第二篇第2章砂型铸造

第二篇铸造

第二章砂型铸造

第二章砂型铸造

砂型铸造：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。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。

铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示铸造工艺方案的图形。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工艺准备造型落砂合箱浇注造芯清理检验熔炼金属配砂、制模

砂型铸造生产过程

绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒——造型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂——清理——质量检验——获得合格铸件。

一、基本术语

铸型：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、型芯和浇冒系统的组合整体。型腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分。铸件：用铸造方法制成的金属件，一般作毛坯用。分型面：铸型组元间的接合面。分模面：模样组元间的接合面。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。零件：铸件经切削加工制成的金属件。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，安放在型腔内部的铸型组元。芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。第一节

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。

整模造型

分模造型

挖砂造型

活块造型

三箱造型：铸件中间小，两端大，须两分型面上中下

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。带轮的刮板造型导向刮板造型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。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。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。不能采用三箱造型和活块造型。

第二节浇注位置与分型面选择

浇注位置---浇注时,铸件在型内所处的状态和位置.分型面---两半个铸型相互接触的表面一、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上下上下2.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。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下上上下a)不正确b)正确

曲轴箱的浇注位置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合理的,若厚端放下面,难以补缩。另：圆周面质量要求高，若采用卧铸，则圆周的上表面质量难以保证；反之若采用立铸，由于全部圆周表面均处于侧立位置，其质量均匀一致，较易获得合格铸件。

起重机卷扬筒的合理浇注位置5、尽量减少型芯的数目,同时有利于砂芯的定位、稳固、排气、检验方便，较大的砂芯应尽量使芯头朝下,尽量避免砂芯吊在上箱或悬壁.

二、分型面的选择1、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，这样有利于保证铸件精度（如防止错箱影响精度）。汽车后轮毂的分型方案(a)一个分型面(机器造型)b)二个分型面(手工造型)2.应尽量减少分型面的数目.

为简化操作过程,保证铸件尺寸精度，应尽量减少分型面数目,减少活块的数目,特别是机器造型流水线生产,通常只允许有一个分型面,而且尽量不用活块,常用砂芯代替活块.铸件的几种分型方案减少活块减少分型面以型芯代替活块三通铸钢件分型面的选择3、分型面应尽量采用平直面，简化造型工艺起重臂的分型面a)曲面分型面b)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”。下上用砂胎减少砂芯数目的实验4、分型面的确定应便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。D>H时,可用砂垛取代型芯(砂垛:上箱叫吊砂,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1：综合分析举例2：支座半，凹槽易铸出。但易错箱，且加强筋处过薄易损坏。方案Ⅲ，凹槽底面分型，优缺点同方案Ⅱ，轴孔用型芯，大批量生产，不能用活块和挖砂。当采用活块时，轴孔难下芯。单件小批第三节工艺参数确定机械加工余量、起模斜度、收缩率、最小铸出孔、铸造圆角等一、机械加工余量定义: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属层厚度。影响因素:1.合金种类:灰口铸铁:表面平整,加工余量少.

铸钢:表面粗糙,加工余量大.

有色金属:表面光洁,材料昂贵，加工余量小.2.造型方法:大批量生产,机器造型,加工余量少.

小批量生产,手工造型,加工余量大.3.铸件尺寸:

尺寸大,误差越大,加工余量大.二.起模斜度定义：为使模样易从铸型中取出,凡垂直于分型面的立壁,在制模时必须留出一定的倾斜度,该斜度为起模斜度.如果零件本身有结构斜度，则起模斜度可省去。影响因素:

1.立壁高度:立壁愈高,斜度愈小

2.造型方法:机器造型比手工造型斜度小

3.模样材料:木模比金属模斜度大

(一般取15’-3,但内壁斜度要比外壁大，内外壁有差别（内壁3-10）

。三.收缩率：定义:铸件冷却后由于线收缩而比模样尺寸小,为保证铸件应有的尺寸,制造模样时必须使模样的尺寸比铸件加大.影响因素:1合金种类:

灰铁,0.7—1.0%

铸钢,1.3—2.0%

锡青铜,1.2—1.4%2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.四.最小铸出孔确定原则:(经济性原则)

1、大孔和槽应铸出,较小孔和槽不铸出.孔:加上加工余量的孔径<25mm,不铸出.

槽、台阶、胖肚圆:h<10mm,b<20mm不铸出.2、零件图上不加工孔和槽无论大小均铸

.h<10mm,b<20mm不铸出.五.铸造圆角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力,铸件的连接壁处应做成圆角.

一般中小件圆角半径在4~12mm内选取,相联两壁的平均厚度大时取上限,小时取下限.六、铸造尺寸精度

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.

二级精度用于金属模、塑料模的机器造型.

三级精度一般用于手工造型（手工造型误差大）七.型芯的设计(包括型芯的分块和芯头的设计)1.型芯的分块(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，排气方便。2）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。内腔简单的铸件，尽量采用“自带砂型”。用砂胎减少砂芯数目的实验2.芯头设计:

芯头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.型芯头的形状和尺寸对于型芯的装配工艺性和稳定性有很大影响.(1)垂直芯头---上芯头斜度大,高度小些,便于合箱,下芯头斜度小,高度大些,稳定.若垂直型芯粗,短,上芯头可省略.(2)水平芯头---芯头较长,芯头也有斜度,便于下芯合箱,悬壁型芯头必