砂型铸造

第三章砂型铸造CHAPTER3CASTING第三章砂型铸造第三章砂型铸造导言：砂型铸造是最常见的传统铸造方法，它适应于各种形形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。本章介绍的主要内容：①造型方法的选择②浇注位置和分型面的选择③工艺参数的选择④综合分析举例第三章砂型铸造铸造成形分类：手工造型机器造型金属型铸造熔模铸造压力铸造低压铸造陶瓷型铸造离心铸造液态成型砂型铸造特种铸造第三章砂型铸造砂型铸造的工艺流程芯盒芯砂制芯造型模样型砂合型浇注落砂清理检验铸件第三章砂型铸造图3-1砂型铸造的工艺流程图第三章砂型铸造第一节造型方法的选择造型是砂型铸造最基本的工序，造型方法的选择是否合理，对铸件质量和成本有着重要的影响。不同造型方法对铸造工艺有着明显的差异，造型方法的选定是制订铸造工艺的前提，因此，正确选择造型方法是生产合格铸件的重要环节。第一节砂型造型方法的选择②微震压实造型③高压造型④射压造型⑤空气冲击造型⑥抛砂造型①震压造型手工造型②分模造型③三箱造型④活块造型⑤挖砂造型⑥刮板造型①整模造型砂型铸造方法机器造型第一节砂型造型方法的选择①整模造型图例主要特点适用范围模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。适用于零件的一端为最大界面，且为平面的铸件。（手工造型）第一节砂型造型方法的选择①整模造型第一节砂型造型方法的选择造型方法主要特点适用范围将模样沿最大截面处分为两半，型腔分别位于上、下两个半型内。造型简单，节省工时。常用于最大截面在中部的铸件。②分模造型（手工造型）第一节砂型造型方法的选择②分模造型第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用。用于大件、小批量生产具有两个分型面的铸件。③三箱造型（手工造型）第一节砂型造型方法的选择③三箱造型第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围铸件上有妨碍起模的小凸台、筋条等。制模时将此部分做成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。造型费工，操作者技术水平要求较高。主要用于单件、小批量生产带有凸出部分、难以起模的铸件。④活块造型（手工造型）第一节砂型造型方法的选择④活块造型第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围模样是整体，但铸件分型面是曲面。为了起模方便，造型时需挖去阻碍起模的型砂。每造一件，挖砂一次，费工、生产率低。用于单件或小批量生产，分型面不是平面的铸件。⑤挖砂造型（手工造型）第一节砂型造型方法的选择⑤挖砂造型第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围用刮板代替模样造型。可降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高。用于单件或小批量生产等截面的或回转体的大、中型铸件。⑥刮板造型（手工造型）第一节砂型造型方法的选择⑥刮板造型第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围在震击后加压紧实铸型。设备成本较低生产率较高，噪音大。型砂紧实度不高，但较均匀，能量消耗少。用于成批生产的小铸件。逐渐被其它方法取代。①震压造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围在微震的同时加压紧实铸型。生产率较高，机器较易损坏。用于成批生产中、小铸件。②微震压实造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围用较高的比压来压实铸型。生产率较高，铸件的尺寸准确，易自动化。压头分平压头、成形压头和多触头压头机器成本高。用于大批生产中、小铸件。③高压造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围用射砂填实砂箱，再用高比压压实铸型，生产率高，易于自动化，型砂紧实度高而均匀。用于大批生产中、小铸件。④射压造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围与震压造型相比能显著提高铸件精度和质量，具有型砂紧实度高，紧实均匀且噪音低。用于大批生产中、小铸件。⑤空气冲击造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择图例主要特点适用范围用抛砂方法填实和紧实铸型。设备成本较低，生产率高噪音大。型砂紧实度较均匀，能量消耗小。用于成批生产的大型铸件。⑥抛砂造型（机器造型）第一节砂型造型方法的选择型芯的制造1.型芯作用：其作用主要是形成铸件的内腔，有时也形成铸件局部外形。2.制芯方法：①砂芯中放入芯骨以提高强度。②砂芯中开贯通的通气道提高砂芯透气性。③砂芯表面刷层涂料提高耐高温性能，防止铸件粘砂。④烘干砂芯，提高砂芯强度和透气性。3.型芯制作：砂芯制作工艺流程如下图第一节砂型造型方法的选择第一节砂型造型方法的选择浇注系统组成浇注系统通常由四部分组成①外浇口②直浇口③横浇口④内浇口第三章砂型铸造第二节造浇注位置和分型面的选择浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制定铸造方案时首要考虑的问题。1铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。2第二节造浇注位置和分型面的选择一、浇注位置的选择原则•铸件的重要加工面或主要工作面应朝下；•铸件的宽大平面应朝下；•壁薄而大的平面应朝下或垂直、倾斜。•浇注位置应有利于补缩，防止铸件产生缩孔第二节造浇注位置和分型面的选择1.铸件重要加工面应朝下车床床身浇注位置第二节造浇注位置和分型面的选择2.铸件大平面应朝下第二节造浇注位置和分型面的选择3.铸件薄壁朝下、厚壁朝上第二节造浇注位置和分型面的选择4.应有利于补缩，防止在铸件中产生缩孔第二节造浇注位置和分型面的选择二、分型面的选择原则•应保证模样能顺利的从铸型中取出；•应尽量减少分型面的数量；•应尽量使分型面是一个平直的面；•使铸件的全部或大部分置入同一砂箱；•应使铸件的全部或大部分置入下箱；•应尽量使型芯和活块的数量减少第二节造浇注位置和分型面的选择•应保证模样能顺利从铸型中取出（之一）第二节造浇注位置和分型面的选择•应保证模样能顺利从铸型中取出（之二）第二节造浇注位置和分型面的选择•应保证模样能顺利从铸型中取出（之三）第二节造浇注位置和分型面的选择•应尽量减少分型面的数量（之一）第二节造浇注位置和分型面的选择•应尽量减少分型面的数量（之二）第二节造浇注位置和分型面的选择•应尽量减少分型面的数量（之二）第二节造浇注位置和分型面的选择若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型•应尽量使分型面是一个平直的面第二节造浇注位置和分型面的选择•应尽量使型芯和活块的数量减少第二节造浇注位置和分型面的选择使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保证铸件的尺寸精度•应使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱第三章砂型铸造第三节工艺参数的选择浇铸造工艺方案初步确定后，为绘制铸造工艺图，尚需确定铸件的铸造工艺参数，主要包括以下几方面：1.加工余量2.收缩率3.拔模斜度4.铸造圆角5.型芯尺寸工艺参数第二节造浇注位置和分型面的选择加工余量；收缩率；拔模斜度；铸造圆角；型芯及型芯头。工艺参数第三章砂型铸造第三节工艺参数的选择浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制定铸造方案时首要考虑的问题。1铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。2第三节工艺参数的选择•机械加工余量在铸造工艺图中的表示方法第三节工艺参数的选择•机械加工余量及铸出孔尺寸机加工余量的大小与铸件的大小、材质、批量、结构的复杂程度及该加工面在铸型中的位置等不同而变化。（可查手册）铸件中较大的孔和槽应铸出，以减少切削工时，节约金属。铸件最小铸出孔尺寸：生产批量铸件最小铸出孔尺寸/mm灰铸铁件铸钢件大量12~15—成批15~3030~50单件、小批30~5050第三节工艺参数的选择•铸造收缩率铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和尺寸缩小。为了使铸件的实际尺寸符合图样要求，在制作模样和芯盒时，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大或缩小一个该合金的收缩率。合金收缩率大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸等因素。常用合金的铸造收缩率灰铸铁：0.7%～1.0%，铸钢：1.3%～2.0%，铝合金：0.8%～1.2%，锡青铜：1.2%～1.4%。第三节工艺参数的选择•铸造起模斜度第三节工艺参数的选择•铸造圆角铸造圆角是指铸件上壁和壁的交角应做成圆弧圆度，以防在该处产生缩孔和裂纹。铸造圆角半径一般为两相交壁平均厚度的1/3~1/2。第三节工艺参数的选择•铸造圆角凝固特性热节充型不同转角处的热节第三节工艺参数的选择•芯型与芯型头型芯：是铸型的一个重要组成部分，型芯的功用是形成铸件的内腔，孔洞和形状复杂阻碍起模部分的外形。型芯头：是型芯定位、支撑和排气的部分，设计时需考虑保证定位准确、能承受砂芯自身重量和液态合金的冲击、浮力等外力的作用，浇注时砂芯内部产生的气体能顺畅引出铸型等。第三节工艺参数的选择•芯型与芯型头第三节工艺参数的选择•芯型与芯型头第三节工艺参数的选择•芯型与芯型头第三节工艺参数的选择型芯上中中铸型a)垂直芯头型腔中下下铸型b)水平芯头下铸型型芯座上下L型芯型芯头上铸型型芯头分为垂直型芯头和水平型芯头两大类第三章砂型铸造第四节铸造工艺设计步骤与分析在确定铸造工艺方案时，首先结合生产纲领、生产条件，研究分析铸件材料铸造工艺性和零件图技术要求的基础上，分析铸件结构，确定浇注位置，选择分型面，依据选定的工艺参数，用红、蓝色笔在零件图上绘制铸造工艺图（包括型芯的数量和固定、冷铁、浇冒口等）为制造模样、编写铸造工艺卡等奠定基础。第四节铸造工艺设计步骤与分析•铸造工艺设计步骤：选择造型方法确定起模斜度选择浇注位置和分型面确定加工余量确定线收缩率铸造圆角绘制铸造工艺图第四节铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计举例：支撑座零件图4-26180502080800.81.6第四节铸造工艺设计步骤与分析①确定浇注位置和分型面1234第四节铸造工艺设计步骤与分析①确定浇注位置和分型面上下第四节铸造工艺设计步骤与分析②确定加工余量上下第四节铸造工艺设计步骤与分析③确定拔模斜度上下第四节铸造工艺设计步骤与分析④确定型芯上下上下+4+6+5+4+6+3型芯通气孔下型芯头上型芯头############下型芯头斜度5°~10°下型芯头间隙0.5~1.5mm集砂槽上型芯头斜度6°~15°上型芯头间隙0.5~2mm间隙2mm④铸造工艺图第四节铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺举例：拖拉机轮铸造工艺图拖拉机轮零件图