第三、四節(jié)砂型(芯)制造、砂型鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性

砂型鑄造是應(yīng)用最廣的鑄造方法，約占總產(chǎn)量的80%以上，其基本工藝過程如下：

第三節(jié)砂型鑄造方法零件圖鑄造工藝圖模樣圖、芯盒圖、鑄型裝配圖制造模樣及芯盒混制芯砂預(yù)處理造型材料混制型砂造型制芯準(zhǔn)備爐料熔煉金屬澆注化驗落砂、清理檢驗熱處理合格鑄件合型烘干鑄型烘干芯子主要工序視頻演示第三節(jié)砂型鑄造方法

造型和制芯是砂型鑄造最基本的工序，按照緊實型砂和起模的方法，可分為手工造型和機(jī)器造型兩大類。一、手工造型1、手工造型：全部用手工或手動工具完成的造型。手工造型特點：操作靈活，工藝裝備（模樣、芯盒、砂箱）簡單，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短，適應(yīng)性強，可用于各種大小形狀的鑄件。缺點是對工人技術(shù)水平要求較高，生產(chǎn)率低，勞動強度大，鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定。用于單件、小批生產(chǎn)。2、常用手工造型特點及應(yīng)用

手工造型按模樣特征可分為：整模造型，分模造型、活塊造型、挖砂造型、假箱造型、刮板造型；按砂箱特征分：兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型。具體特點及應(yīng)用見下表。為省卻挖砂操作，在造型前特制一個底胎，然后在底胎上造下箱；底胎可多次使用，不參與澆注。常用手工造型方法的特點及應(yīng)用造型方法主要特點適用范圍整模造型整體模，平面分型面，型腔在一個砂箱內(nèi)；造型簡單，鑄件精度表面質(zhì)量較好。分模造型模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱，造型簡便。挖砂造型假箱造型最大截面位于一端并為平面的簡單鑄件的單件、小批生產(chǎn)。最大截面在中部，一般為對稱性鑄件，如套、管、閥類零件單件、小批生產(chǎn)。模樣為整體，但分型面不是平面，造型時手工挖去阻礙取模的型砂，生產(chǎn)率低，技術(shù)水平高。分型面不是平面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)。分型面不是平面的鑄件的成批生產(chǎn)?；顗K造型對鑄件上妨礙起模的小部分做成活動部分，起模時先取出主體部分，再取出活動部分。用于妨礙起模部分的鑄件的單件、小批生產(chǎn)。生產(chǎn)錄像生產(chǎn)錄像生產(chǎn)錄像生產(chǎn)錄像生產(chǎn)錄像采用活動砂箱造型，合型后脫出砂箱。續(xù)表8-2常用手工造型方法的特點及應(yīng)用造型方法主要特點適用范圍刮板造型用刮板代替模樣造型。節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)率低，技術(shù)水平高，精度較差。兩箱造型鑄型由上型和下型構(gòu)成，各類模樣，操作方便三箱造型脫箱造型用于等截面或回轉(zhuǎn)體大中型鑄件的單件、小批生產(chǎn)。最基本的造型方法。各種鑄型，各種批量。鑄件兩端截面尺寸比中間大，必須有兩個分型面。主要用于手工造型，具兩個分型面的鑄件的單件、小批生產(chǎn)。由于小鑄件的生產(chǎn)。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、大型鑄件的單件、小批生產(chǎn)。生產(chǎn)錄像生產(chǎn)錄像

是指用機(jī)器完成填砂、緊實、起模等操作的造型方法生產(chǎn)效率高，勞動條件好，砂型質(zhì)量好（緊實度高而均勻，型腔輪廓清晰，鑄件質(zhì)量也好。但設(shè)備和工藝裝備費用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間較長，適于中小鑄件的成批或大量生產(chǎn)。第三節(jié)砂型鑄造方法二、機(jī)器造型1、機(jī)器造型方法震壓造型、微震壓實造型、高壓造型、射壓造型、空氣沖擊造型、拋砂造型

機(jī)器造型錄像二、機(jī)器造型2、機(jī)器造型的起模方法1）頂箱起模：如圖1所示。機(jī)構(gòu)簡單，但易漏砂，用于型腔簡單高度小的鑄型，多用于上型，以省卻翻箱。2）漏模起模：如圖2所示。一般用于形狀復(fù)雜或高度較大的鑄型。3）翻轉(zhuǎn)起模：如圖3所示。機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，但不易掉砂，適用于型腔較深，形狀復(fù)雜的鑄型，常用于下型。四、造型生產(chǎn)線將造型機(jī)和其它輔機(jī)（翻轉(zhuǎn)機(jī)、下芯機(jī)、合型機(jī)、壓鐵機(jī)、落砂機(jī)等）按造鑄造工藝流程，用運輸設(shè)備（鑄型輸送機(jī)或輥道）聯(lián)系起來，組成一套機(jī)械化、自動化鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)。如圖4、5所示。

生產(chǎn)過程錄像思考題：1、手工造型常用哪幾種造型方法，各適用于何種零件？2、機(jī)器造型有何優(yōu)缺點，有哪幾種緊砂方法、起模方法？第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性

鑄件結(jié)構(gòu)工藝性指鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)要求，滿足鑄造性能和鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。一、鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求

鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，除應(yīng)滿足零件的使用要求外，還應(yīng)使鑄造工藝過程簡化，以提高生產(chǎn)和質(zhì)量，且成本降低。1、鑄件外形設(shè)計設(shè)計時應(yīng)盡量避免側(cè)凹、窄槽和不必要的曲面。如圖6的箱蓋鑄件；圖7的箱體鑄件；圖8的托架結(jié)構(gòu)；圖9的凸臺。第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性一、鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求

2、鑄件內(nèi)腔設(shè)計盡量減少不必要的型芯；需要型芯時應(yīng)考慮支撐、排氣、清砂要求。對薄壁和耐壓零件盡量不用芯撐，可采用工藝孔。如圖10的內(nèi)腔設(shè)計；圖11的軸承架結(jié)構(gòu)；圖12的工藝孔。3、考慮結(jié)構(gòu)斜度垂直于分型面的非加工面應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)斜度，以便于起模。第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性二、合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件結(jié)構(gòu)，必須滿足合金鑄造性能的要求，不然可能產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷。1、鑄件壁厚的設(shè)計1）鑄件的最小壁厚：在各種工藝條件下，鑄造和進(jìn)能充滿型腔的最小厚度；主要取決于合金的種類、鑄件的大小及形狀；如書表1-2給出了砂型鑄造下不同合金的最小壁厚。2）鑄件的臨界壁厚：厚壁鑄件，易產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷，力學(xué)性能下降，故存在一個最大壁厚；一取最小壁厚的三倍。3）鑄件壁厚應(yīng)均勻，避免厚大截面，并防止壁厚的突變。如圖13；圖14所示。2、鑄件壁間連接的設(shè)計為減少熱節(jié)、防止縮孔，減少應(yīng)力，防止裂紋，壁間應(yīng)圓角連接并逐步過渡。如圖15所示。3、避免鑄件收縮受阻的設(shè)計鑄件收縮受阻時，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂紋，故應(yīng)盡量避免受阻收縮。如圖16的輪輻可采用奇數(shù)輪輻數(shù)或采用彎曲輪輻。4、防止鑄件翹曲變形的設(shè)計細(xì)長形或平板類鑄件收縮時由于內(nèi)應(yīng)力易產(chǎn)生翹曲變形，可采用對稱結(jié)構(gòu)或采用加強筋。如圖17所示。第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性二、合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求圖1頂箱起模1—模板2—頂桿3—砂箱圖2漏模起模1—模板4—型砂5—模樣平面部分6—模樣凸起部分圖3翻轉(zhuǎn)起模1—模板7—承受臺8—模樣9—轉(zhuǎn)板圖4造型生產(chǎn)線示意圖圖5自動造型生產(chǎn)線21—卸箱機(jī)2—移箱機(jī)3、13—落砂4—下箱自動造型機(jī)5—刷砂刷6—平車7—放箱機(jī)8—翻轉(zhuǎn)機(jī)9—合型機(jī)10—輥道11—換模小車12—上箱自動造型機(jī)14—鑄型15—澆注工段16—輸送帶圖13壁厚對鑄件的影響圖14壁厚逐步過渡圖15鑄件接頭結(jié)構(gòu)a)交錯接頭