1.2 砂型铸造解析

机械制造工艺基础----铸造工艺1.2砂型铸造•1.2.1造型材料•1.粘土砂：以粘土作为粘结剂。可分为湿型、表干型及干型三种。在目前铸造生产中使用最广泛。•2.水玻璃砂：以水玻璃作粘结剂，由化学反应而硬化。适合于生产大型铸铁件及所有铸钢件。•3.树脂砂：以合成树脂作粘结剂。常用于制型芯及壳型（芯）。机械制造工艺基础----铸造工艺1.2.2造型方法1、铸件形体组合及造型方法a整模造型b分模造型c挖砂造型d三箱造型e活块造型机械制造工艺基础----铸造工艺2、铸件内腔形状对造型方法的影响铸件的内腔形状，一般由型芯来形成的。机械制造工艺基础----铸造工艺3、型芯对分型面及造型方法的影响用型芯形成铸件外形上局部防碍起模的轮廓，如外形上的凹坑、凸台、筋、耳等，以利简化分型面模和结构及造型工艺方法。机械制造工艺基础----铸造工艺•4、机器造型•（1）机器造型的紧砂方法：•紧砂方法有压实式、震实式、震压式、微震压式、抛砂式和射压式等多种形式。中小型铸件以震压式应用最广。机械制造工艺基础----铸造工艺•（2）机器造型的起模方式•有顶箱式、漏模式及翻转式三种。机械制造工艺基础----铸造工艺（3）机器造型的工艺特点①机器造型采用模板造型。模板是将模样、浇注系统与底板联接成一体的专用模具。②机器造型不适合三箱造型及活块造型。机械制造工艺基础----铸造工艺5、机器造芯机械制造工艺基础----铸造工艺机械制造工艺基础----铸造工艺1.2.3砂型铸造工艺设计一、铸造工艺方案的确定•设计依据：（1）产品生产的技术文件：零件图，材料、性能和精度等技术要求，生产批量及期限。（2）工厂的生产条件：设备能力、原材料、工人技术和加工能力。机械制造工艺基础----铸造工艺•工艺设计的内容和程序：选择设计程序分析图纸和技术要求分析结构工艺性造型方法决定浇注位置和分型面决定工艺参数决定浇注系统冷铁和铸筋选择砂芯设计项目铸造工艺图的绘制铸件图内容在零件图上用红、兰等色标出浇注位置和分型面，加工余量、收缩率、斜度、砂芯形状、芯头大小、内外冷铁和铸筋等。按工艺图绘制铸件图用途制造模型、模板、芯盒和验收的依据铸件验收，夹具设计机械制造工艺基础----铸造工艺一、铸造工艺图中工艺符号及其表示方法：机械制造工艺基础----铸造工艺二、浇注位置及分型面的选择：（1）确定浇注位置时，应使铸件的重要面，大平面及薄壁部位朝下，或侧立，厚壁部位朝上。浇注时铸件在砂型中所处的空间位置称为铸件的浇注位置。机械制造工艺基础----铸造工艺•大平面应朝下:防止形成夹砂和夹杂等缺陷。可采用倾斜浇注，H=200-400mm,a=10-150.•H•a•薄壁部分放在下部或内浇道以下，以防出现浇不足，冷隔等缺陷。•厚大部分应在上部，热节部分置于侧面。机械制造工艺基础----铸造工艺机械制造工艺基础----铸造工艺2、分型面的选择：分型面分模面确定分型面的基本原则是便利起模。•（1）应尽量使铸件全部或大部置于同一半型内，或加工面和加工基准面放在同一半型内。上下•下下上上机械制造工艺基础----铸造工艺•（2）减少分型面的数目，提高精度，减少砂箱数量。•机器造型时，只能有一个分型面，可用砂芯。•手工造型时，可用多个分型面省去制芯。机械制造工艺基础----铸造工艺•（3）选择分型面时，根据浇注位置及技术要求的不同，可允许有多种不同铸造工艺方案。以优先保证铸件质量（内在质量，表面质量及几何尺寸精度等）为主，兼顾造型、下芯、合箱及清理等操作便利为辅.机械制造工艺基础----铸造工艺3、型芯形状、数量及分块：•砂芯是用来形成铸件内腔，或外形妨碍起模的部位。机械制造工艺基础----铸造工艺1)机械加工余量和铸孔：在铸件需要切削加工的表面上增加的一层金属层厚度，称为加工余量。“GB/T11350-89规定铸件机械加工余量与GB6416“铸件尺寸公差”配套使用，规定机械加工余量的代号用字母MA表示，并由精到粗分为A、B、C、D、E、F、G、H、J共九个等级。三、铸造工艺参数的确定机械制造工艺基础----铸造工艺2)最小铸出孔•灰口铸铁：单件生产30~50mm，成批生产15~30mm，大量生产12~15mm。•铸钢件：单件生产50mm，成批生产30mm。•零件图上不要求加工的特形孔，原则上均要铸出。有色金属铸件上的孔也应尽量铸出。机械制造工艺基础----铸造工艺3)拔模斜度：•起模斜度可采取增加铸件壁厚、加减铸件壁厚或减少铸件壁厚三种方式形成。•对于垂直于分型面的孔,当其孔径大于其高度时，可采用在模样上挖孔，造型起模后，形成吊砂或自带型芯，并由此形成铸件孔的形状。机械制造工艺基础----铸造工艺4)铸造圆角：•圆角半径一般约为相交两壁平均厚度的1/3～1/2。•模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个该合金的线收缩率。•收缩率的大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸等因素。•通常灰铸铁为0.7%～1.0%，铸造碳钢为1.3%～2.0%，铝硅合金为0.8%～1.2%，锡青铜为1.2%～1.4%。5)铸造收缩率：机械制造工艺基础----铸造工艺6)芯头及芯座：•垂直安放的型芯，一般有上、下芯头，对于高度矮而粗的型芯，也可不用上芯头。•水平安装的型芯结构。机械制造工艺基础----铸造工艺四、浇注系统和冒口1、浇注系统1)浇注系统尺寸的确定：（1）内浇道总横截面尺寸的确定：（2）浇注系统其它组元横截面尺寸的确定：封闭式浇注系统：F直：∑F横：∑F内＝1.15：1.1：1优点：撇渣能力好，通常用于中小型铸铁件，不适于有色金属铸件和压头大的铸件。开放式浇注系统：F直＜∑F横＜∑F内优点：金属冲型平稳，冲击小，金属氧化程度轻，但撇渣能力差，适于易氧化的有色金属、球铁件中大型铸钢件。机械制造工艺基础----铸造工艺2)常见浇注系统的类型：机械制造工艺基础----铸造工艺（1）顶注式浇注系统：内浇道开设在铸件顶部，利于定向凝固和补缩，但冲击大，易发生飞溅、氧化、夹渣等缺陷，多用于中小铸件，有色金属不宜采用。（2）分型面注入式浇注系统：应用普遍，适于中等铸件。（3）底注式浇注系统;冲型平稳，缺陷少，不利于补缩，多用于易氧化合金。（4）阶梯式浇注系统：兼有顶注式和底注式的优点，但结构复杂，多用于高度较高，形状较复杂，或品质要求较高的铸件。机械制造工艺基础----铸造工艺3)内浇道与型腔连接位置的选择原则（1）不正面冲击铸型壁、砂芯或型腔中薄弱的突出部位；（2）内浇道不应妨碍铸件收缩；（3）尽量不开设在铸件的重要部位；（4）易于清理和打磨；（5）当壁厚差别大时，宜将内浇道从厚壁处引入；当壁薄而轮廓尺寸较大的铸件，宜从薄壁处引入。机械制造工艺基础----铸造工艺五、铸造工艺方案及工艺图示例1、铸造工艺方案示例：(1)单件小批生产工艺方案：采用两个分模面、三箱造型，并选择了底板朝下，轴孔朝上的浇注位置。(2)大批生产工艺方案：采用分模两箱造型，轴孔处于中间的浇注位置。该方案造型操作简便，生产效率高。机械制造工艺基础----铸造工艺车床刀架转盘：机械制造工艺基础----铸造工艺