第三、四节砂型(芯)制造、砂型铸件结构的工艺性

砂型铸造是应用最广的铸造方法，约占总产量的80%以上，其基本工艺过程如下：

第三节砂型铸造方法零件图铸造工艺图模样图、芯盒图、铸型装配图制造模样及芯盒混制芯砂预处理造型材料混制型砂造型制芯准备炉料熔炼金属浇注化验落砂、清理检验热处理合格铸件合型烘干铸型烘干芯子主要工序视频演示第三节砂型铸造方法

造型和制芯是砂型铸造最基本的工序，按照紧实型砂和起模的方法，可分为手工造型和机器造型两大类。一、手工造型1、手工造型：全部用手工或手动工具完成的造型。手工造型特点：操作灵活，工艺装备（模样、芯盒、砂箱）简单，生产准备时间短，适应性强，可用于各种大小形状的铸件。缺点是对工人技术水平要求较高，生产率低，劳动强度大，铸件质量不稳定。用于单件、小批生产。2、常用手工造型特点及应用

手工造型按模样特征可分为：整模造型，分模造型、活块造型、挖砂造型、假箱造型、刮板造型；按砂箱特征分：两箱造型、三箱造型、脱箱造型、地坑造型。具体特点及应用见下表。为省却挖砂操作，在造型前特制一个底胎，然后在底胎上造下箱；底胎可多次使用，不参与浇注。常用手工造型方法的特点及应用造型方法主要特点适用范围整模造型整体模，平面分型面，型腔在一个砂箱内；造型简单，铸件精度表面质量较好。分模造型模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱，造型简便。挖砂造型假箱造型最大截面位于一端并为平面的简单铸件的单件、小批生产。最大截面在中部，一般为对称性铸件，如套、管、阀类零件单件、小批生产。模样为整体，但分型面不是平面，造型时手工挖去阻碍取模的型砂，生产率低，技术水平高。分型面不是平面的铸件的单件、小批生产。分型面不是平面的铸件的成批生产。活块造型对铸件上妨碍起模的小部分做成活动部分，起模时先取出主体部分，再取出活动部分。用于妨碍起模部分的铸件的单件、小批生产。生产录像生产录像生产录像生产录像生产录像采用活动砂箱造型，合型后脱出砂箱。续表8-2常用手工造型方法的特点及应用造型方法主要特点适用范围刮板造型用刮板代替模样造型。节约木材，缩短生产周期，生产率低，技术水平高，精度较差。两箱造型铸型由上型和下型构成，各类模样，操作方便三箱造型脱箱造型用于等截面或回转体大中型铸件的单件、小批生产。最基本的造型方法。各种铸型，各种批量。铸件两端截面尺寸比中间大，必须有两个分型面。主要用于手工造型，具两个分型面的铸件的单件、小批生产。由于小铸件的生产。地坑造型在地面砂床中造型，不用砂箱或只用上箱。用于要求不高的中、大型铸件的单件、小批生产。生产录像生产录像

是指用机器完成填砂、紧实、起模等操作的造型方法生产效率高，劳动条件好，砂型质量好（紧实度高而均匀，型腔轮廓清晰，铸件质量也好。但设备和工艺装备费用高，生产准备时间较长，适于中小铸件的成批或大量生产。第三节砂型铸造方法二、机器造型1、机器造型方法震压造型、微震压实造型、高压造型、射压造型、空气冲击造型、抛砂造型

机器造型录像二、机器造型2、机器造型的起模方法1）顶箱起模：如图1所示。机构简单，但易漏砂，用于型腔简单高度小的铸型，多用于上型，以省却翻箱。2）漏模起模：如图2所示。一般用于形状复杂或高度较大的铸型。3）翻转起模：如图3所示。机构较复杂，但不易掉砂，适用于型腔较深，形状复杂的铸型，常用于下型。四、造型生产线将造型机和其它辅机（翻转机、下芯机、合型机、压铁机、落砂机等）按造铸造工艺流程，用运输设备（铸型输送机或辊道）联系起来，组成一套机械化、自动化铸造生产系统。如图4、5所示。

生产过程录像思考题：1、手工造型常用哪几种造型方法，各适用于何种零件？2、机器造型有何优缺点，有哪几种紧砂方法、起模方法？第五节铸件结构工艺性

铸件结构工艺性指铸件结构应符合铸造生产要求，满足铸造性能和铸造工艺对铸件结构的要求。一、铸造工艺对铸件结构的要求

铸件结构设计，除应满足零件的使用要求外，还应使铸造工艺过程简化，以提高生产和质量，且成本降低。1、铸件外形设计设计时应尽量避免侧凹、窄槽和不必要的曲面。如图6的箱盖铸件；图7的箱体铸件；图8的托架结构；图9的凸台。第五节铸件结构工艺性一、铸造工艺对铸件结构的要求

2、铸件内腔设计尽量减少不必要的型芯；需要型芯时应考虑支撑、排气、清砂要求。对薄壁和耐压零件尽量不用芯撑，可采用工艺孔。如图10的内腔设计；图11的轴承架结构；图12的工艺孔。3、考虑结构斜度垂直于分型面的非加工面应设计结构斜度，以便于起模。第五节铸件结构工艺性二、合金铸造性能对铸件结构的要求铸件结构，必须满足合金铸造性能的要求，不然可能产生浇不足、冷隔、缩松、气孔、裂纹和变形等缺陷。1、铸件壁厚的设计1）铸件的最小壁厚：在各种工艺条件下，铸造和进能充满型腔的最小厚度；主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状；如书表1-2给出了砂型铸造下不同合金的最小壁厚。2）铸件的临界壁厚：厚壁铸件，易产生缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷，力学性能下降，故存在一个最大壁厚；一取最小壁厚的三倍。3）铸件壁厚应均匀，避免厚大截面，并防止壁厚的突变。如图13；图14所示。2、铸件壁间连接的设计为减少热节、防止缩孔，减少应力，防止裂纹，壁间应圆角连接并逐步过渡。如图15所示。3、避免铸件收缩受阻的设计铸件收缩受阻时，易产生内应力，从而产生裂纹，故应尽量避免受阻收缩。如图16的轮辐可采用奇数轮辐数或采用弯曲轮辐。4、防止铸件翘曲变形的设计细长形或平板类铸件收缩时由于内应力易产生翘曲变形，可采用对称结构或采用加强筋。如图17所示。第五节铸件结构工艺性二、合金铸造性能对铸件结构的要求图1顶箱起模1—模板2—顶杆3—砂箱图2漏模起模1—模板4—型砂5—模样平面部分6—模样凸起部分图3翻转起模1—模板7—承受台8—模样9—转板图4造型生产线示意图图5自动造型生产线21—卸箱机2—移箱机3、13—落砂4—下箱自动造型机5—刷砂刷6—平车7—放箱机8—翻转机9—合型机10—辊道11—换模小车12—上箱自动造型机14—铸型15—浇注工段16—输送带图13壁厚对铸件的影响图14壁厚逐步过渡图15铸件接头结构a)交错接头