第3讲-砂型铸造

材料成型基础刘志卫单位：机械工程学院机械制造与自动化教研室手机：[phone]邮箱：[e-mail]安徽理工大学材料成型基础第三讲砂型铸造砂型铸造砂型铸造主要内容砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造工艺设计铸件结构设计浇冒口系统设计砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法制造砂型的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型机器造型整模造型活块造型分模造型震实式造型震压式造型抛砂造型射砂造型造型方法三箱造型假箱造型挖砂造型手工造型HandMolding操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短；生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。按砂箱特征：两箱、三箱、地坑、脱箱按模样特征：整模、分模、挖砂、活块、刮板等砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型HandMolding砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂箱刮砂板底板砂舂通气针起模针皮老虎镘刀镘勺提勾砂箱及造型工具手工造型-整模造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：模样为一整体，分型面为一平面，不会产生错型。应用：最大截面靠一端且为一平面的铸件。如齿轮等。轮罩上砂箱下砂箱浇口棒模样分型面手工造型-整模造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-分模造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：模样在最大截面处分开，模样一分二，制作模样麻烦，易偏箱和错箱。应用：最大截面在中部的铸件，常用于回转体类等铸件。如套筒、水管、阀体、箱体等。套筒上半模下半模分型面手工造型-分模造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-挖砂造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：模样为一整体，分型面为一曲面，挖去阻碍起模的型砂才能取模。造型麻烦、生产率低。应用：适宜中小型、分型面不平的铸件。下砂箱模样挖去分型面上的砂放置上砂箱手工造型-挖砂造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-活块造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：阻碍起模部分和模样做成两部分。操作难度较大，生产率低。应用：造型较复杂，用于单件小批生产，带有凸台，难以起模的铸件。模样模样可用钉子、燕尾榫（sun）槽等方法连接分型面手工造型-活块造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-刮板造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：刮板形状和铸件截面相同，代替模样，省去制模工序。应用：单件小批生产，大、中型轮类、管类铸件。如皮带轮。砂箱刮板手工造型-刮板造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-三箱造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：三个砂三箱造型箱，中箱高度与中间模样高度相等，要特制。操作复杂，生产率低。应用：单件小批生产，适合于中间截面小，两端截面大铸件视频:实际生产中手工造型用材料、工具及造型方法上砂箱中砂箱下砂箱分型面分型面手工造型-三箱造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-假箱造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：将模型置于假箱或成型底板上，直接造出曲面，代替挖砂造型，操作较简单。应用：用于小批或成批生产，分型面不平的铸件。手工造型-假箱造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法手工造型-地坑造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：地坑造型在地面以下的砂坑中造型，一般只用上箱，可减少砂箱投资。但造型劳动量大，要求工人技术较高。应用：生产批量不大的大、中型铸件，可节省下箱。机器造型定义：将手工造型中的紧砂和起模实现了机械化的方紧砂方法：压实、震实、震压等，以震压紧砂法为主起模方法：顶箱起模；翻转起模；漏模起模等。特点：①生产率高，精度较高；②节约金属；③改善了劳动条件；④设备投资较大。应用：只适用于中、小铸件成批或大量的生产。砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法机器造型-射压造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：分型面呈垂直状态，靠射砂初步紧实后再补加侧向高压压实。无需砂箱应用：大批量生产灰铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁及有色金属的中小型铸件。机器造型-微震压实造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：噪音低，适应性强，工作可靠，造价低应用：流水线机器造型-高压造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：压头形状随模型变化，紧实度均匀。应用：广泛机器造型-抛砂造型砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法特点：效率高，噪音小；起模、翻箱需要另外的设备，紧实度与工人水平有关应用：中大型铸件的造型。造芯用途：制作空心或外壁内凹的铸件，或铸件具有影响起模的外凸时，经常要用到型芯，制作型芯的工艺过程称为造芯。注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法制芯-壳芯机制芯砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法材料：酚醛树脂覆膜砂加热：260-300°C时间1-5min厚度6-12mm制芯-壳芯机制芯砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法材料：冷芯盒：油砂、合脂砂热芯盒：热固性树脂砂特点：生产率高，砂芯质量好应用：大批量流水线砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法模具与成品砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法模具与成品砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法模具与成品砂型铸造砂型铸造造型（造芯）方法砂型铸造砂型铸造工艺设计目的：获得合格铸件；减小铸型制造的工作量；降低铸件成本。在砂型铸造的生产准备过程中，必须制订出合理的铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。砂型铸造砂型铸造工艺设计内容：砂型铸造砂型铸造工艺设计砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造方法选择造型及造芯方法选择浇注位置选择分型面选择工艺方案的确定浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，避免砂眼气孔和夹渣砂型铸造砂型铸造工艺设计浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，避免砂眼气孔和夹渣砂型铸造砂型铸造工艺设计伞齿轮浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置铸件的重要加工面应朝下或位于侧面，避免砂眼气孔和夹渣砂型铸造砂型铸造工艺设计浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩砂型铸造砂型铸造工艺设计起重机卷筒浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置厚大部分在上或侧面；考虑安放冒口利补缩砂型铸造砂型铸造工艺设计浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置平板圆盘大面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。砂型铸造砂型铸造工艺设计浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置薄壁大面朝下或垂直或倾斜，防止产生浇不足冷隔。砂型铸造砂型铸造工艺设计摩托车曲轴箱浇注位置的选择-浇注时铸件在铸型中所处的位置便于砂芯的安放、固定和排气，避免采用吊芯、悬臂砂芯。砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工作量。砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造工艺设计起重臂分型面的选择-铸型间相互接触的表面便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面便于起模，使造型工艺简化尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯砂型铸造砂型铸造工艺设计绳轮采用砂芯使三箱造型变为两箱造型电梯绳轮分型面的选择-铸型间相互接触的表面全部大部同一箱，保证精度利加工砂型铸造砂型铸造工艺设计管子堵头分型面的选择-铸型间相互接触的表面尽量使主要型腔和砂芯放在下半型，以便于下芯、合箱和检查型腔尺寸砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面选择分型面不应削减铸件的结构强度砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面不使砂箱过高砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面减少铸件的清理工作量砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-箱体件的分型方案选择砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-三通管的分型方案选择砂型铸造砂型铸造工艺设计分型面的选择-铸型间相互接触的表面案例分析-该如何选？砂型铸造砂型铸造工艺设计浇注位置与分型面的关系在保障质量前提下，先选浇注位置、再选分型面。在考虑经济性和加工条件下，先选分型面，再选浇注位置。在实际中，具体问题具体分析，抓主要矛盾，次要矛盾从工艺措施方面解决。砂型铸造砂型铸造工艺设计工艺参数的确定砂型铸造砂型铸造工艺设计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铸件的孔、槽工艺参数的确定-加工余量为切削加工而加大的尺寸。数值取决于：批量、合金种类、大小、加工面与基准面之间的距离及浇注位置等。机器造型：铸件精度高，余量可减小；手工造型：误差大，余量应加大。铸钢表面粗糙，余量应大；非铁合金表面光洁，余量应小尺寸大或加工面与基准面间的距离大，误差大，余量也大朝上表面产生缺陷的机率大，其余量应比底面和侧面大。砂型铸造砂型铸造工艺设计工艺参数的确定-加工余量加工余量必须认真选取：余量过大，切削加工费工，且浪费金属材料；余量过小，制品会因残留黑皮而报废。单件、小批生产的小铸铁件的加工余量为4.5～5.5mm。砂型铸造砂型铸造工艺设计工艺参数的确定-孔、槽要考虑铸出的可能性、必要性和经济性。一般大孔用下芯的方式铸出，而小孔则用机加工完成。单件、小批生产的小铸铁件上直径小于30mm的孔一般不铸出。砂型铸造砂型铸造工艺设计工艺参数的确定-起模斜度为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度。在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。砂型铸造砂型铸造工艺设计起模斜度无有工艺参数的确定-收缩率铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率K：砂型铸造砂型铸造工艺设计工艺参数的确定-铸造圆角定义：指设计铸件时，在璧间的连接和拐角处，应设计处圆弧过渡，此圆弧称为铸造圆角。作用：可避免热节形成；改善应力分布；避免砂型损坏和产生砂眼。砂型铸造砂型铸造工艺设计凝固特性热节、充型工艺参数的确定-型心头型芯：功用是形成铸件内腔，孔洞和阻碍起模部分的外形芯头：指伸出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分，其功用是定位、支撑和排气。砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造工艺设计生产之前，编制出生产工艺的技术文件。工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等，它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起着决定性的作用。砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺图绘制举例砂型铸造砂型铸造工艺设计连接盘零件图连接盘铸造工艺设计铸造工艺图绘制举例-确定浇注位置和分型面砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺图绘制举例-确定浇注位置和分型面砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺图绘制举例-确定起模斜度砂型铸造砂型铸造工艺设计铸造工艺设计铸造工艺图绘制举例-