砂型鑄造解析

砂型鑄造解析第1頁/共48頁不適用于鑄件精度要求較高的場合砂型鑄造——用型砂緊實(shí)成型的鑄造方法。應(yīng)用最為廣泛的一種鑄造方法。優(yōu)點(diǎn)：操作靈活設(shè)備簡單生產(chǎn)準(zhǔn)備時間短適用于各種批量的生產(chǎn)缺點(diǎn)：尺寸精度低質(zhì)量不穩(wěn)定容易形成廢品一、砂型鑄造概述第2頁/共48頁砂型鑄造的工藝過程8．落砂和清理1．制造模樣與芯盒2．制備型（芯）砂3．造型4．造芯5．合箱6．熔煉7．澆注9．檢驗(yàn)二、砂型鑄造的工藝過程第3頁/共48頁1．制造模樣與芯盒模樣——用來形成鑄型型腔的工藝裝備。制造砂型時，使用模樣可以獲得與零件外部輪廓相似的型腔。（只用一次，制成鑄型后，按模樣材料的性質(zhì)，用熔解、熔化或汽化的方式將其破壞，從鑄型中脫除。）按使用特點(diǎn)可復(fù)用模樣消耗模樣芯盒——用來制造型芯的工藝裝備。芯盒的內(nèi)腔與型芯的形狀和尺寸相同。第4頁/共48頁原砂2．制備型（芯）砂型（芯）砂是用來制造鑄型的材料?；驹牧希鸿T造砂和型砂黏結(jié)劑。常用的鑄造砂：硅質(zhì)砂鋯英砂鉻鐵礦砂剛玉砂第5頁/共48頁手工造型——是全部用手工或手動工具完成的造型工序。主要用于單件或小批生產(chǎn)，特別是大型和形狀復(fù)雜的鑄件。3．造型造型——利用制備的型砂及模樣等制造鑄型的過程。砂型鑄造件的外形取決于型砂的造型，造型方法有手工造型和機(jī)器造型兩種。（1）手工造型手工造型的特點(diǎn)及應(yīng)用條件第6頁/共48頁手工造型特點(diǎn)：操作方便靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，模樣生產(chǎn)成本低，準(zhǔn)備時間短。生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，鑄件質(zhì)量不易保證。只適用于單件小批量生產(chǎn)。手工造型的方法：兩箱、三箱、整模、分模等選擇合適的造型方法,可獲得合格鑄件以及降低成本等。第7頁/共48頁1）整模造型型腔在同一砂箱中，不會產(chǎn)生錯型缺陷，操作簡單；適宜于一端為最大截面且為平面的鑄件。聯(lián)軸節(jié)鑄件的整模兩箱造型過程第8頁/共48頁整模造型的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：分型面為平面，鑄型型腔全部在一個砂箱內(nèi)，造型簡單，鑄件不會產(chǎn)生錯箱缺陷。應(yīng)用范圍：鑄件最大截面在一端，且為平面。第9頁/共48頁2）分模造型模樣在最大截面處分開，型腔位于上、下型中，操作較簡單；適宜于最大截面在中部的鑄件。套管鑄件的分模兩箱造型過程第10頁/共48頁分模造型的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：模樣沿最大截面分為兩半，型腔位于上、下兩個砂箱內(nèi)。造型方便，但制作模樣較麻煩。應(yīng)用范圍： 最大截面在中部，一般為對稱性鑄件。第11頁/共48頁3）挖砂造型整體模樣，分型面為一曲面，需挖去阻礙起模的型砂才能取出模樣，生產(chǎn)率低；單件生產(chǎn)。手輪鑄件的挖沙造型過程第12頁/共48頁挖砂造型的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)： 模樣為整體模，造型時需挖去阻礙起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻煩，生產(chǎn)率低。應(yīng)用范圍： 單件小批生產(chǎn)模樣薄、分模后易損壞或變形的鑄件。第13頁/共48頁4）假箱造型第14頁/共48頁5）活塊造型將妨礙起模的部分做成活動的，取出模樣主體部分后，再小心將活塊取出，造型費(fèi)工時。第15頁/共48頁活塊造型的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)： 將模樣上妨礙起模的部分，做成活動的活快，便于起模。造型和制作模樣都很麻煩，生產(chǎn)率低。應(yīng)用范圍： 單件小批生產(chǎn)帶有突起部分的鑄件。第16頁/共48頁6）.三箱造型第17頁/共48頁動畫：變?nèi)湓煨蜑閮上湓煨?/p>

第18頁/共48頁三箱造型的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)： 鑄件兩端截面尺寸比中間部分大，采用兩箱無法起模，將鑄型放在三個砂箱中，組合而成。三箱造型的關(guān)鍵是選配合適的中箱。造型復(fù)雜，易錯箱，生產(chǎn)率低。應(yīng)用范圍： 單件小批生產(chǎn)具有兩個分型面的鑄件。第19頁/共48頁7）刮板造型第20頁/共48頁8）地坑造型第21頁/共48頁鑄件尺寸精確（2）機(jī)器造型機(jī)器造型——指用機(jī)器全部完成或至少完成緊砂操作的造型工序。優(yōu)點(diǎn)：表面質(zhì)量好加工余量小缺點(diǎn)：投資較大需要專用設(shè)備同手工相比，機(jī)器造型和制芯的生產(chǎn)率高，質(zhì)量穩(wěn)定，工人勞動強(qiáng)度低。但設(shè)備和工藝裝備費(fèi)用高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長。適用于大批量生產(chǎn)的鑄件。普通機(jī)器造型：震實(shí)造型;壓實(shí)造型;震壓造型;第22頁/共48頁1）震壓造型其原理是通過震擊使得砂箱下部的型砂在慣性力作用下緊實(shí)，再用壓頭將砂箱上部松散的型砂壓實(shí)。第23頁/共48頁微震壓實(shí)造型機(jī)的緊砂原理是在型砂壓實(shí)的同時進(jìn)行微震，所以其緊實(shí)度比震壓造型的高而且均勻。第24頁/共48頁機(jī)器造型方法二2）、多觸頭高壓造型3）、拋砂機(jī)第25頁/共48頁高壓造型機(jī)的壓頭采用液體加壓，每個小壓頭的行程可隨模型的高度自行調(diào)節(jié)，使砂型各部位的緊實(shí)度均勻，且在壓實(shí)的同時還可進(jìn)行微震，它制得的砂型緊實(shí)度高、能獲得表面粗糙度低、尺寸精度高的鑄件、且噪音小，生產(chǎn)率高。

第26頁/共48頁采用射砂和壓實(shí)聯(lián)合的緊砂方法將砂型緊實(shí)。這種方法不易產(chǎn)生錯箱缺陷，獲得鑄件的尺寸精度高；生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)自動化。適合于中小鑄件成批大量的生產(chǎn)。第27頁/共48頁拋砂緊實(shí)造型是利用電動機(jī)驅(qū)動拋砂機(jī)頭的葉片，連續(xù)地將傳送帶運(yùn)來的型砂在機(jī)頭內(nèi)初步緊實(shí)、再靠離心力的作用將已呈團(tuán)狀的型砂快速(30～60m/s)地拋到砂箱中，如此將型砂逐層緊實(shí)。也就是在完成填砂同時進(jìn)行緊實(shí)，其效率高、型砂緊實(shí)度均勻，可用于任何批量的大、中型鑄件或大型芯子的制造。第28頁/共48頁進(jìn)氣填砂升起機(jī)器造型第29頁/共48頁排氣落下撞擊第30頁/共48頁震擊氣缸升起壓實(shí)第31頁/共48頁抬起第32頁/共48頁4．造芯造芯——制造型芯的過程。常用的手工造芯方法是芯盒造芯。芯盒通常由兩部分組成。手工造芯（單件或小批生產(chǎn)）造芯

機(jī)器造芯（批量生產(chǎn)）芯盒造芯示意圖第33頁/共48頁型芯的作用

型芯是砂型的一部分，在制造中空鑄件或有妨礙起模的凸臺鑄件時，往往要采用型芯。第34頁/共48頁型芯的制作第35頁/共48頁機(jī)器造芯在大批量生產(chǎn)中，常用型芯制作設(shè)備是射芯機(jī)和殼（吹）芯機(jī)。射芯機(jī)工作原理殼（吹）芯制造原理第36頁/共48頁澆包是容納、輸送和澆注熔融金屬用的容器，用鋼板制成外殼，內(nèi)襯耐火材料。5．合箱合箱——將鑄型的各個組元，如上型、下型、型芯、澆口盆等組合成一個完整鑄型的操作過程，又稱合型。合型前，檢查砂型和型芯的質(zhì)量。合型時，要保證鑄型型腔幾何形狀和尺寸的準(zhǔn)確及型芯的穩(wěn)固。合型后，上、下型應(yīng)夾緊或在鑄型上放置壓鐵，以防澆注時上型被熔融金屬頂起，造成抬箱、射箱或跑火等事故。6．熔煉熔煉——使金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴跔顟B(tài)的過程。沖天爐是最常用的熔煉設(shè)備。第37頁/共48頁澆注系統(tǒng)——鑄型中引導(dǎo)液體金屬進(jìn)入型腔的通道。組成：澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道。7．澆注澆注——把熔融金屬注入鑄型的過程。液體金屬通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔。（1）澆注系統(tǒng)保證熔融金屬平穩(wěn)、均勻、連續(xù)地充滿型腔；阻止熔渣、氣體和砂粒隨熔融金屬進(jìn)入型腔；控制鑄件的凝固順序；供給鑄件冷凝收縮時所需補(bǔ)充的液體金屬（補(bǔ)縮）。第38頁/共48頁澆注系統(tǒng)第39頁/共48頁直澆道：提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、棱角清晰。橫澆道：良好的阻渣能力。內(nèi)澆道:1、位置、方向和個數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補(bǔ)縮，在規(guī)定的澆注時間內(nèi)充滿型腔，金屬液進(jìn)入型腔時避免飛濺、沖刷型壁或砂芯。2、使金屬液流動平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷入、吸收氣體和使金屬過度氧化。第40頁/共48頁3、保證型內(nèi)金屬液面有足夠的上升速度，以免形成夾砂結(jié)疤、皺皮、冷隔等缺陷。4、澆注系統(tǒng)的金屬消耗小，并容易清理。5、減小砂型體積，造型簡單，模樣制造容易。第41頁/共48頁澆注系統(tǒng)的類型很多，根據(jù)合金種類和具體鑄件情況不同，按照內(nèi)澆道在鑄件上開設(shè)位置的不同，可將澆注系統(tǒng)分為頂注式、底注式、中間注入式和分段注入式等。頂注式澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)的類型優(yōu)點(diǎn)是易于充滿型腔，型腔中金屬的溫度自下而上遞增，因而補(bǔ)縮作用好、簡單易做、節(jié)省金屬。但對鑄型沖擊較大，有可能造成沖砂、飛濺和加劇金屬的氧化。所以這類澆注系統(tǒng)多用于重量小，高度低和形狀簡單的鑄件。動畫：頂注式澆注系統(tǒng)第42頁/共48頁冒口——在鑄型內(nèi)存儲供補(bǔ)縮鑄件用熔融金屬的空腔。（2）冒口第43頁/共48頁澆注時，須使?jié)部诒３殖錆M狀態(tài)，不允許澆注中斷，并注意防止飛濺和滿溢砂型。（3）澆注工藝要求澆注溫度——液體金屬澆入鑄型時所測量到的溫度。通常，灰鑄鐵的澆注溫度為

1200~1380℃。澆注速度——單位時間內(nèi)澆入鑄型中的液體金屬的質(zhì)量，用

kg/s表示?？刂茲沧⑺俣龋翰倏v澆包和布置澆注系統(tǒng)。澆注前，應(yīng)把熔融金屬表面的熔渣除盡。第44頁/共48頁縮孔的防止方法可以考慮采用冒口補(bǔ)充熱節(jié)圓處的金屬液體，和采用冷鐵激冷遠(yuǎn)離冒口處的金屬，在生產(chǎn)上一般稱為定向凝固補(bǔ)縮原則。即遠(yuǎn)離冒口處的金屬先凝固，靠近冒口處的金屬后凝固，冒口處的金屬最后凝固，形成一條暢通的補(bǔ)縮通道，如下圖所示。動畫：定向凝固第45頁/共48