工程材料及制造基础第五讲机器造型及砂型铸造工艺性

机械制造工艺基础（电工版）授课教案§1—2、砂型的制作一、造型材料和砂型1．造型材料造型材料是制作砂型和砂芯的基本材料。

一般由以下材料配制而成：砂硅砂：经筛洗目数符合要求（粒度为0.075～1mm）的硅砂。

旧砂：使用过的型砂。

黏土颗粒小于2um的黏性粉土。

黏结剂无机黏结剂：水玻璃、澎润土等。

有机黏结剂：干性油（桐油）淀粉、纸浆残液等。

黏结剂的作用：使型砂、芯砂具有一定的强度和可塑性。

附加物烟煤粉、锯末屑等。

烟煤粉的作用：可防止铸件表面粘砂保证铸件表面光洁。

锯木屑的作用：可改善砂型和砂芯的透气性和退让性，保证铸造的工艺性。

将以上材料按一定比例，经搅拌碾压混制而成。

2．型砂和芯砂型砂按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合料称为型砂。

（用于制作砂型的砂料）芯砂按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要求的混合料称为芯砂。

（用于制作芯型的砂料）由于砂型在浇注和凝固过程中要经受熔融金属的冲刷、静压力和高温的作用，型芯则还要承受凝固收缩时的压力，因此要求型砂在物理上应具有以下几方面要求：（1）可塑性好，易于成形。

（有利于型腔清晰）（2）强度高。

（能承受铁水的冲击压力，不致砂型毁坏，避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。

）（3）耐火性好（不易软化，熔融烧结；避免铸件表面粘砂，导致清理、切削困难。

）（4）透气性好（能使浇注时产生的气体迅速排出。

）（5）退让性好（能使铸件收缩时产生的内应力得到一定释放，避免铸件产生变形和裂纹。

）在以上的特性中，芯砂比型砂要求更高。

（以芯砂的工作条件解析）定义：用型砂制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体称为砂型。

砂型的制作是砂型铸造工艺工程中的主要工序。

（俗称造型工序）砂型的制作材料及工艺装备：造型材料（型砂）：面砂、背砂、用于潮模造型。

配制砂用于干模造型。

砂箱：由生铁铸成，用于支撑砂型。

模样：木制模样、铝制模样、用于造型。

芯盒：木制芯盒、铝制芯盒、用于造芯。

砂型铸造工艺（1）手工造型 ——单件单件、、小批量生产 （2）机器造型 ——中、小件大批量生产 （3）机器造芯 ——中、小件大批量生产（4）柔性造型单元 ——各种形状与批量生产铸造由于具有适应性广铸造由于具有适应性广，，经济性好等许多优点许多优点，，通常用来提供切削加工的毛坯通常用来提供切削加工的毛坯，，有时也直接铸造成形有时也直接铸造成形。

在机器中在机器中，，铸件一般占很大比例铸件一般占很大比例，，比如比如，，在汽车中在汽车中，，铸件重量占40-60%；机床中占70-95%。

而铸件中而铸件中，，砂型铸造占90%。

基本术语铸 型型：用型砂用型砂、、金属或其他耐火材料制成金属或其他耐火材料制成；；包括形成铸件形状的空腔铸件形状的空腔、、型芯和浇冒系统的组合整体型芯和浇冒系统的组合整体。

型 腔腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分铸型中造型材料所包围的空腔部分。

铸 件件：用铸造方法制成的金属件用铸造方法制成的金属件，，一般作毛坯用一般作毛坯用。

分型面分型面：：铸型组元间的接合面组元间的接合面。

分模面分模面：：模样组元间的接合面组元间的接合面。

模 样样：由木材由木材、、金属或其他材料制成金属或其他材料制成，，用来形用来形成铸型型腔的工艺装备成铸型型腔的工艺装备。

零 件件：铸件经切削加工制成的金属件铸件经切削加工制成的金属件。

砂 芯芯：为获得铸件的内孔或局部外形为获得铸件的内孔或局部外形，，用芯砂或其他材料制成的或其他材料制成的，，安放在型腔内部的铸型组元安放在型腔内部的铸型组元。

芯 盒盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。

基本术语11砂型铸造的生产过程砂型铸造的生产工序主要包括:制模、配砂、 造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理 和检验。

型砂铸模型型熔化 浇注芯盒型芯砂芯冷却 凝固12铸件检验 落砂、清理合箱铸造工艺图 零件图套筒的砂型铸造过程：13砂型铸造的特点可以制造形状复杂的毛坯或零件； 加工余量小，金属利用率高； 适应性强，应用面广，用于制造常用金属及合金的铸铁件； 铸件的成本低； 铸件的晶粒比较粗大，组织疏松，常存在气孔、夹渣等铸造 缺陷，机械性能比锻件差； 铸造生产工序多，铸件质量不够稳定，废品率较高； 铸件表面较粗糙，多用于制造毛坯。

(或无箱造型)造型方法(3)铸型的组成下砂箱上砂箱下砂型分型面上砂型型芯座型芯头型芯型腔型心通气孔通气孔出气孔内浇口横浇口直浇口外浇口61217①铸件的重要加工面应朝下如图,床身导轨平面朝下，卷筒内外圆表面侧立。

2.浇注位置的选择原则三浇注位置和分型面的选择§1.2造型工艺床身的浇注位置(铸铁)起重机卷筒的浇注位置上中下中上下18②铸件的大平面应朝下浇注位置和分型面的选择19③铸件的薄壁部分应放在下部浇注位置和分型面的选择上下起重机卷筒的浇注位置④应保证铸件实现定向凝固(如右图)20⑤应便于型芯的固定、安装和排气,并便于合型浇注位置和分型面的选择a)不合理b)合理榨油机缸体的浇注位置下上下上21分型面:指砂箱间的接触表面。

分型面一般只有一个，常为平面,有时为曲面。

三浇注位置和分型面的选择3.分型面的选择原则§1.2造型工艺起重臂的分型面上下①分型面应尽量采用平面22②分型面数量尽量少浇注位置和分型面的选择上中下上下a)b)绳轮分型面的选择23③尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱内(如下图)浇注位置和分型面的选择车床床身铸件分型面的选择12.51.62512.512.51.6下上a)不合理12.512.51.61.62512.5下上b)合理26③型芯头尺寸四工艺参数的选择§1.2造型工艺S/2HR3~R52SHad+sdSaR3~R5L+Sa)垂直芯头b)水平芯头型芯头的构造282.绘制铸造工艺图四工艺参数的选择§1.2造型工艺四工艺参数的选择图2-13衬套铸造工艺图(b)加工余量型芯头分型面起模斜度型芯上下2930四工艺参数的选择铸造圆角。