《金工實(shí)習(xí)》第一章課件

第一章鑄造第一章鑄造

了解鑄造生產(chǎn)的安全技術(shù)；了解砂型鑄造的生產(chǎn)過程。了解型砂（芯）的基本組成及其主要性能。掌握手工造型的工藝方法。掌握分型面和澆注系統(tǒng)的組成和作用。了解特種鑄造的基本知識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解鑄造生產(chǎn)的安全技術(shù)；了解砂型鑄造的生產(chǎn)過程。學(xué)習(xí)目標(biāo)鑄造是將熔融的金屬液澆入具有和零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔內(nèi)，待其冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的金屬件的方法。鑄造的兩個(gè)基本過程為填充鑄型和冷卻凝固。鑄造的成形方法主要分為砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造的生產(chǎn)工序主要包括制模、配砂、造型（芯）、合型、熔煉、澆注、落砂清理和檢驗(yàn)。其生產(chǎn)工藝過程如圖1-1：1.1概述圖1-1砂型鑄造的工藝過程鑄造是將熔融的金屬液澆入具有和零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔內(nèi)，待砂型是由型砂制成的。型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量不好會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂和夾砂等缺陷。1.2型砂1.2.1型砂的組成型砂主要是由原砂、黏結(jié)劑、附加物和適量的水混合而成的。原砂：是型砂的主體，主要由耐高溫的SiO2組成。黏結(jié)劑：包括膨潤土、黏土、水泥、水玻璃等。附加物：包括煤粉、鋸木屑、滑石粉、細(xì)石英砂、固化劑等。砂型是由型砂制成的。型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量1.2.2對型砂性能的要求

型砂在鑄造過程中要經(jīng)受搗實(shí)、搬運(yùn)、高溫金屬液的沖刷等，因此，要求型砂必須具備強(qiáng)度好、透氣性好、可塑性強(qiáng)、耐火性好、有退讓性。1.2.3型砂的制備

型砂的制備過程是：首先將新砂、舊砂、黏結(jié)劑和附加物等加入混砂機(jī)中進(jìn)行攪拌干混2～3min，然后加水濕混5～7min，性能符合要求后從出砂口卸砂，最后再堆放4～5h，使型砂中的水分均勻混合。1.2.2對型砂性能的要求1.2.3型砂的制備1.3造型造型是用型砂及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程，是制造鑄件最主要的工序。造型分為手工造型和機(jī)器造型。1.3.1鑄型鑄型是依據(jù)零件形狀用造型材料（制造鑄型和型芯的材料）制成的。鑄型按照造型材料的不同，分為砂型鑄型（簡稱砂型）和金屬型鑄型。鑄型由上、下砂型、型腔（形成鑄件形狀的空腔）、澆注系統(tǒng)和砂箱等部分組成，如圖1-2。圖1-2鑄型示意圖1.3造型造型是用型砂及模樣等工藝裝備制1.3.2手工造型

手工造型是由人工用造型工具制造砂型的方法。手工造型操作靈活，工藝裝備簡單，但生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，適于單件小批量生產(chǎn)。

手工造型常用的造型方法如下：1、整模造型

整模造型是用整體模樣進(jìn)行造型的方法。。以圖1-3所示的零件，來講解整模造型的操作步驟和操作要求。1）造型前準(zhǔn)備工作在造型前，我們應(yīng)首先根據(jù)鑄件的工藝要求準(zhǔn)備好型砂、底板、模樣、芯盒、砂箱和必要的造型工具，然后才能開始造型。圖1-3鑄造零件1.3.2手工造型1、整模造型整模造型是用2）操作步驟及要求①安放平板、模樣及砂箱，如圖1-4所示：②填砂和緊實(shí)：圖1-4安放平板模樣及下砂箱圖1-5填砂、緊實(shí)并刮去多余的型砂2）操作步驟及要求②填砂和緊實(shí)：圖1-4安放平板模樣及③翻型并放置上砂箱：④撒防粘模材料并填砂舂緊：如圖1-7⑤修整上砂箱并做出定位記號(hào)：如圖1-8圖1-6翻轉(zhuǎn)下砂型并放置上砂箱圖1-7撒分型砂、填砂并舂緊圖1-8取出澆口棒并做出定位符號(hào)③翻型并放置上砂箱：④撒防粘模材料并填砂舂緊：如圖1-7⑥開箱并起模，如圖1-9所示：⑦修型并合型：將上砂型合并在下砂型上，放置適當(dāng)重量的壓鐵，如圖1-10（a）和（b）所示。鑄件澆注保溫后從砂箱中取出，如圖1-10（c）所示。（a）（b）（c）圖1-9開上砂箱并起模圖1-10修型并合型⑥開箱并起模，如圖1-9所示：⑦修型并合型：將上砂型合并（1）模樣的放置（2）舂砂（3）撒分型砂注意模樣的起模方向應(yīng)留出澆口棒的安放位置應(yīng)使鑄件的重要加工面處在澆注位置的底面或側(cè)面應(yīng)留出30～100mm的吃砂量。砂型下部要比上部緊實(shí)度高。下砂型要比上砂型緊實(shí)度高。砂型型腔的緊實(shí)度要高，以抵抗熔融金屬液的壓力。為了使上、下砂箱不粘在一起，常在分型面上撒一層分型砂。注意模樣表面的分型砂，特別是模樣凹角處所撒的分型砂一定要清掃干凈，否則將影響鑄件表面質(zhì)量。3）操作要點(diǎn)（1）模樣的放置（2）舂砂（3）撒分型砂注意模樣的起模方向砂2、分模造型

分模造型是用分塊模樣進(jìn)行造型的方法，其造型過程與整模造型相比，增加了放、取上半模樣的兩個(gè)操作。其特點(diǎn)是將模樣分為兩半，分模面是模樣的最大截面，鑄件型腔位于兩個(gè)砂箱內(nèi)。以圖1-11所示的套筒零件為例來講解分模造型的工藝過程。圖1-11套筒零件1）操作步驟及要求造芯：造下型：如圖1-12所示。圖1-12造下型2、分模造型分模造型是用分塊模樣進(jìn)行造型的方法，造上型：如圖1-13所示。④開箱并起模：如圖1-14所示。圖1-13造上砂型圖1-14打開上砂型并起模圖1-15開澆道并下芯（a）合型（b）帶有澆注系統(tǒng)的鑄件圖1-16合型和帶有澆注系統(tǒng)的鑄件⑤開澆道并下芯：如圖1-15所示。⑥合型：最后按標(biāo)記將上砂型合并在下砂型上，如圖1-16（a）所示。如圖1-16（b）所示為帶有澆注系統(tǒng)的鑄件。造上型：如圖1-13所示。圖1-13造上砂型圖1-14①檢查模樣配合是否嚴(yán)密。②檢查砂芯的干燥程度和表面質(zhì)量，如有損壞，應(yīng)經(jīng)過修補(bǔ)、刷涂料、烘干后再使用。③若砂箱上沒有定位裝置，一定要特別細(xì)心地對正定位記號(hào)，以防錯(cuò)箱。操作要點(diǎn)123①檢查模樣配合是否嚴(yán)密。操作要點(diǎn)1233、挖砂造型挖砂造型是需對分型面進(jìn)行挖修后才能取出模樣的造型方法。挖砂造型的模樣多為整體的，鑄型的分型面是不平分型面。挖砂造型的操作技術(shù)要求較高，生產(chǎn)效率較低。挖砂造型主要適用于形狀較復(fù)雜的鑄件的單件生產(chǎn)。以圖1-17（a）所示手輪零件為例來講解挖砂造型的工藝過程。圖1-17（a）零件圖3、挖砂造型挖砂造型是需對分型面進(jìn)行挖修后才能取1）操作步驟①造下型：如圖1-17（b）所示。②翻轉(zhuǎn)下型并挖修分型面：如圖1-17（c）和圖1-17（d）所示。圖1-17（b）造下型圖1-17（d）挖修分型面圖1-17（c）翻轉(zhuǎn)下型③造上型：如圖1-17（e）所示。④開箱、起模并合型：如圖1-17（f）所示。圖1-17（e）造上型圖1-17（g）帶澆注系統(tǒng)的鑄件圖1-17（f）開箱、起模并合型1）操作步驟圖1-17（b）造下型圖1-17（d）挖①挖砂時(shí)，一定要使所挖的分型面與模樣的凸點(diǎn)封閉，連線構(gòu)成的平面或曲面相連接，這樣不僅利于起模，還不易形成鑄造缺陷。②分型面應(yīng)修得光滑平整，挖砂部位的坡度應(yīng)適當(dāng)。③由于下砂型挖掉了一部分型砂，分型面不再是一個(gè)平面。因此，在上砂型中形成了一個(gè)吊砂，所以在開型和合型時(shí)一定要仔細(xì)，以防損壞型腔。操作要點(diǎn)123①挖砂時(shí)，一定要使所挖的分型面與模樣的凸點(diǎn)封閉，連線構(gòu)成的4．活塊模造型活塊模造型是采用帶有活塊的模樣進(jìn)行鑄造的方法。模樣上可拆卸或者能活動(dòng)的部分稱為活塊?；顗K模造型的特點(diǎn)。模樣主體可以是整體的，也可以是分開的。對工人的操作技術(shù)要求較高，操作較麻煩，生產(chǎn)效率較低。活塊模造型適用于具有無法直接起模的鑄件，如帶有凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)的鑄件。以圖1-18（a）所示零件為例來講解活塊模造型的工藝過程。圖1-18（a）零件圖4．活塊模造型活塊模造型是采用帶有活塊的模樣進(jìn)行1）操作步驟活塊模造型的工藝過程與整模造型相似，但有以下幾點(diǎn)不同之處。①采用帶有銷釘?shù)幕顗K模造型時(shí)，當(dāng)模樣被型砂固定后，應(yīng)將固定活塊的銷釘及時(shí)取出，否則模樣將無法拔出，如圖1-18（e）所示。（e）造下型并拔出銷釘（b）鑄件（c）用銷釘連接的活塊（d）燕尾連接的活塊②起模時(shí)，應(yīng)先取出模樣的主體部分，再用彎曲的取模針取出活塊，如圖1-18（f）和圖1-18（g）所示。圖1-18（f）取出模樣主體圖1-18（g）取出活塊圖1-18活塊模造型1）操作步驟（e）造下型并拔出銷釘（b）鑄件（c）用銷釘連接①造型前應(yīng)檢查活塊與模樣主體的定位是否準(zhǔn)確，配合的松緊程度是否適當(dāng)。若太緊則活塊脫離模樣主體時(shí)，起模困難；太松則活塊容易錯(cuò)位，影響鑄件質(zhì)量。②舂砂至活塊時(shí)，應(yīng)注意不要使活塊錯(cuò)位。③連接活塊的銷釘不要過早取出，以免舂砂時(shí)活塊錯(cuò)位。④起模后要將活塊與模樣及時(shí)按照規(guī)定安裝好，切勿將活塊丟棄。操作要點(diǎn)1234①造型前應(yīng)檢查活塊與模樣主體的定位是否準(zhǔn)確，配合的松緊程度5．假箱造型當(dāng)批量生產(chǎn)挖砂造型的鑄件時(shí)，為避免重復(fù)挖砂，可采用假箱造型。如圖1-19所示，先做一個(gè)假箱（半個(gè)鑄型）以代替底板，接著在假箱上造下型，然后翻轉(zhuǎn)下型造上型。由于假箱只起底板作用，只用于造型，不參加合型澆注，故稱為假箱。圖1-19手輪的假箱造型（a）模樣放在假箱上（b）造下型（c）翻轉(zhuǎn)下型，造上型5．假箱造型當(dāng)批量生產(chǎn)挖砂造型的鑄件時(shí)，為避免6．刮板造型刮板造型是用一塊和鑄件截面形狀相一致的模板（又稱刮板）來代替模樣進(jìn)行操作的造型方法。

刮板造型的工藝過程為：先安裝刮板支架和刮板，刮板位置應(yīng)當(dāng)用水平儀校正，以保證刮板軸與分型面垂直。造型時(shí)將刮板繞著固定的中心軸旋轉(zhuǎn)，在型砂中刮出所需的型腔。（a）零件圖（b）刮板圖1-20大帶輪的刮板造型過程（c）芯頭模樣6．刮板造型刮板造型是用一塊和鑄件截面形狀相一致如圖1-20（d）所示為在砂箱內(nèi)刮制下型，如圖1-20（e）所示為在砂箱內(nèi)刮制上型，然后用上、下芯頭模樣分別壓制出上、下芯座。在上、下型分型面上分別畫出通過軸心的兩條相互垂直的直線，將直線引至箱邊做出記號(hào)，作為合型的定位線。最后安放芯頭，合箱，如圖1-20（f）所示。圖1-20（e）刮制上型圖1-20（f）下芯并合型特點(diǎn)：刮板造型模樣簡單，節(jié)省制模材料，但是造型操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，僅適用于大、中型旋轉(zhuǎn)體鑄件的單件生產(chǎn)。（d）刮制下型圖1-20大帶輪的刮板造型過程如圖1-20（d）所示為在砂箱內(nèi)刮制下型，如圖7．三箱造型用三個(gè)砂箱制造型腔的過程稱為三箱造型。其適用于某些形狀復(fù)雜，具有兩端截面大，而中間截面小的鑄件。如圖1-21所示為帶輪的三箱造型過程。（a）零件圖（b）模樣圖1-21帶輪的三箱造型過程（c）造中型（d）造下型7．三箱造型用三個(gè)砂箱制造型腔的過程稱為三箱造三箱造型特點(diǎn)：模樣必須是分開的，以便從中型內(nèi)取出模樣。中型上下兩面都是分型面，且中箱高度應(yīng)與中型模樣高度相近。操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且難以用機(jī)器造型。三箱造型適用于鑄造形狀復(fù)雜，且具有兩個(gè)分型面的單件小批量生產(chǎn)的鑄件。圖1-21帶輪的三箱造型過程（e）翻轉(zhuǎn)下型和中型（f）造上型（g）開箱并起模（h）下芯并合型三箱造型特點(diǎn)：圖1-21帶輪的三箱造型過程（e）翻轉(zhuǎn)下型1.3.3機(jī)器造型

機(jī)器造型是用機(jī)械全部或者部分完成造型操作的方法。與靈活多變的手工造型相比，機(jī)器造型生產(chǎn)效率高，鑄件質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程（a）填砂圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程（b）振動(dòng)緊砂1．振壓式造型機(jī)造型

振壓式造型機(jī)是具有振實(shí)、壓實(shí)和起模裝置的機(jī)器，如圖1-22所示為振壓式造型機(jī)的工作過程。①填砂：如圖1-22（a）所示。②振擊：如圖1-22（b）所示。1.3.3機(jī)器造型圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程③壓實(shí)：如圖1-22（c）所示。④起模：如圖1-22（d）所示。（c）壓實(shí)頂部型砂

（d）起模圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程③壓實(shí)：如圖1-22（c）所示。（c）壓實(shí)頂部型砂（d2．造型生產(chǎn)線大批量生產(chǎn)時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，一般采用各種鑄型輸送裝置，將造型機(jī)和鑄造工藝過程中各種輔助設(shè)備連接起來，組成機(jī)械化或自動(dòng)化的造型系統(tǒng)，稱為造型生產(chǎn)線，如圖1-23所示。圖1-23造型生產(chǎn)線示意圖

由圖1-23所示可知，造型生產(chǎn)線的工藝流程是：造型機(jī)分別造好上、下型，下型翻轉(zhuǎn)后，由落箱機(jī)送到鑄型輸送機(jī)的平臺(tái)上，手工下芯，由合箱機(jī)合上型。然后由壓鐵機(jī)將壓鐵放在鑄型上，接著鑄型被運(yùn)送到澆注段處澆注。澆筑完成后進(jìn)入冷卻室。冷卻后壓鐵機(jī)取走壓鐵，鑄型經(jīng)捅箱機(jī)被送至落砂機(jī)上。落砂后，舊砂和鑄件分別運(yùn)到砂處理和清理工部，空砂箱被送回至造型機(jī)旁。2．造型生產(chǎn)線圖1-23造型生產(chǎn)線示意圖由圖1.4造芯為獲得鑄件的內(nèi)腔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔內(nèi)部的鑄型組元稱型芯。絕大部分型芯是用芯砂制成的，又稱砂芯。砂芯必須具有比砂型更高的強(qiáng)度、透氣性、耐高溫性和退讓性等。1.4.1芯砂芯砂的種類主要有黏土砂、水玻璃和樹脂砂等，特點(diǎn)如下：黏土砂：強(qiáng)度低，需加熱烘干，潰散性差，應(yīng)用日益減少。但一般的砂芯可用黏土砂制備。水玻璃砂：主要用在鑄鋼件芯砂中。樹脂砂：由于快干自硬、強(qiáng)度高、潰散性好，被廣泛應(yīng)用，特別適用于大批量生產(chǎn)的復(fù)雜砂芯中。1.4造芯為獲得鑄件的內(nèi)腔或局部外形，1.4.2造芯工藝在造芯工藝中，應(yīng)采取相應(yīng)措施，來保證型芯的性能要求。放芯骨：砂芯中應(yīng)放入芯骨以提高強(qiáng)度，如圖1-24（a）和圖1-24（b）所示。開通氣道：砂芯中必須做出貫連的通氣道，以提高砂芯的透氣性，如圖1-24（c）所示刷涂料：大部分砂芯表面要刷一層涂料，以提高耐高溫性能，防止鑄件粘砂。烘干：烘干以去除型芯中的水分，來提高其強(qiáng)度和透氣性。圖1-24芯骨（a）鐵絲芯骨（b）鑄鐵芯骨（c）帶吊環(huán)的芯骨和通氣道1.4.2造芯工藝圖1-24芯骨（a）鐵絲芯骨（b）1.4.3制芯方法砂芯一般用芯盒制成，芯盒的空腔形狀和鑄件的內(nèi)腔相適應(yīng)。根據(jù)芯盒的結(jié)構(gòu)，手工制芯方法通常分為整體式芯盒制芯、對開式芯盒制芯和可拆式芯盒制芯三種。整體式芯盒制芯：用于制作形狀簡單的中、小型砂芯。其制作過程如圖1-25所示。圖1-25整體式芯盒制芯（a）舂砂、刮平（b）放烘芯板（c）翻轉(zhuǎn)、取芯1.4.3制芯方法圖1-25整體式芯盒制芯（a）舂砂對開式芯盒制芯：用于制造形狀復(fù)雜的中、大型砂芯。其制作過程如圖1-26所。圖1-26對開式芯盒制芯可拆式芯盒制芯：用于圓形截面的較復(fù)雜砂芯。其制作過程如圖1-27所示。圖1-27可拆式芯盒制芯對開式芯盒制芯：用于制造形狀復(fù)雜的中、大型砂芯。其制作過程如1.5合型合型（又稱合箱）是指將上型、下型、砂芯、澆口棒等組合成一個(gè)完整鑄型的操作過程。合型的主要工作包括：鑄型的檢驗(yàn)、裝配和鑄型的緊固。1.5.1鑄型的檢驗(yàn)、裝配在合型前應(yīng)檢驗(yàn)鑄型是否已達(dá)到鑄造的工藝要求。檢驗(yàn)合格后，再平穩(wěn)、準(zhǔn)確地合上上型。1.5.2鑄型的緊固為了避免由于抬箱力（上箱受到的金屬液壓力和砂芯受到的金屬液浮力的合力）而造成的缺陷，裝配好的鑄型需要緊固。緊固鑄型時(shí)應(yīng)注意用力均勻、對稱。1.5合型合型（又稱合箱）是指將上型、下1.6合金的熔煉和澆注合金的熔煉和澆注是生產(chǎn)鑄件的主要工序之一，對鑄件質(zhì)量有很大影響，若控制不當(dāng)，會(huì)使鑄件因成分和機(jī)械性能不合格而報(bào)廢。1.6.1鑄造合金的種類用于鑄造的金屬種類有鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等，其中鑄鐵件應(yīng)用最多，占鑄件總質(zhì)量的80%左右。1．鑄鐵：鑄鐵主要由含碳量>2.11%的鐵、碳和硅組成的合金。2．鑄鋼：鑄鋼包括碳鋼和合金鋼兩大類。3．鑄造有色合金：常用于鑄造的有色合金包括鋁合金、銅合金等。1.6合金的熔煉和澆注合金的熔煉和澆注是生產(chǎn)1.6.2合金的熔煉合金的熔煉是鑄造的必要過程之一。合金熔煉好壞直接影響鑄件質(zhì)量的好壞。合金的熔煉過程中應(yīng)注意：優(yōu)質(zhì)：是指合金熔融液溫度高、化學(xué)成分合格、非金屬夾雜物和氣體含量少。低耗：是指燃料、電力、熔煉原材料耗費(fèi)少，金屬燒損少。高效：是指熔化速度快。

由于沖天爐操作方便，可連續(xù)熔煉，生產(chǎn)效率高，投資少，因此，目前沖天爐是最主要的熔煉設(shè)備。1.6.2合金的熔煉優(yōu)質(zhì)：是指合金熔融液溫度高、化學(xué)成分

1．沖天爐的構(gòu)造

沖天爐是由爐體、火花捕集器、前爐、加料系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)等五部分組成，如圖1-28所示。圖1-28沖天爐的構(gòu)造2．沖天爐的熔煉過程

在熔煉金屬時(shí)，沖天爐是利用對流原理進(jìn)行的。熔煉時(shí)，熱爐氣自下而上運(yùn)動(dòng)，冷爐料自上而下移動(dòng)。兩股逆向流動(dòng)的物、氣之間進(jìn)行著熱量交換和冶金反應(yīng)，最終將金屬爐料熔化成符合要求的熔融金屬液。1．沖天爐的構(gòu)造圖1-28沖天爐的構(gòu)造2．沖天爐的熔煉1.6.3澆注

澆注是指將熔融的金屬液澆入鑄型的操作。澆注工藝不當(dāng)會(huì)引起澆不到、冷隔、砂眼、沖砂和縮孔等缺陷

1．澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)是指鑄型中開設(shè)的引進(jìn)熔融金屬液的通道。其澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成，如圖1-29所示。2．澆注前準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備澆包：澆包是在爐前承接熔融金屬液的容器，目的是將熔融金屬液運(yùn)到鑄型處進(jìn)行澆注。烘干用具：避免因擋砂鉤、澆包等潮濕引起金屬液的飛濺。圖1-29澆注系統(tǒng)1.6.3澆注1．澆注系統(tǒng)2．澆注前準(zhǔn)備工作圖1-3.澆注工藝

澆注溫度：應(yīng)根據(jù)合金種類、鑄件大小及形狀確定合理的澆注溫度。

澆注速度：應(yīng)根據(jù)鑄件大小、形狀來確定合理的澆注速度。

擋渣：在澆注前應(yīng)向澆包內(nèi)撒些草木灰、干砂或集渣劑，以便將熔池或者

澆包中的熔渣全部清除掉（即擋渣）。

引氣：在澆注前，砂型中會(huì)有一些氣體，這時(shí)需在砂型出氣孔處用燃燒物引燃，將砂型中的氣體排除。3.澆注工藝1.7鑄件的落砂、清理、熱處理和缺陷分析1.7.1落砂從砂型中取出鑄件的過程稱為落砂。落砂時(shí)應(yīng)注意鑄件的溫度。一般來講，鑄件落砂溫度在400～500℃之間，且在保證鑄件質(zhì)量的前提下盡早落砂。1.7.2清理

落砂后的鑄件必須經(jīng)過清理工序，才能使鑄件外表面達(dá)到要求。清理工作主要包括以下幾點(diǎn)：切除澆冒口、清除砂芯、清除粘砂、鑄件的修整。1.7.3鑄件的熱處理鑄件在冷卻、凝固過程中，難免會(huì)出現(xiàn)組織不均勻、晶粒粗大及熱應(yīng)力等缺陷，因此有些鑄件在清理后還需要進(jìn)行熱處理。包括消除應(yīng)力退火和消除白口退火。1.7鑄件的落砂、清理、熱處理和缺陷分析1.7.1落1.7.4鑄件的缺陷分析由于鑄造工序繁多，鑄件缺陷類型很多，只有了解了缺陷形成機(jī)理，采取有效措施防止和消除缺陷，才能獲得合格的鑄件。鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因如表1-1所示。類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因空

洞

類氣孔：鑄件內(nèi)部出現(xiàn)的空洞?？妆诠饣?，孔內(nèi)無異物。形狀常為梨形、圓形和橢圓形①砂型緊實(shí)度過高②型砂太濕，起模和修模時(shí)刷水過多③砂芯未烘干或通氣道堵塞縮孔：鑄件厚壁處出現(xiàn)的形狀極不規(guī)則且孔壁粗糙的孔洞①澆注系統(tǒng)或者冒口位置不正確，補(bǔ)縮不足②澆注溫度過高，金屬液收縮過大砂眼：鑄件內(nèi)部或者表面帶有砂粒的孔洞①型砂太干、韌性差、易掉砂②局部沒舂緊，型腔、澆口內(nèi)有散砂③合箱時(shí)砂型局部破壞④澆注系統(tǒng)不正確，沖壞砂型表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因1.7.4鑄件的缺陷分析類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因空

洞1.8特種鑄造特種鑄造是指除普通砂型鑄造以外的其他鑄造方法，如金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造和熔模鑄造等。由于特種鑄造在提高鑄件精度、降低鑄件表面粗糙度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件和降低鑄件成本等方面有其優(yōu)勢，所以，近年來特種鑄造在我國發(fā)展迅速，方法也日益增多。1.8.1金屬型鑄造

金屬型鑄造是指把金屬液澆入金屬鑄型而獲得鑄件的方法。金屬型鑄造的優(yōu)點(diǎn)有生產(chǎn)效率高；力學(xué)性能好；鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量好。金屬型鑄造的缺點(diǎn)有金屬型成本高，加工費(fèi)用大；不宜生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件；易產(chǎn)生裂紋。1.8特種鑄造特種鑄造是指除普通砂型鑄造以外表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因表

面

缺

陷

類粘砂：鑄件表面黏附有一層砂粒和金屬的機(jī)械混合物，或者粘附著一層砂子、黏土和金屬氧化物相互作用形成的低熔點(diǎn)化合物①砂型舂得太松，型腔表面不緊致②澆注溫度過高，金屬液滲透力大③砂粒粗糙，砂粒間空隙較大夾砂：鑄件表面有局部突起的長條疤痕，其邊緣與鑄件本體分離，并夾雜有一層型砂。多產(chǎn)生在大平板鑄件的上型表面①型砂的熱濕強(qiáng)度較低②表面石英砂受熱膨脹拱起，與高水層分離直至開裂形

狀

差

錯(cuò)

類偏芯：鑄件內(nèi)腔和局部形狀位置偏差①砂芯變形②下型時(shí)放偏③砂芯沒固定好，澆注時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)位錯(cuò)箱：鑄件的一部分與另一部分在分型面處錯(cuò)開①合箱時(shí)上、下型錯(cuò)位②定位記號(hào)錯(cuò)位或者不準(zhǔn)③造型時(shí)，上、下模樣錯(cuò)位表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因裂

紋

冷

隔

類裂紋：鑄件內(nèi)部或者表面有裂紋①澆注系統(tǒng)開設(shè)不當(dāng)，阻礙鑄件收縮②鑄件設(shè)計(jì)不合格，薄厚差別大③砂芯（型）退讓性差，阻礙鑄件收縮冷隔：鑄件上有未完全融合的縫隙，邊緣呈圓角①澆注溫度過低②澆注速度過慢③遠(yuǎn)離澆口的鑄件壁過薄殘

缺

類未澆滿：鑄件殘缺，輪廓不完整①澆注溫度過低②澆注速度過慢③未開出氣孔，金屬液的流動(dòng)受型內(nèi)氣體阻止表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原1.8.2壓力鑄造壓力鑄造是將金屬液在高壓作用下高速充型，并在壓力作用下凝固獲得鑄件的方法。其生產(chǎn)工藝過程如圖1-30所示。壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)：可鑄形狀復(fù)雜鑄件；機(jī)械性能高；精度和表面質(zhì)量好；生產(chǎn)效率很高。壓力鑄造的缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，壓鑄模制造費(fèi)用較高。圖1-30臥式冷壓室壓鑄的工藝過程1.8.2壓力鑄造圖1-30臥式冷壓室壓鑄的工藝過程1.8.3離心鑄造離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，然后在離心力的作用下凝固成形的鑄造方法。鑄型在離心鑄造機(jī)上可以繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，也可以圍繞水平軸旋轉(zhuǎn)，如圖1-31所示。離心鑄造的優(yōu)點(diǎn)：鑄件的機(jī)械性能較高；鑄造圓形中空的鑄件可不必用砂芯；提高了金屬液的利用率。離心鑄造的缺點(diǎn)：鑄件的外表面質(zhì)量較差。圖1-31離心鑄造工藝過程1.8.3離心鑄造圖1-31離心鑄造工藝過程1.8.4熔模鑄造熔模鑄造是用易熔材料（如蠟料）制成模樣（稱蠟?zāi)＃?，在模樣上包覆若干層耐火涂料，制成型殼，熔去模樣后，型殼?jīng)高溫焙燒去掉雜質(zhì)后放入砂箱內(nèi)，填入干砂，然后進(jìn)行澆注而獲得鑄件的方法，其原理如圖1-32所示。熔模鑄造的優(yōu)點(diǎn)：精度高；可做出形狀復(fù)雜、難于加工的鑄件；可以鑄造熔點(diǎn)很高的耐熱合金鑄件。離心鑄造的缺點(diǎn)：工藝過程復(fù)雜，生產(chǎn)成本高；不能生產(chǎn)大型鑄件。圖1-32熔模鑄造的工藝過程1.8.4熔模鑄造圖1-32熔模鑄造的工藝過程1.8.5各種鑄造方法的比較各種鑄造方法均有優(yōu)缺點(diǎn)，如表1-2所示。在實(shí)際生產(chǎn)中必須結(jié)合生產(chǎn)具體情況，如鑄件的大小、形狀、合金種類、生產(chǎn)批量、精度等來選擇正確的鑄造方法。表1-2幾種鑄造方法的比較比較項(xiàng)目鑄造方法砂型鑄造金屬型鑄造壓力鑄造離心鑄造熔模鑄造適用的合金種類不限制以有色合金為主低熔點(diǎn)合金以鑄鐵、銅合金為主以鑄鋼為主鑄件大小、質(zhì)量不限制以中、小鑄件為主一般<10kg，也可以是中等鑄件不限制<25kg生產(chǎn)批量不限制大批量大批量大批量不限制尺寸精度IT15～I(xiàn)T14IT14～I(xiàn)T12IT13～I(xiàn)T11—IT14～I(xiàn)T11表面粗糙度/mm粗糙12.5～6.33.2～0.8內(nèi)孔粗糙12.5～1.6加工余量大小沒有或精加工內(nèi)孔加工余量大小或沒有生產(chǎn)效率低、中中、高最高中、高低、中應(yīng)用舉例各種鑄件飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、摩托車的鋁活塞、泵體等喇叭、電器、儀表、照相機(jī)零件等各種鐵管、銅套、滑輪軸承等汽輪機(jī)葉片、刀具、機(jī)床零件等1.8.5各種鑄造方法的比較表1-2幾種鑄造方法的比1.9鑄工綜合實(shí)訓(xùn)熟悉了鑄造的工藝之后，請同學(xué)們嘗試鑄造圖1-33所示的零件，材料為鑄鐵。技術(shù)要求：鑄件無裂紋、氣孔及砂眼等缺陷。1.9鑄工綜合實(shí)訓(xùn)熟悉了鑄造的工藝之后，請1．工藝分析

根據(jù)零件形狀結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，我們將采取分模造型的方法來鑄造零件，其中分模面是零件圖中水平中心線所在的位置。2．鑄造步驟①熟悉零件圖和鑄造工藝圖，準(zhǔn)備好型砂、底板、模樣、砂箱和必要的造型工具。②配型砂。③安放下半模樣及下砂箱。如圖1-34所示。④填砂和舂實(shí)。⑤修整和翻型。⑥安放上半模樣和上砂箱。如圖1-35所示。圖1-34安放一半模樣及下砂箱圖1-35安放上半模樣和上砂箱1．工藝分析圖1-34安放一半模樣及下砂箱圖1-35⑦修整上砂箱并做出泥號(hào)。如圖1-36所示⑧開箱并起模。如圖1-37所示。⑨修型并合型。如圖1-38所示。⑩熔煉鑄鐵并進(jìn)行澆注。鑄件澆注后須保溫一段時(shí)間，然后再從砂箱中取出。?檢驗(yàn)鑄件。檢驗(yàn)鑄件是否有裂紋、氣孔及砂眼等缺陷。如果沒有為合格產(chǎn)品；否則，為不合格產(chǎn)品。圖1-36修整上砂箱并做出泥號(hào)圖1-37開箱并起下砂型的模樣圖1-38修型并合型⑦修整上砂箱并做出泥號(hào)。如圖1-36所示圖1-36修整謝謝大家觀看ThanksForWatching謝謝大家觀看ThanksForWatching第一章鑄造第一章鑄造

了解鑄造生產(chǎn)的安全技術(shù)；了解砂型鑄造的生產(chǎn)過程。了解型砂（芯）的基本組成及其主要性能。掌握手工造型的工藝方法。掌握分型面和澆注系統(tǒng)的組成和作用。了解特種鑄造的基本知識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)了解鑄造生產(chǎn)的安全技術(shù)；了解砂型鑄造的生產(chǎn)過程。學(xué)習(xí)目標(biāo)鑄造是將熔融的金屬液澆入具有和零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔內(nèi)，待其冷卻凝固后獲得一定形狀和性能的金屬件的方法。鑄造的兩個(gè)基本過程為填充鑄型和冷卻凝固。鑄造的成形方法主要分為砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造的生產(chǎn)工序主要包括制模、配砂、造型（芯）、合型、熔煉、澆注、落砂清理和檢驗(yàn)。其生產(chǎn)工藝過程如圖1-1：1.1概述圖1-1砂型鑄造的工藝過程鑄造是將熔融的金屬液澆入具有和零件形狀相適應(yīng)的鑄型空腔內(nèi)，待砂型是由型砂制成的。型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量不好會(huì)使鑄件產(chǎn)生氣孔、砂眼、粘砂和夾砂等缺陷。1.2型砂1.2.1型砂的組成型砂主要是由原砂、黏結(jié)劑、附加物和適量的水混合而成的。原砂：是型砂的主體，主要由耐高溫的SiO2組成。黏結(jié)劑：包括膨潤土、黏土、水泥、水玻璃等。附加物：包括煤粉、鋸木屑、滑石粉、細(xì)石英砂、固化劑等。砂型是由型砂制成的。型砂的質(zhì)量直接影響著鑄件的質(zhì)量，型砂質(zhì)量1.2.2對型砂性能的要求

型砂在鑄造過程中要經(jīng)受搗實(shí)、搬運(yùn)、高溫金屬液的沖刷等，因此，要求型砂必須具備強(qiáng)度好、透氣性好、可塑性強(qiáng)、耐火性好、有退讓性。1.2.3型砂的制備

型砂的制備過程是：首先將新砂、舊砂、黏結(jié)劑和附加物等加入混砂機(jī)中進(jìn)行攪拌干混2～3min，然后加水濕混5～7min，性能符合要求后從出砂口卸砂，最后再堆放4～5h，使型砂中的水分均勻混合。1.2.2對型砂性能的要求1.2.3型砂的制備1.3造型造型是用型砂及模樣等工藝裝備制造鑄型的過程，是制造鑄件最主要的工序。造型分為手工造型和機(jī)器造型。1.3.1鑄型鑄型是依據(jù)零件形狀用造型材料（制造鑄型和型芯的材料）制成的。鑄型按照造型材料的不同，分為砂型鑄型（簡稱砂型）和金屬型鑄型。鑄型由上、下砂型、型腔（形成鑄件形狀的空腔）、澆注系統(tǒng)和砂箱等部分組成，如圖1-2。圖1-2鑄型示意圖1.3造型造型是用型砂及模樣等工藝裝備制1.3.2手工造型

手工造型是由人工用造型工具制造砂型的方法。手工造型操作靈活，工藝裝備簡單，但生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，適于單件小批量生產(chǎn)。

手工造型常用的造型方法如下：1、整模造型

整模造型是用整體模樣進(jìn)行造型的方法。。以圖1-3所示的零件，來講解整模造型的操作步驟和操作要求。1）造型前準(zhǔn)備工作在造型前，我們應(yīng)首先根據(jù)鑄件的工藝要求準(zhǔn)備好型砂、底板、模樣、芯盒、砂箱和必要的造型工具，然后才能開始造型。圖1-3鑄造零件1.3.2手工造型1、整模造型整模造型是用2）操作步驟及要求①安放平板、模樣及砂箱，如圖1-4所示：②填砂和緊實(shí)：圖1-4安放平板模樣及下砂箱圖1-5填砂、緊實(shí)并刮去多余的型砂2）操作步驟及要求②填砂和緊實(shí)：圖1-4安放平板模樣及③翻型并放置上砂箱：④撒防粘模材料并填砂舂緊：如圖1-7⑤修整上砂箱并做出定位記號(hào)：如圖1-8圖1-6翻轉(zhuǎn)下砂型并放置上砂箱圖1-7撒分型砂、填砂并舂緊圖1-8取出澆口棒并做出定位符號(hào)③翻型并放置上砂箱：④撒防粘模材料并填砂舂緊：如圖1-7⑥開箱并起模，如圖1-9所示：⑦修型并合型：將上砂型合并在下砂型上，放置適當(dāng)重量的壓鐵，如圖1-10（a）和（b）所示。鑄件澆注保溫后從砂箱中取出，如圖1-10（c）所示。（a）（b）（c）圖1-9開上砂箱并起模圖1-10修型并合型⑥開箱并起模，如圖1-9所示：⑦修型并合型：將上砂型合并（1）模樣的放置（2）舂砂（3）撒分型砂注意模樣的起模方向應(yīng)留出澆口棒的安放位置應(yīng)使鑄件的重要加工面處在澆注位置的底面或側(cè)面應(yīng)留出30～100mm的吃砂量。砂型下部要比上部緊實(shí)度高。下砂型要比上砂型緊實(shí)度高。砂型型腔的緊實(shí)度要高，以抵抗熔融金屬液的壓力。為了使上、下砂箱不粘在一起，常在分型面上撒一層分型砂。注意模樣表面的分型砂，特別是模樣凹角處所撒的分型砂一定要清掃干凈，否則將影響鑄件表面質(zhì)量。3）操作要點(diǎn)（1）模樣的放置（2）舂砂（3）撒分型砂注意模樣的起模方向砂2、分模造型

分模造型是用分塊模樣進(jìn)行造型的方法，其造型過程與整模造型相比，增加了放、取上半模樣的兩個(gè)操作。其特點(diǎn)是將模樣分為兩半，分模面是模樣的最大截面，鑄件型腔位于兩個(gè)砂箱內(nèi)。以圖1-11所示的套筒零件為例來講解分模造型的工藝過程。圖1-11套筒零件1）操作步驟及要求造芯：造下型：如圖1-12所示。圖1-12造下型2、分模造型分模造型是用分塊模樣進(jìn)行造型的方法，造上型：如圖1-13所示。④開箱并起模：如圖1-14所示。圖1-13造上砂型圖1-14打開上砂型并起模圖1-15開澆道并下芯（a）合型（b）帶有澆注系統(tǒng)的鑄件圖1-16合型和帶有澆注系統(tǒng)的鑄件⑤開澆道并下芯：如圖1-15所示。⑥合型：最后按標(biāo)記將上砂型合并在下砂型上，如圖1-16（a）所示。如圖1-16（b）所示為帶有澆注系統(tǒng)的鑄件。造上型：如圖1-13所示。圖1-13造上砂型圖1-14①檢查模樣配合是否嚴(yán)密。②檢查砂芯的干燥程度和表面質(zhì)量，如有損壞，應(yīng)經(jīng)過修補(bǔ)、刷涂料、烘干后再使用。③若砂箱上沒有定位裝置，一定要特別細(xì)心地對正定位記號(hào)，以防錯(cuò)箱。操作要點(diǎn)123①檢查模樣配合是否嚴(yán)密。操作要點(diǎn)1233、挖砂造型挖砂造型是需對分型面進(jìn)行挖修后才能取出模樣的造型方法。挖砂造型的模樣多為整體的，鑄型的分型面是不平分型面。挖砂造型的操作技術(shù)要求較高，生產(chǎn)效率較低。挖砂造型主要適用于形狀較復(fù)雜的鑄件的單件生產(chǎn)。以圖1-17（a）所示手輪零件為例來講解挖砂造型的工藝過程。圖1-17（a）零件圖3、挖砂造型挖砂造型是需對分型面進(jìn)行挖修后才能取1）操作步驟①造下型：如圖1-17（b）所示。②翻轉(zhuǎn)下型并挖修分型面：如圖1-17（c）和圖1-17（d）所示。圖1-17（b）造下型圖1-17（d）挖修分型面圖1-17（c）翻轉(zhuǎn)下型③造上型：如圖1-17（e）所示。④開箱、起模并合型：如圖1-17（f）所示。圖1-17（e）造上型圖1-17（g）帶澆注系統(tǒng)的鑄件圖1-17（f）開箱、起模并合型1）操作步驟圖1-17（b）造下型圖1-17（d）挖①挖砂時(shí)，一定要使所挖的分型面與模樣的凸點(diǎn)封閉，連線構(gòu)成的平面或曲面相連接，這樣不僅利于起模，還不易形成鑄造缺陷。②分型面應(yīng)修得光滑平整，挖砂部位的坡度應(yīng)適當(dāng)。③由于下砂型挖掉了一部分型砂，分型面不再是一個(gè)平面。因此，在上砂型中形成了一個(gè)吊砂，所以在開型和合型時(shí)一定要仔細(xì)，以防損壞型腔。操作要點(diǎn)123①挖砂時(shí)，一定要使所挖的分型面與模樣的凸點(diǎn)封閉，連線構(gòu)成的4．活塊模造型活塊模造型是采用帶有活塊的模樣進(jìn)行鑄造的方法。模樣上可拆卸或者能活動(dòng)的部分稱為活塊。活塊模造型的特點(diǎn)。模樣主體可以是整體的，也可以是分開的。對工人的操作技術(shù)要求較高，操作較麻煩，生產(chǎn)效率較低。活塊模造型適用于具有無法直接起模的鑄件，如帶有凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)的鑄件。以圖1-18（a）所示零件為例來講解活塊模造型的工藝過程。圖1-18（a）零件圖4．活塊模造型活塊模造型是采用帶有活塊的模樣進(jìn)行1）操作步驟活塊模造型的工藝過程與整模造型相似，但有以下幾點(diǎn)不同之處。①采用帶有銷釘?shù)幕顗K模造型時(shí)，當(dāng)模樣被型砂固定后，應(yīng)將固定活塊的銷釘及時(shí)取出，否則模樣將無法拔出，如圖1-18（e）所示。（e）造下型并拔出銷釘（b）鑄件（c）用銷釘連接的活塊（d）燕尾連接的活塊②起模時(shí)，應(yīng)先取出模樣的主體部分，再用彎曲的取模針取出活塊，如圖1-18（f）和圖1-18（g）所示。圖1-18（f）取出模樣主體圖1-18（g）取出活塊圖1-18活塊模造型1）操作步驟（e）造下型并拔出銷釘（b）鑄件（c）用銷釘連接①造型前應(yīng)檢查活塊與模樣主體的定位是否準(zhǔn)確，配合的松緊程度是否適當(dāng)。若太緊則活塊脫離模樣主體時(shí)，起模困難；太松則活塊容易錯(cuò)位，影響鑄件質(zhì)量。②舂砂至活塊時(shí)，應(yīng)注意不要使活塊錯(cuò)位。③連接活塊的銷釘不要過早取出，以免舂砂時(shí)活塊錯(cuò)位。④起模后要將活塊與模樣及時(shí)按照規(guī)定安裝好，切勿將活塊丟棄。操作要點(diǎn)1234①造型前應(yīng)檢查活塊與模樣主體的定位是否準(zhǔn)確，配合的松緊程度5．假箱造型當(dāng)批量生產(chǎn)挖砂造型的鑄件時(shí)，為避免重復(fù)挖砂，可采用假箱造型。如圖1-19所示，先做一個(gè)假箱（半個(gè)鑄型）以代替底板，接著在假箱上造下型，然后翻轉(zhuǎn)下型造上型。由于假箱只起底板作用，只用于造型，不參加合型澆注，故稱為假箱。圖1-19手輪的假箱造型（a）模樣放在假箱上（b）造下型（c）翻轉(zhuǎn)下型，造上型5．假箱造型當(dāng)批量生產(chǎn)挖砂造型的鑄件時(shí)，為避免6．刮板造型刮板造型是用一塊和鑄件截面形狀相一致的模板（又稱刮板）來代替模樣進(jìn)行操作的造型方法。

刮板造型的工藝過程為：先安裝刮板支架和刮板，刮板位置應(yīng)當(dāng)用水平儀校正，以保證刮板軸與分型面垂直。造型時(shí)將刮板繞著固定的中心軸旋轉(zhuǎn)，在型砂中刮出所需的型腔。（a）零件圖（b）刮板圖1-20大帶輪的刮板造型過程（c）芯頭模樣6．刮板造型刮板造型是用一塊和鑄件截面形狀相一致如圖1-20（d）所示為在砂箱內(nèi)刮制下型，如圖1-20（e）所示為在砂箱內(nèi)刮制上型，然后用上、下芯頭模樣分別壓制出上、下芯座。在上、下型分型面上分別畫出通過軸心的兩條相互垂直的直線，將直線引至箱邊做出記號(hào)，作為合型的定位線。最后安放芯頭，合箱，如圖1-20（f）所示。圖1-20（e）刮制上型圖1-20（f）下芯并合型特點(diǎn)：刮板造型模樣簡單，節(jié)省制模材料，但是造型操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，僅適用于大、中型旋轉(zhuǎn)體鑄件的單件生產(chǎn)。（d）刮制下型圖1-20大帶輪的刮板造型過程如圖1-20（d）所示為在砂箱內(nèi)刮制下型，如圖7．三箱造型用三個(gè)砂箱制造型腔的過程稱為三箱造型。其適用于某些形狀復(fù)雜，具有兩端截面大，而中間截面小的鑄件。如圖1-21所示為帶輪的三箱造型過程。（a）零件圖（b）模樣圖1-21帶輪的三箱造型過程（c）造中型（d）造下型7．三箱造型用三個(gè)砂箱制造型腔的過程稱為三箱造三箱造型特點(diǎn)：模樣必須是分開的，以便從中型內(nèi)取出模樣。中型上下兩面都是分型面，且中箱高度應(yīng)與中型模樣高度相近。操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且難以用機(jī)器造型。三箱造型適用于鑄造形狀復(fù)雜，且具有兩個(gè)分型面的單件小批量生產(chǎn)的鑄件。圖1-21帶輪的三箱造型過程（e）翻轉(zhuǎn)下型和中型（f）造上型（g）開箱并起模（h）下芯并合型三箱造型特點(diǎn)：圖1-21帶輪的三箱造型過程（e）翻轉(zhuǎn)下型1.3.3機(jī)器造型

機(jī)器造型是用機(jī)械全部或者部分完成造型操作的方法。與靈活多變的手工造型相比，機(jī)器造型生產(chǎn)效率高，鑄件質(zhì)量好，勞動(dòng)強(qiáng)度低。圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程（a）填砂圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程（b）振動(dòng)緊砂1．振壓式造型機(jī)造型

振壓式造型機(jī)是具有振實(shí)、壓實(shí)和起模裝置的機(jī)器，如圖1-22所示為振壓式造型機(jī)的工作過程。①填砂：如圖1-22（a）所示。②振擊：如圖1-22（b）所示。1.3.3機(jī)器造型圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程③壓實(shí)：如圖1-22（c）所示。④起模：如圖1-22（d）所示。（c）壓實(shí)頂部型砂

（d）起模圖1-22振壓式造型機(jī)的工作過程③壓實(shí)：如圖1-22（c）所示。（c）壓實(shí)頂部型砂（d2．造型生產(chǎn)線大批量生產(chǎn)時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率，一般采用各種鑄型輸送裝置，將造型機(jī)和鑄造工藝過程中各種輔助設(shè)備連接起來，組成機(jī)械化或自動(dòng)化的造型系統(tǒng)，稱為造型生產(chǎn)線，如圖1-23所示。圖1-23造型生產(chǎn)線示意圖

由圖1-23所示可知，造型生產(chǎn)線的工藝流程是：造型機(jī)分別造好上、下型，下型翻轉(zhuǎn)后，由落箱機(jī)送到鑄型輸送機(jī)的平臺(tái)上，手工下芯，由合箱機(jī)合上型。然后由壓鐵機(jī)將壓鐵放在鑄型上，接著鑄型被運(yùn)送到澆注段處澆注。澆筑完成后進(jìn)入冷卻室。冷卻后壓鐵機(jī)取走壓鐵，鑄型經(jīng)捅箱機(jī)被送至落砂機(jī)上。落砂后，舊砂和鑄件分別運(yùn)到砂處理和清理工部，空砂箱被送回至造型機(jī)旁。2．造型生產(chǎn)線圖1-23造型生產(chǎn)線示意圖由圖1.4造芯為獲得鑄件的內(nèi)腔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔內(nèi)部的鑄型組元稱型芯。絕大部分型芯是用芯砂制成的，又稱砂芯。砂芯必須具有比砂型更高的強(qiáng)度、透氣性、耐高溫性和退讓性等。1.4.1芯砂芯砂的種類主要有黏土砂、水玻璃和樹脂砂等，特點(diǎn)如下：黏土砂：強(qiáng)度低，需加熱烘干，潰散性差，應(yīng)用日益減少。但一般的砂芯可用黏土砂制備。水玻璃砂：主要用在鑄鋼件芯砂中。樹脂砂：由于快干自硬、強(qiáng)度高、潰散性好，被廣泛應(yīng)用，特別適用于大批量生產(chǎn)的復(fù)雜砂芯中。1.4造芯為獲得鑄件的內(nèi)腔或局部外形，1.4.2造芯工藝在造芯工藝中，應(yīng)采取相應(yīng)措施，來保證型芯的性能要求。放芯骨：砂芯中應(yīng)放入芯骨以提高強(qiáng)度，如圖1-24（a）和圖1-24（b）所示。開通氣道：砂芯中必須做出貫連的通氣道，以提高砂芯的透氣性，如圖1-24（c）所示刷涂料：大部分砂芯表面要刷一層涂料，以提高耐高溫性能，防止鑄件粘砂。烘干：烘干以去除型芯中的水分，來提高其強(qiáng)度和透氣性。圖1-24芯骨（a）鐵絲芯骨（b）鑄鐵芯骨（c）帶吊環(huán)的芯骨和通氣道1.4.2造芯工藝圖1-24芯骨（a）鐵絲芯骨（b）1.4.3制芯方法砂芯一般用芯盒制成，芯盒的空腔形狀和鑄件的內(nèi)腔相適應(yīng)。根據(jù)芯盒的結(jié)構(gòu)，手工制芯方法通常分為整體式芯盒制芯、對開式芯盒制芯和可拆式芯盒制芯三種。整體式芯盒制芯：用于制作形狀簡單的中、小型砂芯。其制作過程如圖1-25所示。圖1-25整體式芯盒制芯（a）舂砂、刮平（b）放烘芯板（c）翻轉(zhuǎn)、取芯1.4.3制芯方法圖1-25整體式芯盒制芯（a）舂砂對開式芯盒制芯：用于制造形狀復(fù)雜的中、大型砂芯。其制作過程如圖1-26所。圖1-26對開式芯盒制芯可拆式芯盒制芯：用于圓形截面的較復(fù)雜砂芯。其制作過程如圖1-27所示。圖1-27可拆式芯盒制芯對開式芯盒制芯：用于制造形狀復(fù)雜的中、大型砂芯。其制作過程如1.5合型合型（又稱合箱）是指將上型、下型、砂芯、澆口棒等組合成一個(gè)完整鑄型的操作過程。合型的主要工作包括：鑄型的檢驗(yàn)、裝配和鑄型的緊固。1.5.1鑄型的檢驗(yàn)、裝配在合型前應(yīng)檢驗(yàn)鑄型是否已達(dá)到鑄造的工藝要求。檢驗(yàn)合格后，再平穩(wěn)、準(zhǔn)確地合上上型。1.5.2鑄型的緊固為了避免由于抬箱力（上箱受到的金屬液壓力和砂芯受到的金屬液浮力的合力）而造成的缺陷，裝配好的鑄型需要緊固。緊固鑄型時(shí)應(yīng)注意用力均勻、對稱。1.5合型合型（又稱合箱）是指將上型、下1.6合金的熔煉和澆注合金的熔煉和澆注是生產(chǎn)鑄件的主要工序之一，對鑄件質(zhì)量有很大影響，若控制不當(dāng)，會(huì)使鑄件因成分和機(jī)械性能不合格而報(bào)廢。1.6.1鑄造合金的種類用于鑄造的金屬種類有鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄銅等，其中鑄鐵件應(yīng)用最多，占鑄件總質(zhì)量的80%左右。1．鑄鐵：鑄鐵主要由含碳量>2.11%的鐵、碳和硅組成的合金。2．鑄鋼：鑄鋼包括碳鋼和合金鋼兩大類。3．鑄造有色合金：常用于鑄造的有色合金包括鋁合金、銅合金等。1.6合金的熔煉和澆注合金的熔煉和澆注是生產(chǎn)1.6.2合金的熔煉合金的熔煉是鑄造的必要過程之一。合金熔煉好壞直接影響鑄件質(zhì)量的好壞。合金的熔煉過程中應(yīng)注意：優(yōu)質(zhì)：是指合金熔融液溫度高、化學(xué)成分合格、非金屬夾雜物和氣體含量少。低耗：是指燃料、電力、熔煉原材料耗費(fèi)少，金屬燒損少。高效：是指熔化速度快。

由于沖天爐操作方便，可連續(xù)熔煉，生產(chǎn)效率高，投資少，因此，目前沖天爐是最主要的熔煉設(shè)備。1.6.2合金的熔煉優(yōu)質(zhì)：是指合金熔融液溫度高、化學(xué)成分

1．沖天爐的構(gòu)造

沖天爐是由爐體、火花捕集器、前爐、加料系統(tǒng)和送風(fēng)系統(tǒng)等五部分組成，如圖1-28所示。圖1-28沖天爐的構(gòu)造2．沖天爐的熔煉過程

在熔煉金屬時(shí)，沖天爐是利用對流原理進(jìn)行的。熔煉時(shí)，熱爐氣自下而上運(yùn)動(dòng)，冷爐料自上而下移動(dòng)。兩股逆向流動(dòng)的物、氣之間進(jìn)行著熱量交換和冶金反應(yīng)，最終將金屬爐料熔化成符合要求的熔融金屬液。1．沖天爐的構(gòu)造圖1-28沖天爐的構(gòu)造2．沖天爐的熔煉1.6.3澆注

澆注是指將熔融的金屬液澆入鑄型的操作。澆注工藝不當(dāng)會(huì)引起澆不到、冷隔、砂眼、沖砂和縮孔等缺陷

1．澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)是指鑄型中開設(shè)的引進(jìn)熔融金屬液的通道。其澆注系統(tǒng)由澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道組成，如圖1-29所示。2．澆注前準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備澆包：澆包是在爐前承接熔融金屬液的容器，目的是將熔融金屬液運(yùn)到鑄型處進(jìn)行澆注。烘干用具：避免因擋砂鉤、澆包等潮濕引起金屬液的飛濺。圖1-29澆注系統(tǒng)1.6.3澆注1．澆注系統(tǒng)2．澆注前準(zhǔn)備工作圖1-3.澆注工藝

澆注溫度：應(yīng)根據(jù)合金種類、鑄件大小及形狀確定合理的澆注溫度。

澆注速度：應(yīng)根據(jù)鑄件大小、形狀來確定合理的澆注速度。

擋渣：在澆注前應(yīng)向澆包內(nèi)撒些草木灰、干砂或集渣劑，以便將熔池或者

澆包中的熔渣全部清除掉（即擋渣）。

引氣：在澆注前，砂型中會(huì)有一些氣體，這時(shí)需在砂型出氣孔處用燃燒物引燃，將砂型中的氣體排除。3.澆注工藝1.7鑄件的落砂、清理、熱處理和缺陷分析1.7.1落砂從砂型中取出鑄件的過程稱為落砂。落砂時(shí)應(yīng)注意鑄件的溫度。一般來講，鑄件落砂溫度在400～500℃之間，且在保證鑄件質(zhì)量的前提下盡早落砂。1.7.2清理

落砂后的鑄件必須經(jīng)過清理工序，才能使鑄件外表面達(dá)到要求。清理工作主要包括以下幾點(diǎn)：切除澆冒口、清除砂芯、清除粘砂、鑄件的修整。1.7.3鑄件的熱處理鑄件在冷卻、凝固過程中，難免會(huì)出現(xiàn)組織不均勻、晶粒粗大及熱應(yīng)力等缺陷，因此有些鑄件在清理后還需要進(jìn)行熱處理。包括消除應(yīng)力退火和消除白口退火。1.7鑄件的落砂、清理、熱處理和缺陷分析1.7.1落1.7.4鑄件的缺陷分析由于鑄造工序繁多，鑄件缺陷類型很多，只有了解了缺陷形成機(jī)理，采取有效措施防止和消除缺陷，才能獲得合格的鑄件。鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因如表1-1所示。類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因空

洞

類氣孔：鑄件內(nèi)部出現(xiàn)的空洞。孔壁光滑，孔內(nèi)無異物。形狀常為梨形、圓形和橢圓形①砂型緊實(shí)度過高②型砂太濕，起模和修模時(shí)刷水過多③砂芯未烘干或通氣道堵塞縮孔：鑄件厚壁處出現(xiàn)的形狀極不規(guī)則且孔壁粗糙的孔洞①澆注系統(tǒng)或者冒口位置不正確，補(bǔ)縮不足②澆注溫度過高，金屬液收縮過大砂眼：鑄件內(nèi)部或者表面帶有砂粒的孔洞①型砂太干、韌性差、易掉砂②局部沒舂緊，型腔、澆口內(nèi)有散砂③合箱時(shí)砂型局部破壞④澆注系統(tǒng)不正確，沖壞砂型表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因1.7.4鑄件的缺陷分析類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因空

洞1.8特種鑄造特種鑄造是指除普通砂型鑄造以外的其他鑄造方法，如金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造和熔模鑄造等。由于特種鑄造在提高鑄件精度、降低鑄件表面粗糙度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件和降低鑄件成本等方面有其優(yōu)勢，所以，近年來特種鑄造在我國發(fā)展迅速，方法也日益增多。1.8.1金屬型鑄造

金屬型鑄造是指把金屬液澆入金屬鑄型而獲得鑄件的方法。金屬型鑄造的優(yōu)點(diǎn)有生產(chǎn)效率高；力學(xué)性能好；鑄件的尺寸精度和表面質(zhì)量好。金屬型鑄造的缺點(diǎn)有金屬型成本高，加工費(fèi)用大；不宜生產(chǎn)形狀復(fù)雜的鑄件；易產(chǎn)生裂紋。1.8特種鑄造特種鑄造是指除普通砂型鑄造以外表1-1鑄件的常見缺陷及產(chǎn)生原因類別缺陷名稱和特征產(chǎn)生原因表

面

缺

陷

類粘砂：鑄件表面黏附有一層砂粒和金屬的機(jī)械混合物，或者粘附著一層砂子、黏土和金屬氧化物相互作用形成的低熔點(diǎn)化合物①砂型舂得太松，型腔表面不緊致②澆注溫度過高，金屬液滲透力大