浇注、落砂和清理

热加工的对象是各种工程材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。

将改变制造对象的形状尺寸、相应对象位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程称为工艺过程。

砂型铸造工艺过程包括三个基本阶段：准备铸型、浇注金属、落砂清理。

整模造型是将铸件的最大截面在端部并作为一个平面，即分型面，且模样全部放在一个砂箱内造型。

分模造型是将铸件最大截面在中部或空心轴线上，需以最大截面为分型面，将模样分成两半并分别造型、造芯，然后再合箱成铸型。

挖砂及假箱造型挖砂铸件的最大截面一般在端部并为一个曲面，且模样有不便分成两半，造型时常需要将下半型中阻碍起模的型砂挖掉，以便取出模样。

活块与三箱造型活块造型铸件侧面有小凸台而影响起模，可将凸起部分作成可嵌卸的活块，先取出主模样后取出活块；三箱造型铸件两头大而中间截面小，用一个分型面取不出模样需要从小截面处分开模样，用两个分型面、三个砂箱造型。

铸造成形的质量不仅与铸造成形的方法有关，还与金属熔炼与浇注、金属冷凝、型腔条件及模样等工艺相关，影响铸件质量的关键因素是液态金属的充型能力及凝固收缩性能。

液态金属充满铸型型腔，获得形状完整及轮廓清晰铸件的能力，充型能力的强弱取决于液态金属的自身的流动性、浇注温度及填充条件。

液态金属的流动性是指液态金属自身的流动能力。

灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。

共晶成分的合金和金属铸件，在恒温条件下由表及里、呈依次逐层结晶。

亚共晶成分的合金随含碳量高低有两种形式。

当含碳量降低结晶温度范围大呈糊状结晶，结晶温度适中则介于逐层和糊状结晶之间。

浇注温度过低会出现浇注不足和冷隔等缺陷。

适当提高浇注温度可以改善合金的流动性，温度过高时会使铸件夹杂、缩孔、缩松和粘砂等缺陷。

在保证充型能力足够的前提下，尽可能的降低浇注温度。

湿砂型含水量高，透气性不好，大量水蒸气与液态金属形成对流，阻碍充型并降低流动性，从而使铸件产生大量的气孔、夹杂、冷隔及浇不足等缺陷，故采用烘干铸型和热铸型。

八大金属材料成形工艺1铸造液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成形或铸造。

工艺流程：液体金属→充型→凝固收缩→铸件。

工艺特点：1）可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件。

2）适应性强，合金种类不受限制，铸件大小几乎不受限制。

3）材料来源广，废品可重熔，设备投资低。

4）废品率高、表面质量较低、劳动条件差。

铸造分类：（1）砂型铸造（sand casting）砂型铸造：在砂型中生产铸件的铸造方法。

钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。

工艺流程：技术特点：1）适合于制成形状复杂，特别是具有复杂内腔的毛坯；2）适应性广，成本低；3）对于某些塑性很差的材料，如铸铁等，砂型铸造是制造其零件或，毛坯的唯一的成形工艺。

应用：汽车的发动机气缸体、气缸盖、曲轴等铸件。

（2）熔模铸造(investmentcasting)熔模铸造：通常是指在易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。

常称为“失蜡铸造”。

工艺流程：优点：1）尺寸精度和几何精度高；2）表面粗糙度高；3）能够铸造外型复杂的铸件，且铸造的合金不受限制。

缺点：工序繁杂，费用较高。

应用：适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮发动机的叶片等。

（3）压力铸造(die casting)压铸：是利用高压将金属液高速压入一精密金属模具型腔内，金属液在压力作用下冷却凝固而形成铸件。

工艺流程：优点：1）压铸时金属液体承受压力高，流速快2）产品质量好，尺寸稳定，互换性好；3）生产效率高，压铸模使用次数多；4）适合大批大量生产，经济效益好。

缺点：1）铸件容易产生细小的气孔和缩松。

2）压铸件塑性低，不宜在冲击载荷及有震动的情况下工作；3）高熔点合金压铸时，铸型寿命低，影响压铸生产的扩大。

铸造知识介绍铸造：是一种金属材料的成形方法。

将熔融金属浇注、压射或吸入铸型型腔，凝固后成为具有一定形状和性能的铸件。

铸造方法有砂型铸造和特种铸造，既可用手工单件小批量生产，也可用机械化、自动化生造型方法大量成批生产。

铸造流程：制模——造型——烘干——熔炼——孕育处理——炉前分析——浇注——落砂清理——去浇冒口——铸件检验及缺陷分析——铸铁及熔炼白口铸铁：白口铸铁中的碳全部以渗透碳体（Fe 3c ）形式存在，因断口呈亮白色。

故称白口铸铁，由于有大量硬而脆的Fe 3c ，白口铸铁硬度高、脆性大、很难加工。

因此，在工业应用方面很少直接使用，只用于少数要求耐磨而不受冲击的制件，如拔丝模、球磨机铁球等。

大多用作炼钢和可锻铸铁的坯料。

灰口铸铁；铸铁中的碳大部或全部以自由状态片状石墨存在。

断口呈灰色。

它具有良好铸造性能、切削加工性好，减磨性，耐磨性好、加上它熔化配料简单，成本低、广泛用于制造结构复杂铸件和耐磨件。

灰口铸铁按基体组织不同，分为铁素体基灰口铸铁、珠光体+铁素体基灰口铸铁和珠光体基灰口铸铁三类。

由于灰口铸铁内存在片状石墨，而石墨是一种密度小，强度低、硬度低、塑性和韧性趋于零的组分。

它的存在如同在钢的基体上存在大量小缺口，即减少承载面积，又增加裂纹源，所以灰口铸铁强度低、韧性差，不能进行压力加工。

为改善其性能，在浇注前在铁水中加入一定量的硅铁，硅钙等孕育剂，使珠光体基体细化，石墨变细小而均匀分布，经过这种孕育处理的铸铁。

称为孕育铸铁。

灰口铸铁的牌号、性能组织及用途见下表，国家标准根据直径30mm 单铸试棒的抗拉强度，将灰铸铁分为六个牌号。

牌号中的“HT ”是“灰铁”的汉语拼音的第一个大写字母，其后面的数字表示该牌号灰铸铁的最小抗拉强度。

灰铸铁的牌号及力学性能指标（GB5675-85）铸铁的化学成份对灰铸铁的组织有很大影响，各种牌号的灰铸铁的化学成份与铸件壁厚有关，下表数据供参考。

碳和硅是灰铸铁中最主要的化学成份，它们都是强烈促进石墨化的元素，对铸铁的组织和性能起着决定性影响。

铸造作业安全技术措施由于铸造车间的工伤事故远较其他车间为多，因此，需从多方面采取安全技术措施。

(一)工艺要求1．工艺布置应根据生产工艺水平、设备特点、厂区场地和厂房条件等，结合防尘防毒技术综合考虑工艺设备和生产流程的布局。

污染较小的造型、制芯工段在集中采暖地区应布置在非采暖季节最小频率风向的下风侧，在非集中采暖地区应位于全年最小频率风向的下风侧。

砂处理、清理等工段宜用轻质材料或实体墙等设施与其他部分隔开；大型铸造车间的砂处理、清理工段可布置在单独的厂房内。

造型、落砂、清砂、打磨、切割、焊补等工序宜固定作业工位或场地，以方便采取防尘措施。

在布置工艺设备和工作流程时，应为除尘系统的合理布置提供必要条件。

2．工艺设备凡产生粉尘污染的定型铸造设备(如混砂机、筛砂机、带式运输机等)。

制造厂应配置密闭罩，非标准设备在设计时应附有防尘设施。

型砂准备及砂的处理应密闭化、机械化。

输送散料状干物料的带式运输机应设封闭罩。

混砂不宜采用扬尘大的爬式翻斗加料机和外置式定量器，宜采用带称量装置的密闭混砂机。

炉料准备的称量、送料及加料应采用机械化装置。

3．工艺方法在采用新工艺、新材料时，应防止产生新污染。

冲天炉熔炼不宜加萤石。

应改进各种加热炉窑的结构、燃料和燃烧方法，以减少烟尘污染。

回用热砂应进行降温去灰处理。

4．工艺操作在工艺可能的条件下，宜采用湿法作业。

落砂、打磨、切割等操作条件较差的场合，宜采用机械手遥控隔离作业。

(1)炉料准备。

炉料准备包括金属块料(铸铁块料、废铁等)、焦炭及各种辅料。

在准备过程中最容易发生事故的是破碎金属块料。

(2)熔化设备。

用于机器制造工厂的熔化设备主要是冲天炉(化铁)和电弧炉(炼钢)。

冲天炉熔炼过程是：从炉顶加料口加入焦炭、生铁、废钢铁和石灰石，高温炉气上升和金属炉料下降，伴随着底焦的燃烧，使金属炉料预热和熔化以及铁水过热，在炉气和炉渣及焦炭的作用下使铁水成分发生变化。

所以，其安全技术主要从装料、鼓风、熔化、出渣出铁、打炉修炉等环节考虑。

•砂型铸造的基本过程•砂型铸造有六个基本步骤:1) 把模样放入砂中制成一个模具。

2) 在浇注系统中把原型和砂子接合起来。

3) 把模样去掉。

4) 把模具的空隙用熔化了的金属填充起来。

5) 让金属冷却。

6) 把砂型模具敲掉取出铸件。

砂型铸造案例项目导入：轴承座铸件的造型工艺方案。

铸件简图：轴承座如图2-1所示。

铸件材料：HT150。

体积参数：轮廓尺寸240mm´65mm´75mm，铸件重量约5kg。

生产性质：单件生产。

项目要求：确定铸件的造型工艺方案并完成造型操作。

图2-1 轴承座将液体金属浇入用型砂捣实成的铸型中，待凝固冷却后，将铸型破坏，取出铸件的铸造方法称为砂型铸造。

砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小及各种常用合金铸件的生产。

套筒的砂型铸造过程如图2-2所示，主要工序包括制造模样型芯盒、制备造型材料、造型、制芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。

图2-2 套筒的砂型铸造过程铸件生产前需根据零件图绘制出铸造工艺图，铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。

其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。

铸造工艺图是指导模样(型芯盒)设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。

砂型铸造主要工序包括：(1) 根据零件图制造模样和型芯盒；(2) 配制性能符合要求的型(芯)砂；(3) 用模样和型芯盒进行造型和造芯；(4) 烘干型芯(或砂型)并合型；(5) 熔炼金属并进行浇注；(6) 落砂、清理和检验。

2.1.1 常用造型工模具1. 砂箱制造砂型时，需要用一种无底、无盖并围绕砂型的框架，以防型砂捣实时向外挤出，这种框架就叫做砂箱，砂箱的作用是便于造型，便于翻转砂型及搬运砂型。

砂箱可紧固着在它里面所捣实的型砂，它的四壁可承受金属液对型砂的侧压力，砂箱附有合型时的对准装置及吊运翻箱和夹紧装置，如图2-3所示。

铸件落砂及清理的安全技术将已经冷凝到一定温度的铸件从铸型中取出的过程称为落砂。

它是浇注后的下道工序，又是清理工作的开始。

落砂方式有三种：第一，在浇注地点就地落砂；第二．固定砂床落砂；第三．震动落砂机上落砂。

铸件在落砂后，进一步清除型芯、表面粘砂、毛刺等工作称为清理。

清理工作的难易，主要取决于造型材料。

落砂及清理产生大量粉尘、余热及噪声。

体力劳动重，工作环境差，因此应尽量采用具有防尘、隔声、消除余热装置的先进工艺和设备。

清理作业是铸造生产的末道工序，主要任务是根据清理工艺要求，通过去除型芯、粘砂、浇冒口、毛刺、焊补、热处理、矫形、油漆等，然后转入毛坯库，为冷加工提供合格的铸坯。

一、机械清砂设备及安全要求为改善清理工段的劳动条件和劳动强度，随着铸造生产的发展，铸件的清砂机械设备日益完善并广泛使用，目前一般常用的落砂、清砂设备分述如下。

（一）震动落砂机惯性冲击式震动落砂机是目前使用量最大的落砂设备，其中双轴惯性冲击式振动落砂机，具有激震力大，适应载荷变化范围宽、工作平稳、落砂效果好等优点。

但铸型在落砂机上进行落砂时，由于激烈震动、撞击，空气的扰动以及高温铸件产生的热上升气流都会大量扬尘。

干型铸造的大型落砂时，扬尘更大；湿型铸造件落砂时，产生大量的带尘水汽。

震动落砂机虽能减轻劳动强度，提高劳动生产率，但随着落砂速度的加快，粉尘的散发量亦相应增加，因此需在落砂处设置各种排风装置，以控制粉尘危害。

其次，在震动机运行时，还应防止铸型因受震倒塌而造成事故。

震动落砂机通风除尘常用排风罩方式有：1．固定式或移动式密闭罩；2．侧吸罩；3．半封闭式，包括固定式或顶盖移动式；4．吹吸式通风罩；5．底抽风罩；6．局部密闭罩；7．上部排风罩等。

（二）风动型芯落砂机在机械化生产的铸造车间，对易于出砂的铸件型芯采取风动型芯落砂机，这种落砂机以压缩空气为动力，震动铸件而将铸件内腔的芯砂清除。

因此在震击过程中，在震击头上下两个区域亦会产生粉尘，根据铸件温度高低，一般采取移动密闭罩或侧吸罩二种通风除尘措施。

砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。

名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。

造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。

选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。

（1）手工造型(芯) 手工造型(芯)是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以，到目前为止，在单件、小批生产的铸造车间中，手工造型(芯)仍占很大比重。

在航空、航天、航海领域应用广泛。

手工造型(芯)劳动强度大，生产率低，铸件质量不易稳定，在很大程度上取决于工人的技术水平和熟练程度。

手工造型方法很多，如模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。

（2）机器造型(芯) 用机器完成全部或部分造型工序，称为机器造型。

和手工造型相比，机器造型生产率高，质量稳定，劳动强度低，对工人的技术要求不像手工造型那样高。

但设备和工艺装备费用较高，生产准备时间长，一般适用于一个分型面的两箱造型。

机器造型(芯)主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。

2．砂型/芯制造方法分类在制造各砂型、芯的过程中，根据其本身建立强度时其粘结机理的不同，通常可分为三大类：（1）机械粘结剂型芯----以粘土为粘结剂的粘土型芯砂所产生的粘结；（2）化学粘结剂型芯----型芯砂在造型、芯过程中，依靠其粘结剂本身发生物理、化学反应达到硬化，从而建立强度，使砂粒牢固地粘结为一个整体。

机械制造⼯艺基础（第五版）教案绪论⼀、机械制造⼯艺基础机械制造⼯艺是是各种机械的制造⽅法和过程的总称。

它是⼀门研究机械制造⼯艺⽅法和⼯艺过程的技术学科，涉及将原材料转变为成品的各种劳动，主要有：⽣产技术准备、⽑坯制造、零件加⼯、装配和试验以及产品检测等。

⼆、课程的性质和任务机械制造⼯艺基础是机械类通⽤⼯种的专业基础课，主要讲授机械制造⼯艺的基础知识，内容包括：⽑坯制造⼯艺、切削加⼯⼯艺和机械加⼯⼯艺规程制订和装配四部分。

本课程学习的基本要求是：（1）以机械制造⼯艺过程为主线，了解⽑坯制造、零件切削加⼯的各主要⼯种的⼯作内容、⼯艺特点、⼯艺装备和应⽤范围等基础知识；（2）⼀般了解各⼯种主要设备（包括附件、⼯具）的基本⼯作原理和使⽤范围；（3）初步掌握选择⽑坯和零件加⼯⽅法的基本知识；（4）初步掌握确定常见典型零件加⼯⼯艺过程的基本知识；（5）了解装配的基本知识和典型机械、部件的装配⽅法。

三、⽣产过程概述机械制造⼯艺过程⼀般是：铸造、锻压或焊接切削加⼯和热处理装配和试验⾦属材料⽑坯零件机械1、⽣产过程与⼯艺过程（1）⽣产过程：指将原材料转变为成品的全过程。

不仅包括直接作⽤到⽣产对象上去的⼯作，还包括⽣产准备⼯作和⽣产辅助⼯作。

（2）⼯艺过程：指改变⽣产对象的形状、尺⼨及相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。

包括⽑坯制造、零件加⼯、热处理，以及产品的装配和试验等。

（3）⽣产过程与⼯艺过程的关系如下：产品设计⼯艺规程编制及材料定额的制定⽣产准备过程夹、⼑、量具设计制造或购置机床设备的设计制造或购置⽣产计划的制定铸造⼯艺过程焊接⼯艺过程⽣产过程⼯艺过程机械加⼯⼯艺过程热处理、表⾯处理⼯艺过程装配、试车⼯艺过程原材料购置及保管⼯具的修磨和修理⽣产辅助过程机床设备的维修及保管成本核算及统计销售与服务2、⼯艺规程（1）⼯艺⽂件与⼯艺规程：指导⼯⼈操作和⽤于⽣产、⼯艺管理等的各种技术⽂件称为⼯艺⽂凭。

⼯艺规程是规定产品或零冶叶倡条制造⼯艺过程和操作⽅法等的⼯艺⽂凭。

铸造安全操作要点铸造是把高温熔化的液态金属浇注、压射或吸人铸型型腔中，待其凝固后而得到的一定形状和性能要求的金属铸件的一种制造方法。

铸造生产属于热加工，其生产过程包括：混砂、造型、熔化、浇注和清理等几个环节。

一、铸造的危险因素和多发事故铸造生产因其工序多，起重运输量大，生产过程中伴随高温，并产生各种有害气体和粉尘、烟雾和噪声等特点，使得铸造作业经常发生烫伤、火灾、爆炸和机械伤害等事故；另外，还易造成热辐射、中毒、振动及矽肺病等职业病伤害。

因此，铸造作业的安全重点是防尘、防热和预防机械伤害。

下面我们按照铸造作业的不同工序分别介绍其安全注意事项。

二、安全操作要点1、混砂作业混砂作业中工人一般要使用碾轮式混砂机，这种机械的主要危险是当操作人员在混砂机运转时伸手取出砂样或试图铲出砂子时，而手被挂住或拖进混砂机内，造成伤害。

为此，我们在使用碾轮式混砂机时要注意以下安全操作要点：(1)机器要由专人维护和管理，开车前全面检查，确认正常后，方可使用。

(2)碾砂机启动后，不准用手扒料、清理碾轮，并严禁用手到碾盘上取砂样。

(3)进入碾盘内检修、清理时，必须切断电源，设专人监护。

并在开关柜上挂上有人检修，严禁合闸的安全标牌。

(4)碾砂机应有取样器，无取样器的碾砂机，必须在停机后取样。

(5)禁止在碾砂机工作时从机中铲出型砂。

(6)及时清理散落在工作场地上的砂料和物件，以确保人员行走安全。

2、造型作业(1)造型作业中要注意起重运输安全，绝对禁止为图方便在起吊物下方工作，应当将砂型放在乎稳而坚固的支架上，防止物件落下碰撞伤人。

(2)手工造型和造芯时要注意防止砂箱、芯盒落地砸脚、手指被砂箱挤压、砂中的钉子和其他锐利金属片划破手、钉子扎脚等伤害。

在操作中要注意搬运砂箱、芯盒的方式，穿好鞋底结实的安全鞋，用筛分或磁选分离出砂中的钉子、金属碎片等。

(3)造型用砂箱堆垛要防止倒塌砸伤人，堆垛总高度一般不要超过2m。

(4)采用地坑造型时，要了解地坑造型部位的水位，以防浇注时高温金属液体遇潮发生爆炸，还应安排好排气孔道，以使铸型底部的气体能顺利排出型外。

第1篇摘要：树脂砂铸造是一种广泛应用于各类铸件生产的高效铸造方法。

它以其良好的性能、较低的能耗和环保特性，在铸造行业中占据重要地位。

本文详细介绍了树脂砂铸造的工艺流程，包括原材料准备、混砂、造型、制芯、烘干、浇注、冷却、落砂、清理和检验等环节，旨在为树脂砂铸造工艺的优化提供参考。

一、原材料准备1. 树脂：选择合适的树脂，如酚醛树脂、呋喃树脂等，根据铸件材质和性能要求确定树脂类型。

2. 砂子：选用粒度适中、粒度分布均匀的石英砂、锆英砂等，确保砂子的纯净度和含泥量。

3. 固化剂：根据树脂类型选择相应的固化剂，如胺类固化剂、酸酐类固化剂等。

4. 填料：根据铸件尺寸和性能要求选择合适的填料，如滑石粉、碳酸钙等。

5. 添加剂：根据需要添加适量的添加剂，如脱模剂、防粘砂剂等。

二、混砂1. 称量：按照配方准确称量各种原材料。

2. 混合：将树脂、固化剂、填料等原材料放入混砂机中，搅拌均匀。

3. 加水：根据树脂类型和固化剂要求，适量加水搅拌均匀。

4. 调整：根据混砂效果调整混砂时间、搅拌速度等参数。

三、造型1. 模具准备：根据铸件图纸和工艺要求制作或选用合适的模具。

2. 装砂：将混好的树脂砂倒入模具中，进行振动、压实等操作，确保砂型紧实度。

3. 脱模：待树脂砂固化后，进行脱模操作。

四、制芯1. 芯模制作：根据铸件芯部形状制作芯模。

2. 装砂：将混好的树脂砂倒入芯模中，进行振动、压实等操作。

3. 脱模：待树脂砂固化后，进行脱模操作。

五、烘干1. 烘干设备：选用合适的烘干设备，如隧道式烘干炉、电热烘干炉等。

2. 烘干温度：根据树脂类型和固化剂要求，设定合适的烘干温度。

3. 烘干时间：根据烘干温度和树脂砂性能要求，确定烘干时间。

六、浇注1. 浇注设备：选用合适的浇注设备，如地坑浇注、半自动浇注机等。

2. 浇注温度：根据铸件材质和性能要求，设定合适的浇注温度。

3. 浇注速度：根据铸件形状和浇注设备能力，确定浇注速度。

七、冷却1. 冷却方式：采用自然冷却或强迫冷却，如风冷、水冷等。