成形工藝基礎(chǔ)砂型鑄造

成形工藝基礎(chǔ)砂型鑄造成形工藝基礎(chǔ)－鑄31第1頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄32

掌握砂型鑄造是合理選用鑄造方法，正確設(shè)計鑄件的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，金工課的核心內(nèi)容。

鑄造工藝圖—在零件圖上用各種工藝符號及參數(shù)表示出鑄造工藝方案的圖形。其中有：澆注位置、鑄型分型面、芯（非“蕊”也）子的數(shù)量、形狀、尺寸及固定方法、加工余量、澆注系統(tǒng)、起模斜度、冒口和冷鐵的尺寸和布置等。第2頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄33第3頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄34

型(芯)砂按粘結(jié)劑的種類可分為：

1.粘土砂粘土砂是以粘土為粘結(jié)劑配制成的型砂。由原砂(應(yīng)用最廣的是硅砂,主成分SiO2)、粘土、水及附加物按一定比例配制而成。粘土砂是迄今為止鑄造生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的型砂?？捎糜谥圃扈T鐵件、鑄鋼件及非鐵合金的鑄型和不重要的型芯。粘土砂結(jié)構(gòu)見示意圖。第4頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄35

2.水玻璃砂

水玻璃砂是以水玻璃（硅酸鈉Na2O·mSiO2的水溶液）為粘結(jié)劑配制成的化學(xué)硬化砂。它是除粘土砂外用得最廣泛的一種型砂。水玻璃砂鑄型或芯無需烘干、硬化速度快、生產(chǎn)周期短、易于機(jī)械化、勞動條件改善。

3.油砂和合脂砂

油砂是以桐油、亞麻仁油等植物油為粘結(jié)劑配制成的型砂。第5頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄36

合脂砂以合成脂肪酸殘渣經(jīng)煤油稀釋而成的合脂作粘結(jié)劑。油砂或合脂砂制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求高的型芯

4.樹脂砂

樹脂砂是以樹脂為粘結(jié)劑配制成的型砂。又分為熱硬樹脂砂、殼型樹脂砂、覆模砂等。用樹脂砂造型或制芯，鑄件質(zhì)量好、生產(chǎn)率高、節(jié)省能源和工時費(fèi)用、工人勞動強(qiáng)度低、第6頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄37易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械和自動化、適宜成批大量生產(chǎn)。型砂還包括石墨型砂、水泥砂和流態(tài)砂等.

二、型(芯)砂性能

為防止鑄件產(chǎn)生粘砂、夾砂、砂眼、氣孔和裂紋等缺陷，型砂應(yīng)具備下列性能。

1.型砂強(qiáng)度

指型砂試樣抵抗外力破壞的能力。

2.透氣性

表示緊實(shí)砂樣孔隙度的指標(biāo)。第7頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄38

若透氣性不好，易在鑄件內(nèi)部形成氣孔等缺陷。

3.型砂耐火性

型砂耐火性指型砂承受高溫作用的能力。耐火性差，鑄件易產(chǎn)生粘砂。

4.退讓性退讓性指型砂不阻礙鑄件收縮的高溫性能。退讓性不好，鑄件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或開裂。還有:緊實(shí)度、成形性、起模性及潰散性等.第8頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄39

三、手工造型

1.砂箱及造型工具如圖所示。

2.常見手工造型方法

1)整模造型

特點(diǎn)是：模樣是整體的，鑄型的型腔一般只在下箱。整模造型因操作簡便，無砂箱錯位現(xiàn)象，適用于外形輪廓上有一個平面可作分型面的簡單鑄件，如齒輪坯、軸承、皮帶、輪罩等。第9頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄310

2)分模造型特點(diǎn)是：鑄件的最大截面不在端部而在中部，因而木模沿最大截面分成兩半。操作簡便，適用于形狀較復(fù)雜的鑄件，特別廣泛用于有孔或帶有型芯的鑄件，如套筒、水管、閥體、箱體、曲軸、立柱等。后圖為水管鑄件的分模造型過程。

3)挖砂造型

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當(dāng)鑄件最大截面在中部，模樣又不便分成兩半(如分模后模樣太薄或分面是曲面)時，只能將模樣做成整模，造型時挖掉防礙起模的砂子。

挖砂造型操作麻煩，生產(chǎn)率低，要求操作技術(shù)水平高，僅適用于單件小批量生產(chǎn)。對于分型面為階梯面或曲面的鑄件，當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量較多時，可用成形底板代替平面底板，并將模樣放置在成形底板上造型，可省去挖砂操作。第11頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄312

成形底板可根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量的不同，分別用金屬、木材制作；如果件數(shù)不多，可用粘土較多的型砂春緊制成砂質(zhì)成形底板，稱為假箱。

4)活塊造型將模樣上妨礙起模的部分，如凸臺、肋、耳等，做成活動的，稱為活塊。活塊用銷式燕尾與模樣的主體連接，在起模時須先取出模樣主體，然后取出活塊。第12頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄313

5)刮板造型

用與鑄件截面相適應(yīng)的刮板代替實(shí)體模樣造型的方法。刮板造型，可以降低模樣成本，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，但要求操作技能高，鑄件尺寸精度低，生產(chǎn)率低，故只適用于中小批生產(chǎn)尺寸較大的回轉(zhuǎn)體鑄件，如皮帶輪、齒輪等。

下面請同學(xué)們，根據(jù)前面的討論，試分析下面的圖例，應(yīng)該用何種方法造型。第13頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄314

1.單件、小批生產(chǎn)圖示件屬大尺寸、回轉(zhuǎn)體，可采用刮板－地坑造型。

2.成批生產(chǎn)當(dāng)批量大，但又無機(jī)械化生產(chǎn)條件時，可采用模樣兩箱造型。

四、機(jī)器造型（造芯）手工造型中的摏箱、起模兩工序不僅效率低，勞動條件差，而且鑄件尺寸不準(zhǔn)確等不足。第14頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄315

機(jī)器造型能較好的改變上述缺點(diǎn)。用機(jī)器代替手工進(jìn)行造型(芯),稱機(jī)器造型(芯).

造型過程包括：填砂、緊實(shí)、起模、下芯、合箱以及鑄型、砂箱的運(yùn)輸?shù)裙に嚟h(huán)節(jié)。大部分造型機(jī)主要是實(shí)現(xiàn)型砂的緊實(shí)和起模工序的機(jī)械化，至于合箱、鑄型和砂箱的運(yùn)輸則由輔助機(jī)械來完成。不同的緊砂方法和起模方式的組合，組成了不同的造型機(jī)。第15頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄316

造型機(jī)的種類很多，按緊砂方法不同可分:

震壓式造型機(jī)；震實(shí)式造型機(jī)；壓實(shí)式造型機(jī)；射壓式造型機(jī)；

及氣沖式造型機(jī)等。

1.震壓式造型機(jī)這類造型機(jī)主要由震擊機(jī)構(gòu)、壓實(shí)機(jī)構(gòu)、起模機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。第16頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄317

多通過震擊和壓實(shí)緊實(shí)型砂，絕大部分都是邊震邊壓。震擊壓實(shí)都采用氣動,為高頻率低振幅的微振形式,鑄型硬度均勻.

為減輕振動，設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)，緩沖機(jī)構(gòu)有氣墊式和彈簧式兩種。所有機(jī)器都帶有起模結(jié)構(gòu)，起模比較平穩(wěn)。這種造型機(jī)的特點(diǎn)是：機(jī)構(gòu)簡單、操作方便、投資較小，適用于各種材質(zhì)小件的造型。第17頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄318

氣動微振壓實(shí)造型機(jī),它采用振擊(頻率150～500次/分,振幅25～80mm)－壓實(shí)-微振(頻率700～1000次/分,振幅5～10mm)來緊實(shí)造型。這種造型機(jī)噪音較小,型砂緊實(shí)度均勻,生產(chǎn)率高.

2.射壓式造型機(jī)射壓式造型機(jī)有兩種機(jī)型，一種是垂直分型無箱造型機(jī)，另一種是水平分型脫箱造型機(jī)。第18頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄319

其共同的特點(diǎn)是：不用砂箱，節(jié)省工裝費(fèi)用，占地面積較小。垂直分型無箱造型是指在造型、下芯、合型及澆注過程中，鑄型的分型面呈垂直狀態(tài)（垂直于地面）的無箱射壓造型法。

3.其他機(jī)器造型壓實(shí)造型機(jī)中有高壓造型機(jī)和水平分型脫箱壓實(shí)造型機(jī)兩種。

1)高壓造型機(jī)近年來正向負(fù)壓加砂高壓第19頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄320

造型機(jī)發(fā)展，它的最大特點(diǎn)是：在負(fù)壓狀態(tài)下完成加砂和壓實(shí)，所以，加砂均勻，并有一定的預(yù)緊實(shí)作用再加上壓實(shí)作用，鑄型強(qiáng)度高且均勻。

2)多觸頭高壓造型機(jī)由許多可單獨(dú)動作的觸頭組成，可分為主動伸縮的主動式觸頭和浮動式觸頭。如圖示。

4.拋砂造型

5.射芯機(jī)

6.機(jī)器造型的工藝特點(diǎn)

(1)基本形式模板兩箱

(2)運(yùn)用環(huán)芯頂替三箱第20頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄321第21頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄322

1.重要的加工面應(yīng)朝下，避免砂眼氣孔和夾渣。

2.平板圓盤大面應(yīng)朝下，減少輻射防開裂夾渣。

3.薄壁大面朝下或垂直，防止產(chǎn)生澆不足冷隔。

4.厚大部分在上或側(cè)面；考慮安放冒口利補(bǔ)縮。一、澆注位置選擇原則第22頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄323第23頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄324第24頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄325

2.最小鑄孔灰鐵件，單件生產(chǎn)30～50mm時不鑄出。但不要求加工的孔、槽，無論大小均應(yīng)鑄出。

二、起模斜度

注意：起模斜度與結(jié)構(gòu)斜度的區(qū)分！

起模斜度:為便于取模，在平行于起模方向的模樣(零件加工表面)表面上所增加的斜度。

結(jié)構(gòu)斜度:為便于取模，在零件不加工表面表面上所增加的斜度。第25頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄326

起模斜度與結(jié)構(gòu)斜度的異同項目起模斜度結(jié)構(gòu)斜度表達(dá)者工藝師設(shè)計師表達(dá)處鑄造工藝圖零件設(shè)計圖承載處平行于起模方向的零件加工表面平行于起模方向的零件不加工表面鑄造后經(jīng)切削而去除成為零件的結(jié)構(gòu)部分作用便于起模便于起模第26頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄327

三、收縮率模樣尺寸比鑄件放大一個該合金的收縮量。如：灰鐵0.7～1％。鑄鋼為1.3～2％四、型芯設(shè)計型芯設(shè)計內(nèi)容很多，如:型芯數(shù)量、形狀、型芯頭結(jié)構(gòu)、下芯順序及芯骨與通氣等。其中，型芯頭是芯子的重要組成部分，起定位和支撐型芯、排除芯子內(nèi)氣體的作用。而型芯頭泛指：支撐芯子的芯子頭和鑄型的型芯座。第27頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄328第28頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄329方案Ⅲ的鑄造工藝圖第29頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄330第30頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄331第31頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄332第32頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄333第33頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄334第34頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄335第35頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄336

將妨礙起模的型砂挖掉，適用形狀復(fù)雜的鑄件單件小批生產(chǎn)。

活塊造型：鑄件側(cè)面有局部凸起，妨礙起模，可將凸臺做成活塊。適用側(cè)面有凸臺、肋條的結(jié)構(gòu)。

三箱造型：鑄件中間小，兩端大。須兩個分型面。第36頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄337第37頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄338砂箱刮砂板底板砂舂通氣針起模針皮老虎鏝刀鏝勺提勾第38頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄339第39頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄340第40頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄341第41頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄342第42頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄343第43頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄344第44頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄345第45頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄346第46頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄347第47頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄348第48頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄349第49頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄350第50頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄351第51頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎(chǔ)－鑄352第52頁，共