21砂型铸造

§3.5SANDCASTING砂型铸造铸造的方法:主要可分为砂型铸造和特种铸造两大类。其中砂型铸造为铸造生产中最基本的方法。砂型铸造约占铸造总产量的60％左右。特种铸造：熔模铸造、离心铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造和消失模铸造等。铸造方法的选择主要根据铸件的合金种类、重量、尺寸精度、表面粗糙度、铸件批量、生产周期、设备条件等方面的要求综合考虑才能决定。1.什么是砂型铸造？Insandcasting,aspeciallypreparedsandthatismixedwithdifferentbindersandadditivesisusedasamoldmaterial.砂型铸造是指铸型由砂型和砂芯组成。2.砂型铸造的工艺步骤Productionstepsofsand-castingoperationMoldingsandmusthaveseveralcharacteristics:characteristics1）Cohesiveness成型性：2）Refractoriness耐火性：3）Permeability透气性：4）Collapsibility退让性与出砂性：5）Enoughstrength足够强度：6）reusable,andinexpensive可重复使用、廉价3.型(芯)砂性能为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和裂纹等缺陷，型砂应具备下列主要性能：moldingmaterials造型材料4.造型材料的种类moldingmaterialsmoldingsands型砂coresands芯砂型(芯)砂按黏结剂的种类可分为造型用砂[又称型(芯)砂黏土砂型]、水玻璃砂型和有机黏结剂砂型等。型砂及芯砂是制造铸型和型芯的造型材料，它主要由原砂、黏结剂、附加物和水混制而成。Moldingsands型砂Classification分类moldingsandnaturalsand天然砂syntheticsand合成砂Themostcommonmoldingsandisanaturalsilicasand(SiO2);Thenaturalsandisthesandinitsnaturalform.Thesyntheticsandsarenaturalsandsthathavebeenwashed,screened,classified,andblendedtomeettherequirementsofaparticularapplication.Thesyntheticsandsaremostcommonlyusedinfoundries.词汇：washed（水洗过的）screened（过筛的）classified（分选的）blended（混合的）5.砂型铸造的造型方法两大类：手工造型和机器造型（1）手工造型：用手工完成紧砂、起模、修整、合箱等主要操作的造型、制芯过程。优点：操作灵活，适应性强，工艺设备简单，成本低。缺点：铸件质量差、生产率低、劳动强度大、技术水平要求高；适用范围：主要用于单件小批生产，特别是重型和形状复杂的铸件。(2)机器造型(制芯)现代化铸造多用机器造型和制芯，并与机械化砂处理、浇注和落砂等工序共同组成流水生产线。机器造型和制芯优点：大大提高劳动生产率，制出铸件的尺寸精确、表面光洁、加工余量小。Molding造型①PreparationofGreenSandMix素砂的制备Thegreensandmixture(sand,clay,andwater)isplacedinamuller,wheretheingredientsarethoroughlymixedinordertoobtaintheproperconsistency.Toachieverequiredmoldingproperties,thesandgrainsmustbeoftherightsize,whileclayandwatermustbeaddedintherightproportion.Toobtainconsistentlygoodcastings,themoldmustbeofappropriatehardness,strength,andpermeability.Molding造型过程Patternsforgreensandmoldingareusuallymadeintwohalvesandarecalledmatchplatepatterns(模板模型,型板模型),orinthecaseoflargercastingscopeanddragpatterns(两箱造型模,具有上下箱两部分的模型).copedrag上、下砂箱合箱后待浇注上砂箱下砂箱Copereferstothetophalfanddragreferstothebottomhalf.Thecopeanddragpatternisplacedinaflask(砂箱)thatismadeintwohalves(copeanddrag).填砂后的上砂箱填砂后的下砂箱砂型模型两箱造型模的生产合理地制定出铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，其中包括：铸件的浇注位置、铸型分型面、型芯的形状与数量、型芯固定方法、加工余量、拔模斜度、收缩率、浇注系统、冒口、冷铁的尺寸和布置等。6.砂型铸造工艺方案的确定(1)浇注位置的选择原则浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。确定浇注位置目的：控制铸件的凝固顺序，选择浇铸位置的原则：①铸件的重要加工面应朝下或侧立，因为铸件的上表面容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷，组织也不如下表面致密下图中将齿轮要求较高并需要进行机械加工的齿面朝下：②铸件的大平面应朝下避免砂眼、气孔、夹渣、夹砂等缺陷平板类铸件的合理浇注位置③应有利于实现顺序性凝固对于容易产生缩孔的铸件，应使厚的部分放在分型面附近的上部或侧面，以便在铸件厚实处(热节处)直接安置冒口，使之实现自下而上的顺序凝固。④应保证铸件能充满，避免产生浇不满和冷隔缺陷将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置。车床切削盘浇注位置（2）铸型分型面的选择原则分型面：两个半铸型相互接触的表面。选择分型面原则：①使分型面平直、数量少，应尽量使铸型只有一个分型面。②应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，或使主要加工面与加工的基准面处于同一砂箱中，以保证铸件的精度。堵头铸件的分型面选择方案③分型面尽量平直摇臂铸件的分型面选择方案④要便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。为便于造型，下芯、合箱和检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。减速器箱盖手工造型方案（3）砂型铸造的工艺参数铸造工艺参数：铸造工艺设计时需要确定的某些工艺数据。常用的铸造工艺参数：机械加工余量、拔模斜度、收缩率、型芯头尺寸等。①机械加工余量：在铸件上为切削加工而加大的尺寸称为机械加工余量。大量生产时，因采用机器造型，铸件精度高，故加工余量可减小；手工造型误差大，余量应加大。铸钢件表面粗糙，余量应加大；有色合金铸件价格昂贵，且表面光洁，所以余量应比铸钢小。铸件的尺寸越大或加工面与基准面的距离越大，铸件的尺寸误差也越大，故余量也应随之加大。②拔模斜度为了使模型(或型芯)易于从砂型(或芯盒)中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模型时必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为拔模斜度或铸造斜度。拔模斜度的大小取决于立壁高度、造型方法、模型材料等因素，通常为15°～30°，立壁越高，斜度越大。拔模斜度模型砂型③铸造收缩率铸造收缩率又称铸件线收缩率，是铸件从线收缩开始温度冷却至室温的线收缩率。铸造收缩率用模样(模型)与铸件的长度差占铸件长度的百分数表示：ShrinkageAllowanceforsomemetals:Castiron1/8Steel1/4Brass3/16Aluminum5/32Magnesium5/527.铸型浇注系统gatingsystem要铸造出合乎要求的铸件，首先需要设计、布置浇注系统，如下图所示：Schematicillustrationofasandmold,showingvariousfeatures.砂型示意图带有浇铸系统的铸件上箱模型下箱模型8.浇注POURINGPRACTICEInsmallfoundries,ahand-held,shank-typeladleisoftenusedtopoursmallquantities.Thistyperequirestwopersonstouseit.Ladlesareusuallyconstructedofsteelandlinedwithfirebrickorotherrefractorymaterial.Theinterioroftheladleisheatedorkepthotwhileinusesoasnottocoolthemoltenmetal.Theteapotladlecancontainmoremetalandissupportedonanoverheadmonorailorcrane.Thehandwheelisturnedtotilttheladleandmakethepour.Thisandthebottompourtypeskeeptheslagandoxidizedmetalfromgoingintothemold.词汇：ladle(浇包）linedwithfirebrick（衬有耐火砖）shank-typeladle（带柄的浇包）overheadmonorail（悬挂单轨起重机）orcrane（起重机）tilt（倾斜）slag（渣）oxidize（氧化）Insomeoperationsthemoldsareplacedonapouringfloor,whereasotheroperationsareautomaticorsemiautomatic,themoldsbeingcarriedalongaconveyor（传送带）totheladleswhereameasuredamountofmoltenmetalispouredintothemold.9.铸造合金熔炼获得合格的、高质量的液态金属是凝固成形技术的重要方面.合格的、高质量的液态金属通常包括三个方面的要求：具有所需要的温度；低的杂质含量；符合要求的化学成分。铸铁熔炼：采用冲天炉铸钢熔炼：采用电弧炉、感应电炉FURNACESANDHOTMETALHANDLING熔化炉及铁水熔化meltingThecupolafurnacehasbeenofprimaryimportanceinthemeltingofcastironforfoundrywork.Inareaswhereairpollutionisacriticalproblem,thesefurnacesarefittedwithdustcollectorsandotherairpollutionequipment;wherecheapelectricityisavailable,thecupolafurnacesarereplacedwithelectricfurnaces.Electricfurnacesformeltingcastironcanbeeitherelectricarc,electricinduction,orelectricresistancetypes.词汇：foundry（铸造）befittedwith（配备）dustcollectors（灰尘收集器）electricarc（电弧）induction（感应）electricresistance（电阻）Thecupolafurnace10.CASTINGCLEANUP铸件清理Afterthesolidifiedcastingsareremovedfromthemold,theyarecleanedinashake-outandsmallpartsareoft