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铸造造型与制芯常州精棱铸锻有限公司人力资源部2了解砂箱造型的几种形式和造型方法的选择，以及砂芯的作用、特点和应用范围，掌握手工造型及制芯的方法。造型与制芯3砂型铸造砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。一、砂型铸造的工艺过程工艺准备造型落砂合箱浇注造芯清理检验熔炼金属配砂、制模4一、砂箱造型将模样做成整体形状，分型面位于模样的某个断面上，模样可直接从砂型中起出，这样的造型方法叫做整模造型。1.整模造型第一节造型必备专业知识5第一节造型必备专业知识图6-1整模造型过程a)铸件b)造上型c)刮平d)翻转上型、起模e)造下型f)合型6整模造型7挖砂造型8假箱造型9三箱造型10活块造型11砂型铸造12金属型铸造13分模造型14有些铸件如圆柱体、套筒类、管子类等，都有一个共同的特点，即存在一个过轴线的最大截面，而模样往往沿着这个最大截面分成两部分，利用这样的模样造型就叫做分模造型。图6-2分模造型a)铸件b)模样c)造上型d)起模e)安放砂芯f)合型2.分模造型第一节造型必备专业知识15模样侧面有较小的突起部分，因勾砂而妨碍起模，因此，在制作模样时，需将凸块拆活，且用燕尾槽或活动销联接在模样上，起模或脱芯后，再将活块取出，这种造型方法叫做活块造型。图6-3零件、铸件与模样a)零件图b)铸件图c)用销钉联接的活块模d)用燕尾销联接的活块模3.活块造型第一节造型必备专业知识16有些模样按其结构形状需采用分模造型，但从强度和刚度因素考虑，又不允许将模样分开而应做成整体模，在造型时将妨碍起模部分的型砂挖掉，这种造型方法就叫挖砂造型。图6-5挖砂造型过程a)铸件b)造下型c)翻转下型，修挖分型面d)造上型e)开型、起模f)合型4.挖砂造型第一节造型必备专业知识17图6-4活块模造型a)舂制下砂型、拔出销钉b)起出模样主体c)取出活块第一节造型必备专业知识18为了充分利用砂箱的容积，将几个相同材质牌号铸件的模样，放在一个砂箱内造型的方法，称为一型多铸。脱箱造型是在可脱砂箱内造型，合型后浇注前脱去砂箱的造型方法。图6-6可脱式砂箱a)用卡板固定可脱式砂箱b)用搭钩固定可脱式砂箱5.一型多铸6.脱箱造型第一节造型必备专业知识19图6-7脱箱造型a)制造下砂型b)制造上砂型c)提起上砂型d)取出模板e)合型f)脱箱和套箱第一节造型必备专业知识20叠箱造型是将几个或十几个砂型重叠起来，采用共用直浇道浇注的造型方法。图6-8叠箱造型7.叠箱造型第一节造型必备专业知识21多箱造型是指用三个以上砂箱造型，以解决砂型具有两个以上分型面或高大件的手工造型方法。图6-9三箱造型过程a)铸件b)模样c)造下砂型d)造中砂型e)造上砂型f)开型起模g)合型8.多箱造型第一节造型必备专业知识221)便于舂砂、翻转、搬运。2)可以采用不同的造型方法制造各种各样的铸件，适应性强。图6-10槽轮第一节造型必备专业知识233)合型后便于紧固，浇注时不会冲垮砂型。4)制造砂箱要消耗原材料，并且要有一定的制造周期。5)需占据很大的堆放场地，浇注时不太安全等。第一节造型必备专业知识24二、造型方法的选择图6-11槽轮用三箱造型a)舂制中型b)舂制下型c)舂制上型d)合型后的砂型第一节造型必备专业知识25图6⁃10所示是一槽轮铸件，其结构特点是两端大中间小，具有两个最大截面。(1)多箱造型图6-11所示是槽轮铸件采用三箱造型的示意图。(2)两箱造型用砂芯来形成槽轮的外轮廓，就可以采用两箱造型，见图6-12。槽轮铸件除选择上述造型方法外，还可以采用活砂造型、消失模造型等方法，这将在以后的章节中介绍。1.槽轮铸件造型方法的选择第一节造型必备专业知识26图6⁃13所示是一带轮铸件，外圈是一个光滑的圆柱面。图6-12槽轮用砂芯造型2.带轮铸件造型方法的选择第一节造型必备专业知识27图6-13带轮第一节造型必备专业知识28图6-14带轮铸件用挖砂造型a)铸件b)舂实后的下型c)挖砂后的下型d)合型后的上、下型第一节造型必备专业知识29(1)分模造型模样沿最大截面处分开，最大截面以下部分处在下型，以上部分处在上型，当生产数量大时，可采用此方法，便于操作。(2)挖砂造型模样不用分开，采用整体模进行挖砂造型，见图6-14。除此之外，带轮铸件还可以采用假箱造型、消失模造型等方法。图6⁃15所示是一圆筒铸件，是由一个大圆柱和一个小圆柱相交构成的。3.圆筒铸件造型方法的选择第一节造型必备专业知识30(1)活块造型图6-16所示为模样沿小圆柱处拆活，采用活块造型。图6-15圆筒第一节造型必备专业知识31图6-16圆筒用活块造型第一节造型必备专业知识32图6-17圆筒用砂芯造型(2)砂芯造型用砂芯形成小圆柱的型线，利于起模，第一节造型必备专业知识33模样不用拆活，见图6-17。此外，圆筒铸件还可用分模造型、消失模造型等。第一节造型必备专业知识34三、刮板造型图6-18刮板与铸件形状的关系a)铸件b)刮板1.小型旋转刮板造型第一节造型必备专业知识35刮板造型36(1)小型旋转刮板的结构见图6-19，它的一侧有木质的轴，轴的两端钉有截去钉头的钉子作轴心(上、下两轴心要同轴)。图6-19刮板的结构1—铁钉2—钉轴第一节造型必备专业知识37(2)小型旋转刮板架小型旋转刮板架一般用于刮制尺寸较小的砂型，见图6-20，它由底座、悬臂和滑套等组成。图6-20小型旋转刮板架1—定位螺钉2—悬臂3—滑套4—木桩5—支柱6—底座第一节造型必备专业知识38图6-21马架的结构1—垫铁2—刮板3—马架第一节造型必备专业知识39(3)小型旋转刮板架的安装和校正1)将刮板架放在砂箱旁边，在底架上放上压铁，使刮板架稳固，以便刮制砂型时不致晃动。2)根据刮板安放的位置，埋好木桩。3)按刮板安放的位置，调节悬臂的高度和滑套的位置，使滑套下面的孔能套入刮板的铁钉轴。4)使刮板作360°旋转，如果刮板与砂箱四周的箱边距离不等，可以调节转臂和滑套来校正。如果没有上述的小型旋转刮板架，也可用砂箱、木板、压铁等来架设；架设的形式有两种：一种是过桥式，见图6⁃22，另一种是悬臂式，见图6⁃23。第一节造型必备专业知识40图6-22简易过桥式刮板的架设1—刮板2—木板3—木制挡板4—压铁第一节造型必备专业知识41图6-23简易旋臂式刮板的架设1—刮板2—木制挡板3—压铁4—砂箱第一节造型必备专业知识42(4)造型方法下面举例说明小型旋转刮板的造型方法。1)三箱造型①上砂型的刮制过程见图6-24。图6-24刮制上型1—木片2—锤子3—刮板4—刮板架5—分规6—轮辐模样7—木桩第一节造型必备专业知识43②中砂型的刮制与上砂型相似，为保证砂型不致塌型，常在箱壁内侧装设骨架或刷粘结剂(如白泥水)，并把箱角处的型砂舂得硬一些。为了防止砂型分型面陷进砂箱平面。③下砂型的刮制与上砂型相似，刮板也是用刮制上砂型的那一面。不同的地方是，下砂型上凸起的部分不是吊砂，固不需放木片等进行加固。下砂型的轮辐，一般是在配型后再挖出，这样可减少轮辐错位。④合型。带轮的上、中、下三个砂型是分开刮制的，根据其特点，通常利用中型来定位装配砂型。其具体操作过程如下：第一节造型必备专业知识44a.把上砂型平放在砂地上，套上中砂型并进行调整，使轮缘四周壁厚相等，在箱壁外侧做上定位线。2)两箱造型。①冒口合型法在刮制好的上砂型面上，沿轮缘外边，均匀地挖出四个下部等于轮缘厚度的扁形冒口。合型时，如果通过四个冒口都看不到下砂型的分型面，即表示上、下砂型合型准确，见图第一节造型必备专业知识45②十字线合型法。在上砂型和下砂型的分型面上，通过砂型的圆心分别向箱壁划出两根垂直的直线，把直线引出到砂箱的外侧，并做上定位线，见图6-26。合型时，上砂型和下砂型便可根据砂箱外侧的四根定位线进行合型。图6-25冒口合型法第一节造型必备专业知识46图6-26十字线合型法第一节造型必备专业知识47图6-27内圆线合型法1—上砂型圆线2—下砂型圆线第一节造型必备专业知识48③圆线合型法。圆线合型法有两种：一种是用内圆线，另一种是用外圆线。两者都是根据上、下砂型半径相等的圆线进行合型的。a.内圆线合型法。图6-28顶盖的刮板造型a)刮制顶盖的上表面b)舂制上砂型c)刮制顶盖的下表面d)开挖浇道e)合型f)铸件第一节造型必备专业知识49(5)分筋方法采用刮板造型的铸件，通常都是带轮、齿轮等类零件。图6-29弦长和等分数的关系第一节造型必备专业知识501)四等分圆周的划线方法，见图6-30。①在刮板所划的圆周上，确定出A点，如果要使四根轮辐的中心线与砂箱边垂直(或平行)，A点应位于砂箱某一边的中心线上。②用划线尺靠准A点，并通过定位桩上的圆心O点划直线与圆周交于B点。为了对准圆心，可用提钩的平直端，紧贴划线尺的侧面，在砂胎底部划出一条直线，见图6-31。第一节造型必备专业知识51图6-30四等分圆周法第一节造型必备专业知识52图6-31划线方法③作AB线段的垂直平分线，即以A、B为圆心，第一节造型必备专业知识53适当长度为半径(所划圆弧要能在分型面上相交)，划圆弧交于C、D点。图6-32六等分圆周法第一节造型必备专业知识54④用划线尺作直线CD，交圆周于E、F点，则A、B、E、F为等分圆周的四点。由于湿砂型的强度较低，在划线时难以承受分规脚的压力，因此可在作为圆心的各点上插铁钉加强。2)六等分圆周的划线方法。在划线时，由于测量误差、划线技术等因素的影响，有时会出现误差，因此应根据误差的大小，修正等分圆周的弦长，直到能准确地将圆周等分为止。①先在下砂型上挖出轮辐，再将未挖轮辐的上砂型合在下砂型上，将轮缘壁厚调整好后，做出合型定位泥号。第一节造型必备专业知识55②在浇道处放一些石墨粉，再从浇道吹入压缩空气，粉状物通过下砂型中已挖好的半面轮辐，在上砂型面留下清晰的痕迹。③开型，根据痕迹在上砂型挖出轮辐。所谓导向刮板造型是指将导板(导轨)放在分型面上，刮板沿着导板移动而刮去多余型砂使之成型的造型方法。2.导向刮板造型第一节造型必备专业知识56图6-33导向刮板造型a)弯管铸件示意图b)刮板与实样模部分c)刮制上砂型1—法兰及芯头模样2—刮板3—导轨第一节造型必备专业知识57(1)造型过程1)先做一个假箱，将导轨埋入假箱中，使导轨的上平面与假箱分型面平齐，将上半部法兰及芯头模样固定在导轨上。2)安放上砂箱、浇冒口模样，填砂舂制上砂型。3)翻转砂型，取出填充物，再用刮板沿着导轨刮去多余的型砂。4)拆去导轨和法兰，开挖浇道，修整上砂型。下砂型的刮制方法与上砂型基本相同，并用同一块刮板刮制，但在安放导轨时，应注意弯管的弯曲方向和上砂型保持对称(即上砂型向右弯，下砂型应向左弯)。第一节造型必备专业知识58(2)合型方法导向刮板上、下砂型是分别刮制的，所以合型时要注意防止错型。1)直观法。2)划线法。管类铸件的管壁一般都较薄，不允许错型，因此合型后需进行检验。第一节造型必备专业知识59四、地坑造型1)根据铸件的大小和数量，在砂地上挖出一个每边比造型所需的长度长150～200mm，比模样高度深100～150mm的坑，在坑的四角各堆上一堆砂，在砂堆上沿坑的长度方向放两条平直的挡板，在挡板上再放上一个平直的刮板，见图6-34a。2)用水平仪先校正其中一块挡板，然后把水平仪放到刮板上，通过刮板再校正另一块挡板，使两块挡板的上平面处于同一水平面上，见图6-34a。3)在挡板的两侧铲入少量型砂并舂实，以便固定挡板，舂砂时要小心，避免挡板移动。1.软砂床的制备第一节造型必备专业知识60图6-34软砂床的制备a)校平挡板b)刮平型砂c)压实型砂d)压实方法1、2—挡板3—刮板4—水平仪5—垫板第一节造型必备专业知识614)在两块挡板上各放上一块厚约10mm的垫板。5)去掉垫板，压下高出挡板的型砂，其方法见图6-34c。对于长期固定使用的软砂床，为了省去每次繁琐的校正工作，挡板可用金属制作(如钢轨或槽钢等)，待校正后，即焊好并将其固定在地坑内。地坑造型根据造型中是否使用盖箱，可分为无盖地坑造型和有