砂型鑄造課件

第三章砂型鑄造CHAPTER3CASTING第三章砂型鑄造第三章砂型鑄造導言：

砂型鑄造是最常見的傳統(tǒng)鑄造方法，它適應于各種形形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)。掌握砂型鑄造是合理選擇鑄造方法和正確設(shè)計鑄件的基礎(chǔ)。

本章介紹的主要內(nèi)容：①

造型方法的選擇②澆注位置和分型面的選擇③工藝參數(shù)的選擇④綜合分析舉例第三章砂型鑄造鑄造成形分類：

手工造型

機器造型

金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造陶瓷型鑄造離心鑄造液態(tài)成型砂型鑄造特種鑄造第三章砂型鑄造砂型鑄造的工藝流程芯盒芯砂制芯造型模樣型砂合型澆注落砂清理檢驗鑄件第三章砂型鑄造圖3-1砂型鑄造的工藝流程圖第三章砂型鑄造第一節(jié)造型方法的選擇造型是砂型鑄造最基本的工序，造型方法的選擇是否合理，對鑄件質(zhì)量和成本有著重要的影響。不同造型方法對鑄造工藝有著明顯的差異，造型方法的選定是制訂鑄造工藝的前提，因此，正確選擇造型方法是生產(chǎn)合格鑄件的重要環(huán)節(jié)。第一節(jié)砂型造型方法的選擇②

微震壓實造型③

高壓造型④

射壓造型⑤

空氣沖擊造型⑥

拋砂造型①震壓造型手工造型②

分模造型③

三箱造型④

活塊造型⑤

挖砂造型⑥

刮板造型①整模造型砂型鑄造方法機器造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇①整模造型圖例主要特點適用范圍模樣是整體的，多數(shù)情況下，型腔全部在下半型內(nèi)，上半型無型腔。造型簡單，鑄件不會產(chǎn)生錯箱缺陷。適用于零件的一端為最大界面，且為平面的鑄件。（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇①整模造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇造型方法主要特點適用范圍將模樣沿最大截面處分為兩半，型腔分別位于上、下兩個半型內(nèi)。造型簡單，節(jié)省工時。常用于最大截面在中部的鑄件。②分模造型（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇②分模造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍鑄型由上、中、下三部分組成，中型的高度須與鑄件兩個分型面的間距相適應。三箱造型費工，應盡量避免使用。用于大件、小批量生產(chǎn)具有兩個分型面的鑄件。③

三箱造型（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇③

三箱造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍鑄件上有妨礙起模的小凸臺、筋條等。制模時將此部分做成活塊，在主體模樣起出后，從側(cè)面取出活塊。造型費工，操作者技術(shù)水平要求較高。主要用于單件、小批量生產(chǎn)帶有凸出部分、難以起模的鑄件。④

活塊造型（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇④

活塊造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍模樣是整體，但鑄件分型面是曲面。為了起模方便，造型時需挖去阻礙起模的型砂。每造一件，挖砂一次，費工、生產(chǎn)率低。用于單件或小批量生產(chǎn)，分型面不是平面的鑄件。⑤

挖砂造型（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇⑤

挖砂造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍用刮板代替模樣造型。可降低模樣成本，節(jié)約木材，縮短生產(chǎn)周期。但生產(chǎn)率低，要求操作者的技術(shù)水平較高。用于單件或小批量生產(chǎn)等截面的或回轉(zhuǎn)體的大、中型鑄件。⑥

刮板造型（手工造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇⑥

刮板造型第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍在震擊后加壓緊實鑄型。設(shè)備成本較低生產(chǎn)率較高，噪音大。型砂緊實度不高，但較均勻，能量消耗少。用于成批生產(chǎn)的小鑄件。逐漸被其它方法取代。①震壓造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍在微震的同時加壓緊實鑄型。生產(chǎn)率較高，機器較易損壞。用于成批生產(chǎn)中、小鑄件。②

微震壓實造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍用較高的比壓來壓實鑄型。生產(chǎn)率較高，鑄件的尺寸準確，易自動化。壓頭分平壓頭、成形壓頭和多觸頭壓頭機器成本高。用于大批生產(chǎn)中、小鑄件。③

高壓造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍用射砂填實砂箱，再用高比壓壓實鑄型，生產(chǎn)率高，易于自動化，型砂緊實度高而均勻。用于大批生產(chǎn)中、小鑄件。④

射壓造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍與震壓造型相比能顯著提高鑄件精度和質(zhì)量，具有型砂緊實度高，緊實均勻且噪音低。用于大批生產(chǎn)中、小鑄件。⑤

空氣沖擊造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇圖例主要特點適用范圍用拋砂方法填實和緊實鑄型。設(shè)備成本較低，生產(chǎn)率高噪音大。型砂緊實度較均勻，能量消耗小。用于成批生產(chǎn)的大型鑄件。⑥

拋砂造型（機器造型）第一節(jié)砂型造型方法的選擇型芯的制造1.型芯作用：其作用主要是形成鑄件的內(nèi)腔，有時也形成鑄件局部外形。2.制芯方法：①砂芯中放入芯骨以提高強度。

②砂芯中開貫通的通氣道提高砂芯透氣性。

③砂芯表面刷層涂料提高耐高溫性能，防止鑄件粘砂。

④

烘干砂芯，提高砂芯強度和透氣性。3.型芯制作：砂芯制作工藝流程如下圖第一節(jié)砂型造型方法的選擇第一節(jié)砂型造型方法的選擇澆注系統(tǒng)組成澆注系統(tǒng)通常由四部分組成①外澆口②直澆口③橫澆口④內(nèi)澆口第三章砂型鑄造第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的空間位置。鑄件的澆注位置正確與否直接影響到鑄件質(zhì)量，它是我們制定鑄造方案時首要考慮的問題。1鑄型分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面。鑄型分型面的選擇正確與否是鑄造工藝合理性的關(guān)鍵之一。若選擇不當不僅影響鑄件質(zhì)量，而且會使鑄造工序復雜化。2第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇一、澆注位置的選擇原則

鑄件的重要加工面或主要工作面應朝下；

鑄件的寬大平面應朝下；

壁薄而大的平面應朝下或垂直、傾斜。

澆注位置應有利于補縮，防止鑄件產(chǎn)生縮孔第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇1.鑄件重要加工面應朝下車床床身澆注位置第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇2.鑄件大平面應朝下第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇3.鑄件薄壁朝下、厚壁朝上第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇4.應有利于補縮，防止在鑄件中產(chǎn)生縮孔第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇二、分型面的選擇原則

應保證模樣能順利的從鑄型中取出；

應盡量減少分型面的數(shù)量；

應盡量使分型面是一個平直的面；

使鑄件的全部或大部分置入同一砂箱；

應使鑄件的全部或大部分置入下箱；

應盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應保證模樣能順利從鑄型中取出（之一）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應保證模樣能順利從鑄型中取出（之二）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應保證模樣能順利從鑄型中取出（之三）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應盡量減少分型面的數(shù)量（之一）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應盡量減少分型面的數(shù)量（之二）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應盡量減少分型面的數(shù)量（之二）第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型應盡量使分型面是一個平直的面第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇應盡量使型芯和活塊的數(shù)量減少第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保證鑄件的尺寸精度應使鑄件的全部或者大部分位于同一砂箱第三章砂型鑄造第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇澆鑄造工藝方案初步確定后，為繪制鑄造工藝圖，尚需確定鑄件的鑄造工藝參數(shù)，主要包括以下幾方面：1.加工余量2.收縮率3.拔模斜度4.鑄造圓角5.型芯尺寸工藝參數(shù)第二節(jié)造澆注位置和分型面的選擇加工余量；收縮率；拔模斜度；鑄造圓角；型芯及型芯頭。工藝參數(shù)第三章砂型鑄造第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇澆注位置是指澆注時鑄件在型內(nèi)所處的空間位置。鑄件的澆注位置正確與否直接影響到鑄件質(zhì)量，它是我們制定鑄造方案時首要考慮的問題。1鑄型分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面。鑄型分型面的選擇正確與否是鑄造工藝合理性的關(guān)鍵之一。若選擇不當不僅影響鑄件質(zhì)量，而且會使鑄造工序復雜化。2第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇機械加工余量在鑄造工藝圖中的表示方法第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇機械加工余量及鑄出孔尺寸機加工余量的大小與鑄件的大小、材質(zhì)、批量、結(jié)構(gòu)的復雜程度及該加工面在鑄型中的位置等不同而變化。（可查手冊）鑄件中較大的孔和槽應鑄出，以減少切削工時，節(jié)約金屬。鑄件最小鑄出孔尺寸：

生產(chǎn)批量鑄件最小鑄出孔尺寸/mm灰鑄鐵件鑄鋼件大量12~15—成批15~3030~50單件、小批30~5050第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇鑄造收縮率鑄件在凝固和冷卻過程中會發(fā)生收縮而造成各部分體積和尺寸縮小。為了使鑄件的實際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時，模樣和芯盒的制造尺寸應比鑄件放大或縮小一個該合金的收縮率。合金收縮率大小取決于鑄造合金的種類及鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸等因素。常用合金的鑄造收縮率灰鑄鐵：0.7%～

1.0%，鑄鋼：1.3%～

2.0%，鋁合金：0.8%～

1.2%，錫青銅：1.2%～

1.4%。第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇鑄造起模斜度第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇鑄造圓角鑄造圓角是指鑄件上壁和壁的交角應做成圓弧圓度，以防在該處產(chǎn)生縮孔和裂紋。鑄造圓角半徑一般為兩相交壁平均厚度的1/3~1/2。第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇鑄造圓角凝固特性熱節(jié)充型不同轉(zhuǎn)角處的熱節(jié)第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇芯型與芯型頭型芯：是鑄型的一個重要組成部分，型芯的功用是形成鑄件的內(nèi)腔，孔洞和形狀復雜阻礙起模部分的外形。型芯頭：是型芯定位、支撐和排氣的部分，設(shè)計時需考慮保證定位準確、能承受砂芯自身重量和液態(tài)合金的沖擊、浮力等外力的作用，澆注時砂芯內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能順暢引出鑄型等。第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇芯型與芯型頭第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇芯型與芯型頭第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇芯型與芯型頭第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇型芯上中中鑄型

a)垂直芯頭型腔

中下下鑄型

b)水平芯頭

下鑄型型芯座上下L型芯型芯頭上鑄型型芯頭分為垂直型芯頭和水平型芯頭兩大類第三章砂型鑄造第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析在確定鑄造工藝方案時，首先結(jié)合生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)條件，研究分析鑄件材料鑄造工藝性和零件圖技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，分析鑄件結(jié)構(gòu)，確定澆注位置，選擇分型面，依據(jù)選定的工藝參數(shù)，用紅、藍色筆在零件圖上繪制鑄造工藝圖（包括型芯的數(shù)量和固定、冷鐵、澆冒口等）為制造模樣、編寫鑄造工藝卡等奠定基礎(chǔ)。第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析鑄造工藝設(shè)計步驟：選擇造型方法確定起模斜度

選擇澆注位置和分型面

確定加工余量

確定線收縮率鑄造圓角繪制鑄造工藝圖第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析鑄造工藝設(shè)計舉例：支撐座零件圖第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析①確定澆注位置和分型面第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析①確定澆注位置和分型面第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析②確定加工余量第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析③確定拔模斜度第四節(jié)鑄造工藝設(shè)計步驟與分析④確定型芯上下+4+6+5+4+6+3型芯通氣