铸，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其质表面均处于侧立位置，其质量均匀一致，较易获得合格量均匀一致，较易获得合格铸件。铸件。起重机卷扬筒的合理浇注位置起重机卷扬筒的合理浇注位置5、尽量减少型芯的数目、尽量减少型芯的数目, 同时有利于砂芯的定位、同时

10、有利于砂芯的定位、稳固、排气、检验方便，较大的砂芯应尽量使芯稳固、排气、检验方便，较大的砂芯应尽量使芯头朝下头朝下,尽量避免砂芯吊在上箱或悬壁尽量避免砂芯吊在上箱或悬壁. 二、分型面的选择1 1、尽量使铸件全部或大部置于同一半型内，或、尽量使铸件全部或大部置于同一半型内，或者使加工面和加工基准面放在同一半型中，这者使加工面和加工基准面放在同一半型中，这样有利于保证铸件精度样有利于保证铸件精度（如防止错箱影响精度）。 350上下冒 口汽车后轮毂的分型方案上下上中下中(a) 一个分型面(机器造型)b) 二个分型面(手工造型)2.2.应尽量减少分型面的数目应尽量减少分型面的数目. . 为简化操作过程

11、为简化操作过程,保证铸件尺寸精保证铸件尺寸精 度，应尽量减少度，应尽量减少 分型面数目分型面数目,减少活块的数目减少活块的数目,特别是机器造型流水线生产特别是机器造型流水线生产, 通常只允许有一个分通常只允许有一个分型型 面面,而且尽量不用活块而且尽量不用活块,常用砂芯代替活块常用砂芯代替活块.铸件的几种分型铸件的几种分型 方案方案减少活块减少活块减少分型面减少分型面以型芯代替活块以型芯代替活块三通铸钢件分型面的选择三通铸钢件分型面的选择下上下上3 3、分型面应尽量采用平直面，简化造型工艺、分型面应尽量采用平直面，简化造型工艺起重臂的分型面起重臂的分型面a) a) 曲面分型面曲面分型面b) b

12、) 平面分型面平面分型面5、分型面选择应尽量减少型芯数目.易于机械加工的小孔、内腔，尽量不用型芯。内腔简单的铸件，尽量采用“自带砂型”。60215下上用砂胎减少砂芯数目的实验用砂胎减少砂芯数目的实验4、分型面的确定应便于下芯、合箱及检查型、分型面的确定应便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。腔尺寸。自 带 型 芯型 芯DH时时,可用砂垛取代型芯可用砂垛取代型芯(砂垛砂垛:上箱叫吊砂上箱叫吊砂,下箱叫自带型芯下箱叫自带型芯) 砂型铸造-手工造型分型方案选定综合分析举例综合分析举例1：综合分析举例综合分析举例2：支座：支座半半，凹槽易铸出。但易错箱，且，凹槽易铸出。但易错箱，且加强筋处过薄易损坏。加强筋处

13、过薄易损坏。方案方案，凹，凹槽底面分槽底面分型，优缺型，优缺点同方案点同方案，轴孔用型轴孔用型芯，大批芯，大批量生产，量生产，不能用活不能用活块和挖砂。块和挖砂。当采用活块时，轴当采用活块时，轴孔难下芯。单件小孔难下芯。单件小批批第三节第三节 工艺参数确定工艺参数确定机械加工余量、起模斜度、收缩率、最小铸出孔、铸造圆角等机械加工余量、起模斜度、收缩率、最小铸出孔、铸造圆角等一、机械加工余量一、机械加工余量定义定义: :在铸件的加工面上预先留出的准备在机械加工时切去的金在铸件的加工面上预先留出的准备在机械加工时切去的金属层厚度。属层厚度。影响因素影响因素: : 1. 1.合金种类合金种类: :

14、灰口铸铁灰口铸铁: :表面平整表面平整, ,加工余量少加工余量少. . 铸铸 钢钢: : 表面粗糙表面粗糙, ,加工余量大加工余量大. . 有色金属有色金属: :表面光洁表面光洁, ,材料昂贵，加工余量小材料昂贵，加工余量小. . 2. 2.造型方法造型方法: :大批量生产大批量生产, ,机器造型机器造型, ,加工余量少加工余量少. . 小批量生产小批量生产, ,手工造型手工造型, ,加工余量大加工余量大. . 3. 3.铸件尺寸铸件尺寸: : 尺寸大尺寸大, ,误差越大误差越大, ,加工余量大加工余量大. .二二. 起模斜度起模斜度定义：定义：为使模样易从铸型中取出为使模样易从铸型中取出,

15、,凡垂直于分型面的立壁凡垂直于分型面的立壁, ,在在制模时必须留出一定的倾斜度制模时必须留出一定的倾斜度, ,该斜度为起模斜度该斜度为起模斜度. .如果如果零件本身有结构斜度，则起模斜度可省去。零件本身有结构斜度，则起模斜度可省去。影响因素影响因素: 1.1.立壁高度立壁高度: :立壁愈高立壁愈高, ,斜度愈小斜度愈小 2.2.造型方法造型方法: :机器造型比手工造型斜度小机器造型比手工造型斜度小 3. 3.模样材料模样材料: :木模比金属模斜度大木模比金属模斜度大 ( (一般取一般取15-315-3 , ,但内壁斜度要比外壁大，但内壁斜度要比外壁大，内外壁有差别内外壁有差别（内壁（内壁3-1

16、03-10 ） 。三三. 收缩率：收缩率：定义定义:铸件冷却后由于线收缩而比模样尺寸小铸件冷却后由于线收缩而比模样尺寸小, ,为保证铸件应有的为保证铸件应有的尺寸尺寸, ,制造模样时必须使模样的尺寸比铸件加大制造模样时必须使模样的尺寸比铸件加大. .影响因素影响因素:1合金种类合金种类: 灰铁, 0.71.0% 铸钢, 1.32.0% 锡青铜, 1.21.4%2铸件形状及尺寸铸件形状及尺寸:收缩是非自由的,所以受铸件形状、 尺寸的影响.%100铸件铸件模样LLLK四四.最小铸出孔最小铸出孔确定原则确定原则:(经济性原则经济性原则) 1、大孔和槽应铸出、大孔和槽应铸出,较小孔和槽不铸出较小孔和槽

17、不铸出.孔孔: 加上加工余量的孔径加上加工余量的孔径25mm,不铸出不铸出. 槽、台阶、胖肚圆槽、台阶、胖肚圆:h10mm,b20mm 不铸出不铸出.2、零件图上不加工孔和槽无论大小均铸、零件图上不加工孔和槽无论大小均铸 .h10mm,b20mm 不铸出不铸出.五五.铸造圆角铸造圆角 为减少应力集中和造型时不塌箱为减少应力集中和造型时不塌箱,以及减少金属液流动时的阻以及减少金属液流动时的阻力力,铸件的连接壁处应做成圆角铸件的连接壁处应做成圆角. 一般中小件圆角半径在一般中小件圆角半径在412mm内选取内选取,相联两壁的平均厚度相联两壁的平均厚度大时取上限大时取上限,小时取下限小时取下限.六、铸

18、造尺寸精度六、铸造尺寸精度 一级精度一级精度 适用于熔模铸造和其它工艺方法铸造成的精密铸件适用于熔模铸造和其它工艺方法铸造成的精密铸件. 二级精度二级精度 用于金属模、塑料模的机器造型用于金属模、塑料模的机器造型. 三级精度三级精度 一般用于手工造型（手工造型误差大）一般用于手工造型（手工造型误差大）七七.型芯的设计型芯的设计(包括型芯的分块和芯头的设计包括型芯的分块和芯头的设计)1.型芯的分块型芯的分块(选定形状和数目选定形状和数目)1）应使型芯有足够的强度、定位准确，安放牢固，排气方）应使型芯有足够的强度、定位准确，安放牢固，排气方便。便。2）应使型芯有大的填砂面和烘干面，便于造芯和烘干。）应使型芯有大的填砂面和烘干面，便于造芯和烘干。上下（3）易于机械加工的小孔、内腔，尽量不用型芯。内腔简单的）易于机械加工的小孔、内腔，尽量不用型芯。内腔简单的铸件，尽量采用铸件，尽量采用“自带砂型自带砂型”。60215用砂胎减少砂芯数目的实验用砂胎减少砂芯数目的实验2.2.芯头设计芯头设计: : 芯头芯头是指铸件以外不与金属液接触的型芯部分。是指铸件以外不与金属液接触的型芯部分。芯头的作用是定位、固定、排气、和使清砂方便芯头的作用是定位、固定、排气、和使清砂方便. .型