成形工藝基礎砂型鑄造

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

掌握砂型鑄造是合理選用鑄造方法，正確設計鑄件的基礎和關鍵，金工課的核心內容。

鑄造工藝圖—在零件圖上用各種工藝符號及參數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－鑄33第3頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄34

型(芯)砂按粘結劑的種類可分為：

1.粘土砂粘土砂是以粘土為粘結劑配制成的型砂。由原砂(應用最廣的是硅砂,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中應用最廣泛的型砂?？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。粘土砂結構見示意圖。第4頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－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）為粘結劑配制成的化學硬化砂。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、生產周期短、易于機械化、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－鑄36

合脂砂以合成脂肪酸殘渣經煤油稀釋而成的合脂作粘結劑。油砂或合脂砂制造結構復雜、要求高的型芯

4.樹脂砂

樹脂砂是以樹脂為粘結劑配制成的型砂。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，鑄件質量好、生產率高、節(jié)省能源和工時費用、工人勞動強度低、第6頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄37易于實現機械和自動化、適宜成批大量生產。型砂還包括石墨型砂、水泥砂和流態(tài)砂等.

二、型(芯)砂性能

為防止鑄件產生粘砂、夾砂、砂眼、氣孔和裂紋等缺陷，型砂應具備下列性能。

1.型砂強度

指型砂試樣抵抗外力破壞的能力。

2.透氣性

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

若透氣性不好，易在鑄件內部形成氣孔等缺陷。

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，鑄件易產生內應力或開裂。還有:緊實度、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－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－鑄310

2)分模造型特點是：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，生產率低，要求操作技術水平高，僅適用于單件小批量生產。對于分型面為階梯面或曲面的鑄件，當生產數量較多時，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－鑄312

成形底板可根據生產數量的不同，分別用金屬、木材制作；如果件數不多，可用粘土較多的型砂春緊制成砂質成形底板，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－鑄313

5)刮板造型

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

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

1.單件、小批生產圖示件屬大尺寸、回轉體，可采用刮板－地坑造型。

2.成批生產當批量大，但又無機械化生產條件時，可采用模樣兩箱造型。

四、機器造型（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－鑄315

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

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

造型機的種類很多，按緊砂方法不同可分:

震壓式造型機；震實式造型機；壓實式造型機；射壓式造型機；

及氣沖式造型機等。

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

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

為減輕振動，設有緩沖機構，緩沖機構有氣墊式和彈簧式兩種。所有機器都帶有起模結構，起模比較平穩(wěn)。這種造型機的特點是：機構簡單、操作方便、投資較小，適用于各種材質小件的造型。第17頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄318

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

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

其共同的特點是：不用砂箱，節(jié)省工裝費用，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.其他機器造型壓實造型機中有高壓造型機和水平分型脫箱壓實造型機兩種。

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

造型機發(fā)展，它的最大特點是：在負壓狀態(tài)下完成加砂和壓實，所以，加砂均勻，并有一定的預緊實作用再加上壓實作用，鑄型強度高且均勻。

2)多觸頭高壓造型機由許多可單獨動作的觸頭組成，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

6.機器造型的工藝特點

(1)基本形式模板兩箱

(2)運用環(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－鑄321第21頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄322

1.重要的加工面應朝下，避免砂眼氣孔和夾渣。

2.平板圓盤大面應朝下，減少輻射防開裂夾渣。

3.薄壁大面朝下或垂直，防止產生澆不足冷隔。

4.厚大部分在上或側面；考慮安放冒口利補縮。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－鑄323第23頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄324第24頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄325

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

二、起模斜度

注意：起模斜度與結構斜度的區(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。

結構斜度: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－鑄326

起模斜度與結構斜度的異同項目起模斜度結構斜度表達者工藝師設計師表達處鑄造工藝圖零件設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切削而去除成為零件的結構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－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、型芯設計型芯設計內容很多，如:型芯數量、形狀、型芯頭結構、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－鑄328第28頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－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－鑄330第30頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄331第31頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄332第32頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄333第33頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄334第34頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄335第35頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄336

將妨礙起模的型砂挖掉，適用形狀復雜的鑄件單件小批生產。

活塊造型：鑄件側面有局部凸起，妨礙起模，可將凸臺做成活塊。適用側面有凸臺、肋條的結構。

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－鑄337第37頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－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－鑄339第39頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄340第40頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄341第41頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄342第42頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄343第43頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄344第44頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄345第45頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄346第46頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄347第47頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄348第48頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄349第49頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄350第50頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄351第51頁，共71頁，2023年，2月20日，星期一成形工藝基礎－鑄352第52頁，共