2-12砂型铸造

砂型铸造不适用于铸件精度要求较高的场合砂型铸造——用型砂紧实成型的铸造方法。应用最为广泛的一种铸造方法。优点：操作灵活设备简单生产准备时间短适用于各种批量的生产缺点：尺寸精度低质量不稳定容易形成废品一、砂型铸造概述砂型铸造的工艺过程8．落砂和清理1．制造模样与芯盒2．制备型（芯）砂3．造型4．造芯5．合箱6．熔炼7．浇注9．检验二、砂型铸造的工艺过程1．制造模样与芯盒模样——用来形成铸型型腔的工艺装备。制造砂型时，使用模样可以获得与零件外部轮廓相似的型腔。（只用一次，制成铸型后，按模样材料的性质，用熔解、熔化或汽化的方式将其破坏，从铸型中脱除。）按使用特点可复用模样消耗模样芯盒——用来制造型芯的工艺装备。芯盒的内腔与型芯的形状和尺寸相同。原砂2．制备型（芯）砂型（芯）砂是用来制造铸型的材料。基本原材料：铸造砂和型砂黏结剂。常用的铸造砂：硅质砂锆英砂铬铁矿砂刚玉砂手工造型——是全部用手工或手动工具完成的造型工序。主要用于单件或小批生产，特别是大型和形状复杂的铸件。3．造型造型——利用制备的型砂及模样等制造铸型的过程。砂型铸造件的外形取决于型砂的造型，造型方法有手工造型和机器造型两种。（1）手工造型手工造型的特点及应用条件手工造型特点：操作方便灵活、适应性强，模样生产成本低，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。手工造型的方法：两箱、三箱、整模、分模等选择合适的造型方法,可获得合格铸件以及降低成本等。1）整模造型型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单；适宜于一端为最大截面且为平面的铸件。联轴节铸件的整模两箱造型过程整模造型的特点及应用•特点：分型面为平面，铸型型腔全部在一个砂箱内，造型简单，铸件不会产生错箱缺陷。•应用范围：铸件最大截面在一端，且为平面。2）分模造型模样在最大截面处分开，型腔位于上、下型中，操作较简单；适宜于最大截面在中部的铸件。套管铸件的分模两箱造型过程分模造型的特点及应用•特点：模样沿最大截面分为两半，型腔位于上、下两个砂箱内。造型方便，但制作模样较麻烦。•应用范围：最大截面在中部，一般为对称性铸件。3）挖砂造型整体模样，分型面为一曲面，需挖去阻碍起模的型砂才能取出模样，生产率低；单件生产。手轮铸件的挖沙造型过程挖砂造型的特点及应用•特点：模样为整体模，造型时需挖去阻碍起模的型砂，故分型面是曲面。造型麻烦，生产率低。•应用范围：单件小批生产模样薄、分模后易损坏或变形的铸件。4）假箱造型5）活块造型将妨碍起模的部分做成活动的，取出模样主体部分后，再小心将活块取出，造型费工时。活块造型的特点及应用•特点：将模样上妨碍起模的部分，做成活动的活快，便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。•应用范围：单件小批生产带有突起部分的铸件。6）.三箱造型动画：变三箱造型为两箱造型三箱造型的特点及应用•特点：铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱无法起模，将铸型放在三个砂箱中，组合而成。三箱造型的关键是选配合适的中箱。造型复杂，易错箱，生产率低。•应用范围：单件小批生产具有两个分型面的铸件。7）刮板造型8）地坑造型铸件尺寸精确（2）机器造型机器造型——指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。优点：表面质量好加工余量小缺点：投资较大需要专用设备•同手工相比，机器造型和制芯的生产率高，质量稳定，工人劳动强度低。但设备和工艺装备费用高，生产准备周期长。适用于大批量生产的铸件。•普通机器造型：震实造型;压实造型;震压造型;1）震压造型其原理是通过震击使得砂箱下部的型砂在惯性力作用下紧实，再用压头将砂箱上部松散的型砂压实。微震压实造型机的紧砂原理是在型砂压实的同时进行微震，所以其紧实度比震压造型的高而且均匀。机器造型方法二2）、多触头高压造型3）、抛砂机高压造型机的压头采用液体加压，每个小压头的行程可随模型的高度自行调节，使砂型各部位的紧实度均匀，且在压实的同时还可进行微震，它制得的砂型紧实度高、能获得表面粗糙度低、尺寸精度高的铸件、且噪音小，生产率高。采用射砂和压实联合的紧砂方法将砂型紧实。这种方法不易产生错箱缺陷，获得铸件的尺寸精度高；生产率高，易于实现自动化。适合于中小铸件成批大量的生产。抛砂紧实造型是利用电动机驱动抛砂机头的叶片，连续地将传送带运来的型砂在机头内初步紧实、再靠离心力的作用将已呈团状的型砂快速(30～60m/s)地抛到砂箱中，如此将型砂逐层紧实。也就是在完成填砂同时进行紧实，其效率高、型砂紧实度均匀，可用于任何批量的大、中型铸件或大型芯子的制造。进气填砂升起机器造型排气落下撞击震击气缸升起压实抬起4．造芯造芯——制造型芯的过程。常用的手工造芯方法是芯盒造芯。芯盒通常由两部分组成。手工造芯（单件或小批生产）造芯机器造芯（批量生产）芯盒造芯示意图型芯的作用型芯是砂型的一部分，在制造中空铸件或有妨碍起模的凸台铸件时，往往要采用型芯。型芯的制作机器造芯在大批量生产中，常用型芯制作设备是射芯机和壳（吹）芯机。射芯机工作原理壳（吹）芯制造原理浇包是容纳、输送和浇注熔融金属用的容器，用钢板制成外壳，内衬耐火材料。5．合箱合箱——将铸型的各个组元，如上型、下型、型芯、浇口盆等组合成一个完整铸型的操作过程，又称合型。合型前，检查砂型和型芯的质量。合型时，要保证铸型型腔几何形状和尺寸的准确及型芯的稳固。合型后，上、下型应夹紧或在铸型上放置压铁，以防浇注时上型被熔融金属顶起，造成抬箱、射箱或跑火等事故。6．熔炼熔炼——使金属由固态转变为熔融状态的过程。冲天炉是最常用的熔炼设备。浇注系统——铸型中引导液体金属进入型腔的通道。组成：浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道。7．浇注浇注——把熔融金属注入铸型的过程。液体金属通过浇注系统进入型腔。（1）浇注系统保证熔融金属平稳、均匀、连续地充满型腔；阻止熔渣、气体和砂粒随熔融金属进入型腔；控制铸件的凝固顺序；供给铸件冷凝收缩时所需补充的液体金属（补缩）。浇注系统直浇道：提供必要的充型压力头，保证铸件轮廓、棱角清晰。横浇道：良好的阻渣能力。内浇道:1、位置、方向和个数应符合铸件的凝固原则或补缩，在规定的浇注时间内充满型腔，金属液进入型腔时避免飞溅、冲刷型壁或砂芯。2、使金属液流动平稳，避免严重紊流。防止卷入、吸收气体和使金属过度氧化。3、保证型内金属液面有足够的上升速度，以免形成夹砂结疤、皱皮、冷隔等缺陷。4、浇注系统的金属消耗小，并容易清理。5、减小砂型体积，造型简单，模样制造容易。浇注系统的类型很多，根据合金种类和具体铸件情况不同，按照内浇道在铸件上开设位置的不同，可将浇注系统分为顶注式、底注式、中间注入式和分段注入式等。顶注式浇注系统浇注系统的类型优点是易于充满型腔，型腔中金属的温度自下而上递增，因而补缩作用好、简单易做、节省金属。但对铸型冲击较大，有可能造成冲砂、飞溅和加剧金属的氧化。所以这类浇注系统多用于重量小，高度低和形状简单的铸件。动画：顶注式浇注系统冒口——在铸型内存储供补缩铸件用熔融金属的空腔。（2）冒口浇注时，须使浇口杯保持充满状态，不允许浇注中断，并注意防止飞溅和满溢砂型。（3）浇注工艺要求浇注温度——液体金属浇入铸型时所测量到的温度。通常，灰铸铁的浇注温度为1200~1380℃。浇注速度——单位时间内浇入铸型中的液体金属的质量，用kg/s表示。控制浇注速度：操纵浇包和布置浇注系统。浇注前，应把熔融金属表面的熔渣除尽。缩孔的防止方法可以考虑采用冒口补充热节圆处的金属液体，和采用冷铁激冷远离冒口处的金属，在生产上一般称为定向凝固补缩原则。即远离冒口处的金属先凝固，靠近冒口处的金属后凝固，冒口处的金属最后凝固，形成一条畅通的补缩通道，如下图所示。动画：定向凝固落砂——用手工或机械使铸件和型砂、砂箱分开的操作。8．落砂和清理（1）落砂手工落砂机械落砂清除浇冒口时要避免损伤铸件。（2）清理清理——落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属（包括浇冒口、飞翅）和氧化皮等过程的总称。9．检验经落砂、清理后的铸件应进行质量检验。内部质量铸件质量外观质量