砂型鑄造（優選）第二節砂型鑄造（二）型砂

型砂按其所用黏結劑的不同，可分為黏土砂、水玻璃砂、油砂、合成樹脂砂等。

黏土砂最為常用，它是由石英砂、黏土、煤粉、木屑、水等按一定比例混制而成的。

第一章第二節砂型鑄造型砂性能：1、強度

型砂的強度不足，易產生塌箱，澆注時使鑄件表面破壞，導致夾砂、砂眼等缺陷。2、透氣性

型砂能讓氣體透過并逸出的能力為透氣性。透氣性不足，特別是當型砂含較多的水、煤粉等發氣性物質時，鑄件容易產生氣孔。3、耐火性

耐火性是指型砂抵抗高溫熱作用的性能。耐火性不足時，鑄件表面容易粘砂，給清理和切削加工帶來困難。4、退讓性

砂型的退讓性不足時，鑄件的收縮將受到鑄型、砂芯的阻礙，使機械應力加大，增加了產生裂紋的可能性。第一章第二節砂型鑄造二、砂型鑄造造型（造芯）方法（一）手工造型制造砂型（型芯）的工藝過程稱為造型（造芯）。造型是砂型鑄造最基本的工序，通常分為手工造型和機器造型兩大類。手工造型是填砂、緊實和起模都用手工和手動工具來完成的造型方法。優點：

操作方便靈活、適應性強，工藝裝備簡單、生產準備時間短。缺點：

生產率低，勞動強度大，鑄件質量不易保證。只適用于單件、小批量生產。第二節砂型鑄造按砂箱特征分為:兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型等。手工造型的方法：1、兩箱造型鑄型由上型和下型組成，造型、起模、修型等操作方便。特點：適用范圍：適用于各種生產批量，各種大、中、小鑄件。第二節砂型鑄造按模樣特征分為：整模造型、分模造型、活塊造型、挖砂造型、假箱造型和刮板造型等。零件木模砂箱分模面手工造型的兩箱造型圖解型芯上箱下箱型腔澆注系統分型面第二節砂型鑄造2、三箱造型鑄型由上、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。特點：適用范圍：主要用于單件、小批量生產具有兩個分型面的鑄件。第二節砂型鑄造按模樣特征分為：整模造型、分模造型、活塊造型、挖砂造型、假箱造型和刮板造型等。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。（1）避免外部的側凹、凸起；（5）鑄件側壁應具有結構斜度常用于最大截面在中部的鑄件。（2）鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面三箱造型費工，應盡量避免使用。5、應盡量減少型芯數量，且便于安放、固定和排氣鑄輪使用外型芯減少分型面用刮板代替模樣造型。在某種鑄造工藝條件下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。鑄件毛坯的最小鑄出孔（mm）帶輪的三箱造型第二節砂型鑄造三箱造型在澆注位置上過大的水平面容易產生的缺陷:造型后，底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔。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。型腔及主要型芯位于下型，便于造型、下芯、合箱和檢驗鑄件壁厚。在澆注位置上過大的水平面容易產生的缺陷:鑄件毛坯的最小鑄出孔（mm）1、鑄件的重要加工面應朝下或位于側面在某種鑄造工藝條件下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。用刮板代替模樣造型。可減少熱節和緩和應力集中。在零件設計中所確定的垂直于分型面的非加工表面斜度為結構斜度，結構斜度是在零件設計時直接在零件圖上標出，且斜度值較大；振壓式造型機工作過程示意圖3、地坑造型車間地坑代替下砂箱，只要一個上砂箱，可減少砂箱的投資。大型鑄件單件生產時，降低鑄型高度,便于澆注操作。但造型費工，要求操作者的技術水平較高。特點：適用范圍：常用于砂箱數量不足，制造批量不大的大、中型鑄件。第二節砂型鑄造地坑造型合型圖地坑造型在某種鑄造工藝條件下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。按砂箱特征分為:兩箱造型、三箱造型、脫箱造型、地坑造型等。主要用于生產小鑄件，砂箱尺寸較小。（1）合理設計鑄件壁厚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。盡量避免不必要的型芯和活塊。平板、圓盤類鑄件大平面應朝下。模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。4、脫箱造型（了解）鑄型合型后，將砂箱脫出，重新用于造型。澆注前，須用型砂將脫箱后的砂型周圍填緊，也可在砂型上加套。特點：適用范圍：主要用于生產小鑄件，砂箱尺寸較小。脫箱造型套箱底板第二節砂型鑄造5、整模造型模樣是整體的，多數情況下，型腔全部在下半型內，上半型無型腔。造型簡單，鑄件不會產生錯型缺陷。特點：適用范圍：適用于一端為最大截面，且為平面的鑄件。第二節砂型鑄造整模造型過程第二節砂型鑄造整模造型第二節砂型鑄造6、挖砂造型模樣是整體的，但鑄件的分型面是曲面。為了起模方便，造型時用手工挖去阻礙起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，費工、生產率低。特點：適用范圍：用于單件或小批量生產分型面不是平面的鑄件。第二節砂型鑄造6、挖砂造型第二節砂型鑄造挖砂造型7、假箱造型為了克服挖砂造型的缺點，先將模樣放在一個預先作好的假箱上，然后放在假箱上造下型，省去挖砂操作。操作簡便，分型面整齊。特點：適用范圍：用于成批生產分型面不是平面的鑄件。第二節砂型鑄造假箱造型8、分模造型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。造型簡單，節省工時。

特點：適用范圍：常用于最大截面在中部的鑄件。第二節砂型鑄造第二節砂型鑄造分模造型分模造型動畫分模造型錄像分模造型分模造型視頻9、活塊造型鑄件上有妨礙起模的小凸臺、肋條等。制模時將此部分作成活塊，在主體模樣起出后，從側面取出活塊。造型費工，要求操作者的技術水平較高。特點：適用范圍：

主要用于單件、小批量生產帶有突出部分、難以起模的鑄件。第二節砂型鑄造活塊造型1—用釘子連接的活塊2—用燕尾槽連接的活塊活塊造型錄像活塊造型活塊造型視頻10、刮板造型用刮板代替模樣造型。可大大降低模樣成本，節約木材，縮短生產周期。但生產率低，要求操作者的技術水平較高。特點：適用范圍：主要用于有等截面的或回轉體的大、中型鑄件的單件或小批量生產。第二節砂型鑄造帶輪的刮板造型過程第二節砂型鑄造刮板造型（二）機器造型機器造型是將加砂、緊砂和起模等工序用造型機來完成的造型方法。優點：

缺點：

第二節砂型鑄造機器造型按緊實方式的不同分震壓造型、拋砂造型和射砂造型。分類：

勞動生產率高，勞動條件改善，鑄件的尺寸精度高、表面粗糙度小，加工余量小。設備及工裝模具一次性投資較大，生產準備時間較長，主要用于成批大量生產。造型機1.

基本原理頂桿起模式震壓造型機的工作過程：填砂→震擊緊砂→輔助壓實→起模

第二節砂型鑄造振壓式造型機工作過程示意圖進氣填砂升起排氣落下撞擊震擊氣缸升起壓實抬起2.

工藝特點

機器造型工藝是采用模板進行兩箱造型。第二節砂型鑄造模板是將模樣、澆注系統沿分型面與底板聯結成一個整體的專用模具。造型后，底板形成分型面，模樣形成鑄型空腔。（三）造芯制作型芯的工藝過程稱為造芯。型芯的作用：

形成鑄件的內腔形狀，也可形成鑄件的外形（如具有內凹或外凸的側壁）。型芯制造：

可用手工制造，也可用機器制造。形狀復雜的型芯可分塊制造，然后粘合成形。第二節砂型鑄造為了提高型芯的剛度和強度，需在型芯中放入芯骨；注意：

為了提高型芯的透氣性，需在型芯的內部制作通氣孔；為了提高型芯的強度和透氣性，一般型芯需烘干使用。

型芯的形式第二節砂型鑄造鑄造方法鑄件尺寸（mm）合金種類鑄鋼灰口鑄鐵球墨鑄鐵可鍛鑄鐵鋁合金銅合金砂型鑄造<200×20085～66533～5200×20~500×50010～126～1012846～8>500×50015～2015～2015～2010～12610～12三、鑄件結構設計1、鑄件壁厚的設計①鑄件的最小壁厚（1）合理設計鑄件壁厚第二節砂型鑄造在某種鑄造工藝條件下，鑄造合金能充滿型腔的最小厚度。（一）合金鑄造性能對鑄件結構設計的要求②鑄件的臨界壁厚在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，臨界壁厚≈3×最小壁厚③鑄件截面形狀（2）鑄件壁厚應均勻、避免厚大截面第二節砂型鑄造（a）不合理（b）合理鑄件壁厚應盡量均勻2、鑄件壁間的連接（1）鑄件壁的連接處或轉角處應有結構圓角

可減少熱節和緩和應力集中。（a）不合理（b）合理鑄件壁的連接應有結構圓角第二節砂型鑄造易形成熱節和應力集中，鑄件易產生縮孔、縮松和裂紋等缺陷。（2）不同壁厚之間要逐步過渡

（教材P33）（3）

壁間連接應避免交叉和銳角減少鑄件中的應力集中現象，防止裂紋產生。不合理合理第二節砂型鑄造（4）輪幅設計應避免收縮受阻如輪幅設計成彎曲輪幅或奇數輪幅。（a）不合理（b）合理第二節砂型鑄造3、盡量避免過大的水平面不利于金屬液的充填，容易產生澆不到、冷隔等缺陷；（a）不合理（b）合理不利于金屬液中氣體和熔渣的上浮，易造成氣孔、夾渣缺陷；

大平面型腔的上表面受高溫金屬液烘烤的時間較長，極易造成夾砂缺陷。在澆注位置上過大的水平面容易產生的缺陷:改進措施:在進行鑄件結構設計時，應盡量將水平面設計成傾斜形狀。避免大水平面的結構第二節砂型鑄造4、采用對稱或加強肋結構細長、薄大鑄件為防止翹曲變形時采用。第二節砂型鑄造細長和薄大件的設計（a）細長件設計（b）薄大件設計（a）（b）（二）鑄造工藝對鑄件結構設計的要求1、鑄件外形設計（鑄件外形應力求簡單）盡量避免不必要的型芯和活塊。（1）避免外部的側凹、凸起；（a）不合理（b）合理第二節砂型鑄造（2）分型面應盡量平直；分型面應平直（3）凸臺和肋的結構應便于起模；第二節砂型鑄造（4）減少分型面的數目；第二節砂型鑄造（5）鑄件側壁應具有結構斜度鑄件上凡垂直于分型面的非加工表面應設計出一定的斜度，稱為結構斜度。結構斜度便于起模和提高鑄件精度，并可延長模具的使用壽命。第二節砂型鑄造2、鑄件的內腔設計（1）盡量少用或不用型芯（a）不合理（b）合理第二節砂型鑄造（2）應便于型芯的定位、固定、排氣和清理第二節砂型鑄造四、砂型鑄造工藝設計主要內容：繪制鑄造工藝圖

其它內容：鑄件圖，鑄型裝配圖，鑄造工藝卡片。第二節砂型鑄造鑄造工藝方案的內容2.工藝方案的確定1.鑄件結構工藝性分析4.型芯設計3.工藝參數確定6.出氣冒口補縮冒口5.澆注系統設計8.繪制鑄件圖7.繪制鑄造工藝圖鑄造方法的選擇造型及造芯方法的選擇澆注位置的選擇分型面的選擇工藝方案的確定（一）澆注位置的選擇澆注位置：澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。第二節砂型鑄造1、鑄件的重要加工面應朝下或位于側面車床床身的澆注位置卷揚筒的澆注位置第二節砂型鑄造2、鑄件的寬大平面應朝下鑄型的上表面除了容易產生砂眼、氣孔、夾渣外，大平面還常產生夾砂缺陷。平板、圓盤類鑄件大平面應朝下。第二節砂型鑄造3、面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或使其處于垂直或傾斜位置可以有效防止鑄件產生澆不足或冷隔等缺陷。薄壁件的澆注位置第二節砂型鑄造4、對于容易產生縮孔的鑄件，應將厚大部分放在分型面附近的上部或側面以便在鑄件厚壁處直接安置冒口，使之實現自下而上的定向凝固。第二節砂型鑄造5、應盡量減少型芯數量，且便于安放、固定和排氣（二）鑄型分型面的選擇

（1）分型面應選在鑄件的最大截面處。第二節砂型鑄造1、便于起模，使造型工藝簡化便于起模（2）分型面應盡量平直。

第二節砂型鑄造起重臂平直分型面的選擇平直分型面可采用簡便的分模造型，彎曲分型面需采用挖砂或假箱造型。第二節砂型鑄造（3）盡量減少分型面的數量。

三通減少分型面的分型方案鑄輪使用外型芯減少分型面第二節砂型鑄造（4）避免不必要的活塊和型芯。

支架避免活塊的分型方案第二節砂型鑄造2、盡量使鑄件重要加工面或大部分加工面與加工基準面置于同一砂箱以保證鑄件精度。床身加工面與基準面同箱的分型方案第二節砂型鑄造3、盡量使型腔及主要型芯位于下型。機床支架型腔與型芯位于下型的分型方案型腔及主要型芯位于下型，便于造型、下芯、合箱和檢驗鑄件壁厚。（三）工藝參數的確定

在鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱為機械加工余量。第二節砂型鑄造1、機械加工余量和最小鑄出孔數值取決于：鑄件生產批量、合金的種類、鑄件的大小、加工面與基準面之間的距離及加工面在澆注時的位置等。鑄件最大尺寸澆注時位置加工面與基準面之間的距離﹤5050~120120~260260~500500~800800~1250﹤120頂面底、側面3.5~4.52.5~3.54.0~4.53.0~3.5

120~260頂面底、側面4.0~5.03.0~4.04.5~5.03.5~4.05.0~5.54.0~4.5

260~500頂面底、側面4.5~6.03.5~4.55.0~6.04.0~4.56.0~7.04.5~5.06.5~7.05.0~6.0

500~800頂面底、側面5.0~7.04.0~5.06.0~7.04.5~5.06.5~7.04.5~5.57.0~8.05.0~6.07.5~9.06.5~7.0

800~1250頂面底、側面6.0~7.04.0~5.56.5~7.55.0~5.57.0~8.05.0~6.07.5~8.05.5~6.08.0~9.05.5~7.08.5~106.5~7.5灰鑄鐵的機械加工余量（mm）鑄件的孔、槽：較大的孔、槽應當鑄出；較小的孔則不必鑄出；對于零件圖上不要求加工的孔、槽以及彎曲孔等，一般均應鑄出。第二節砂型鑄造鑄件毛坯的最小鑄出孔（mm）生產批量最小鑄出孔的直徑d灰鑄鐵件鑄鋼件大量生產12~15—成批生產15~3030~50單件、小批量生產30~5050為了使模樣（或型芯）易于從砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的側壁，制造模樣時必須作出一定的傾斜度，稱為起模斜度。第二節砂型鑄造2、起模斜度（拔模斜度）起模斜度的大小取決于立壁的高度、造型方法、模樣材料等因素，立壁愈高，斜度愈小，外壁斜度比內壁小；機器造型應比手工造型斜度小，而木質模樣斜度應比金屬模樣斜度大。一般外壁為15ˊ~3°，內壁3°~10°。在零件設計中所確定的垂直于分型面的非加工表面斜度為結