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(guò)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(yàn)落砂、清理檢驗(yàn)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(shí)型砂和起模的方法，可分為手工造型和機(jī)器造型兩大類(lèi)。一、手工造型1、手工造型：全部用手工或手動(dòng)工具完成的造型。手工造型特點(diǎn)：操作靈活，工藝裝備（模樣、芯盒、砂箱）簡(jiǎn)單，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間短，適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種大小形狀的鑄件。缺點(diǎn)是對(duì)工人技術(shù)水平要求較高，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)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(diǎn)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(diǎn)及應(yīng)用見(jiàn)下表。為省卻挖砂操作，在造型前特制一個(gè)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(diǎn)及應(yīng)用造型方法主要特點(diǎn)適用范圍整模造型整體模，平面分型面，型腔在一個(gè)砂箱內(nèi)；造型簡(jiǎn)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(gè)砂箱，造型簡(jiǎn)便。挖砂造型假箱造型最大截面位于一端并為平面的簡(jiǎn)單鑄件的單件、小批生產(chǎn)。最大截面在中部，一般為對(duì)稱(chēng)性鑄件，如套、管、閥類(lèi)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(shí)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(duì)鑄件上妨礙起模的小部分做成活動(dòng)部分，起模時(shí)先取出主體部分，再取出活動(dòng)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(dòng)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(diǎn)及應(yīng)用造型方法主要特點(diǎn)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(lèi)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(gè)分型面。主要用于手工造型，具兩個(gè)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(shí)、起模等操作的造型方法生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，砂型質(zhì)量好（緊實(shí)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(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)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(jiǎn)單，但易漏砂，用于型腔簡(jiǎn)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(yùn)輸設(shè)備（鑄型輸送機(jī)或輥道）聯(lián)系起來(lái)，組成一套機(jī)械化、自動(dòng)化鑄造生產(chǎn)系統(tǒng)。如圖4、5所示。

生產(chǎn)過(guò)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(diǎn)，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(mǎn)足鑄造性能和鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求。一、鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求

鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除應(yīng)滿(mǎn)足零件的使用要求外，還應(yīng)使鑄造工藝過(guò)程簡(jiǎn)化，以提高生產(chǎn)和質(zhì)量，且成本降低。1、鑄件外形設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)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(tái)。第五節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性一、鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求

2、鑄件內(nèi)腔設(shè)計(jì)盡量減少不必要的型芯；需要型芯時(shí)應(yīng)考慮支撐、排氣、清砂要求。對(duì)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(jì)；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(jì)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(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件結(jié)構(gòu)，必須滿(mǎn)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(jì)1）鑄件的最小壁厚：在各種工藝條件下，鑄造和進(jìn)能充滿(mǎn)型腔的最小厚度；主要取決于合金的種類(lèi)、鑄件的大小及形狀；如書(shū)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(gè)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(jì)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(guò)渡。如圖15所示。3、避免鑄件收縮受阻的設(shè)計(jì)鑄件收縮受阻時(shí)，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(jì)細(xì)長(zhǎng)形或平板類(lèi)鑄件收縮時(shí)由于內(nèi)應(yīng)力易產(chǎn)生翹曲變形，可采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)或采用加強(qiáng)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(duì)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(tái)8—模樣9—轉(zhuǎn)板圖4造型生產(chǎn)線示意圖圖5自動(dòng)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(dòng)造型機(jī)5—刷砂刷6—平車(chē)7—放箱機(jī)8—翻轉(zhuǎn)機(jī)9—合型機(jī)10—輥道11—換模小車(chē)12—上箱自動(dòng)造型機(jī)14—鑄型15—澆注工段16—輸送帶圖13壁厚對(duì)鑄件的影響圖14壁厚逐步過(guò)渡圖15鑄件接頭結(jié)構(gòu)a)交錯(cuò)接頭