第二篇第2章砂型鑄造

第二篇鑄造

第二章砂型鑄造

第二章砂型鑄造

砂型鑄造：指鑄型由砂型和砂芯組成，而砂型和砂芯是用砂子和粘結(jié)劑為基本材料制成的。砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，適于各種形狀、大小及各種合金鑄件的生產(chǎn)。

鑄造工藝圖是在零件圖上用各種工藝符號表示鑄造工藝方案的圖形。本章圍繞鑄造工藝方案的制定介紹有關(guān)造型方法選擇、澆注位置和分型面選擇等內(nèi)容。砂型鑄造的工藝過程工藝準(zhǔn)備造型落砂合箱澆注造芯清理檢驗熔煉金屬配砂、制模

砂型鑄造生產(chǎn)過程

繪制零件鑄造工藝圖——制造模樣和芯盒——造型和造芯——下芯、合箱——澆注——落砂——清理——質(zhì)量檢驗——獲得合格鑄件。

一、基本術(shù)語

鑄型：用型砂、金屬或其他耐火材料制成；包括形成鑄件形狀的空腔、型芯和澆冒系統(tǒng)的組合整體。型腔：鑄型中造型材料所包圍的空腔部分。鑄件：用鑄造方法制成的金屬件，一般作毛坯用。分型面：鑄型組元間的接合面。分模面：模樣組元間的接合面。模樣：由木材、金屬或其他材料制成，用來形成鑄型型腔的工藝裝備。零件：鑄件經(jīng)切削加工制成的金屬件。砂芯：為獲得鑄件的內(nèi)孔或局部外形，用芯砂或其他材料制成的，安放在型腔內(nèi)部的鑄型組元。芯盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的裝備。第一節(jié)

造型方法造型是砂型鑄造的重要工序，大體分手工和機器造型兩大類。手工造型主要用于單件或小批量鑄件的生產(chǎn)，而機器造型則主要用于大批量的鑄件制造。

整模造型

分模造型

挖砂造型

活塊造型

三箱造型：鑄件中間小，兩端大，須兩分型面上中下

刮板造型：用與鑄件截面相適應(yīng)的刮板代替實體模樣造型的方法。帶輪的刮板造型導(dǎo)向刮板造型2．機器造型

機器造型是將手工造型中的緊砂和起模工步實現(xiàn)了機械化的方法。優(yōu)點：與手工造型相比，不僅提高了生產(chǎn)率、改善勞動條件而且提高了鑄件精度和表面質(zhì)量。缺點：機器造型所用的造型設(shè)備和工藝裝備的費用高、生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長，只適用于中、小鑄件成批或大量的生產(chǎn)。各觸頭能隨著模樣各部分的高低壓入不同的深度，使砂型的緊實度大體均勻機器造型的特點采用模板的兩箱造型。所謂模板就是將模型、澆注系統(tǒng)沿分型面與底板聯(lián)結(jié)成一體的專用工裝，一般采用金屬材料制造。有單面模板和雙面模板之分。不能采用三箱造型和活塊造型。

第二節(jié)澆注位置與分型面選擇

澆注位置---澆注時,鑄件在型內(nèi)所處的狀態(tài)和位置.分型面---兩半個鑄型相互接觸的表面一、澆注位置選擇原則；上中中下車床床身澆注位置1、重要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài)因鑄件上表面的氣孔、夾渣比下部多，組織也不如下面致密，如果難以作到朝下，則應(yīng)盡力使其位于側(cè)面，當(dāng)鑄件的加工面有數(shù)個時，應(yīng)使較大的面朝下。a)不合理b)合理起重機卷筒的澆注位置分析上下上下2.鑄件的大平面應(yīng)放在下部。

3.鑄件的薄壁部分應(yīng)放在鑄件下部或放在內(nèi)澆口以下。為防止鑄件上大面積薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，這對于流動性差的合金尤其重要下上上下a)不正確b)正確

曲軸箱的澆注位置a)不利于補縮b)有利于補縮收縮大的鑄鋼件澆注位置選擇4.易于產(chǎn)生縮孔、縮松的鑄件，應(yīng)把厚大部位放在上面或側(cè)面，以便于在鑄件厚處直接安放冒口，使之自上而下地定向凝固，進行補縮，防止縮孔。卷揚筒厚端放分型面上部是合理的,若厚端放下面,難以補縮。另：圓周面質(zhì)量要求高，若采用臥鑄，則圓周的上表面質(zhì)量難以保證；反之若采用立鑄，由于全部圓周表面均處于側(cè)立位置，其質(zhì)量均勻一致，較易獲得合格鑄件。

起重機卷揚筒的合理澆注位置5、盡量減少型芯的數(shù)目,同時有利于砂芯的定位、穩(wěn)固、排氣、檢驗方便，較大的砂芯應(yīng)盡量使芯頭朝下,盡量避免砂芯吊在上箱或懸壁.

二、分型面的選擇1、盡量使鑄件全部或大部置于同一半型內(nèi)，或者使加工面和加工基準(zhǔn)面放在同一半型中，這樣有利于保證鑄件精度（如防止錯箱影響精度）。汽車后輪轂的分型方案(a)一個分型面(機器造型)b)二個分型面(手工造型)2.應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)目.

為簡化操作過程,保證鑄件尺寸精度，應(yīng)盡量減少分型面數(shù)目,減少活塊的數(shù)目,特別是機器造型流水線生產(chǎn),通常只允許有一個分型面,而且盡量不用活塊,常用砂芯代替活塊.鑄件的幾種分型方案減少活塊減少分型面以型芯代替活塊三通鑄鋼件分型面的選擇3、分型面應(yīng)盡量采用平直面，簡化造型工藝起重臂的分型面a)曲面分型面b)平面分型面5、分型面選擇應(yīng)盡量減少型芯數(shù)目.易于機械加工的小孔、內(nèi)腔，盡量不用型芯。內(nèi)腔簡單的鑄件，盡量采用“自帶砂型”。下上用砂胎減少砂芯數(shù)目的實驗4、分型面的確定應(yīng)便于下芯、合箱及檢查型腔尺寸。D>H時,可用砂垛取代型芯(砂垛:上箱叫吊砂,下箱叫自帶型芯)

砂型鑄造-手工造型分型方案選定綜合分析舉例1：綜合分析舉例2：支座半，凹槽易鑄出。但易錯箱，且加強筋處過薄易損壞。方案Ⅲ，凹槽底面分型，優(yōu)缺點同方案Ⅱ，軸孔用型芯，大批量生產(chǎn)，不能用活塊和挖砂。當(dāng)采用活塊時，軸孔難下芯。單件小批第三節(jié)工藝參數(shù)確定機械加工余量、起模斜度、收縮率、最小鑄出孔、鑄造圓角等一、機械加工余量定義:在鑄件的加工面上預(yù)先留出的準(zhǔn)備在機械加工時切去的金屬層厚度。影響因素:1.合金種類:灰口鑄鐵:表面平整,加工余量少.

鑄鋼:表面粗糙,加工余量大.

有色金屬:表面光潔,材料昂貴，加工余量小.2.造型方法:大批量生產(chǎn),機器造型,加工余量少.

小批量生產(chǎn),手工造型,加工余量大.3.鑄件尺寸:

尺寸大,誤差越大,加工余量大.二.起模斜度定義：為使模樣易從鑄型中取出,凡垂直于分型面的立壁,在制模時必須留出一定的傾斜度,該斜度為起模斜度.如果零件本身有結(jié)構(gòu)斜度，則起模斜度可省去。影響因素:

1.立壁高度:立壁愈高,斜度愈小

2.造型方法:機器造型比手工造型斜度小

3.模樣材料:木模比金屬模斜度大

(一般取15’-3,但內(nèi)壁斜度要比外壁大，內(nèi)外壁有差別（內(nèi)壁3-10）

。三.收縮率：定義:鑄件冷卻后由于線收縮而比模樣尺寸小,為保證鑄件應(yīng)有的尺寸,制造模樣時必須使模樣的尺寸比鑄件加大.影響因素:1合金種類:

灰鐵,0.7—1.0%

鑄鋼,1.3—2.0%

錫青銅,1.2—1.4%2鑄件形狀及尺寸:收縮是非自由的,所以受鑄件形狀、尺寸的影響.四.最小鑄出孔確定原則:(經(jīng)濟性原則)

1、大孔和槽應(yīng)鑄出,較小孔和槽不鑄出.孔:加上加工余量的孔徑<25mm,不鑄出.

槽、臺階、胖肚圓:h<10mm,b<20mm不鑄出.2、零件圖上不加工孔和槽無論大小均鑄

.h<10mm,b<20mm不鑄出.五.鑄造圓角為減少應(yīng)力集中和造型時不塌箱,以及減少金屬液流動時的阻力,鑄件的連接壁處應(yīng)做成圓角.

一般中小件圓角半徑在4~12mm內(nèi)選取,相聯(lián)兩壁的平均厚度大時取上限,小時取下限.六、鑄造尺寸精度

一級精度適用于熔模鑄造和其它工藝方法鑄造成的精密鑄件.

二級精度用于金屬模、塑料模的機器造型.

三級精度一般用于手工造型（手工造型誤差大）七.型芯的設(shè)計(包括型芯的分塊和芯頭的設(shè)計)1.型芯的分塊(選定形狀和數(shù)目)1）應(yīng)使型芯有足夠的強度、定位準(zhǔn)確，安放牢固，排氣方便。2）應(yīng)使型芯有大的填砂面和烘干面，便于造芯和烘干。上下（3）易于機械加工的小孔、內(nèi)腔，盡量不用型芯。內(nèi)腔簡單的鑄件，盡量采用“自帶砂型”。用砂胎減少砂芯數(shù)目的實驗2.芯頭設(shè)計:

芯頭是指鑄件以外不與金屬液接觸的型芯部分。芯頭的作用是定位、固定、排氣、和使清砂方便.型芯頭的形狀和尺寸對于型芯的裝配工藝性和穩(wěn)定性有很大影響.(1)垂直芯頭---上芯頭斜度大,高度小些,便于合箱,下芯頭斜度小,高度大些,穩(wěn)定.若垂直型芯粗,短,上芯頭可省略.(2)水平芯頭---芯頭較長,芯頭也有斜度,便于下芯合箱,懸壁型芯頭必