第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形砂型铸造（Sand Casting）就是将液态金属浇入砂型经冷凝后获得铸件的方法。l砂型可手工制造，也可机器制造。l造型材料来源广泛，价格低廉，设备简单，操作灵活方便，不受铸造合金种类、铸件形状和尺寸的限制，并适合于各种生产规模。l砂型铸件约占全部铸件的80%左右。1第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形一、砂型铸造的工艺过程2第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型l按模样特征分为：整模造型、分模造型、挖砂造型、成型底板造型、活块造型和刮板造型等。l按砂箱特征分为：两箱造型、三箱造型、地坑造型、脱箱造型等。通常根据铸件结构特点、形状和尺寸、生产批量及车间具体条件等选择。3第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型联轴节铸件的整模两箱造型过程（1）整模造型模样为整体，分型面为平面，型腔大都在下箱，造型工艺简单，铸件不产生错性；适用于铸件的最大截面在一端且为平面的铸件4第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型套管铸件的分模两箱造型过程（2）分模造型模样在最大截面处分开，型腔位于上下两半型内，造型工艺简单；适用于最大截面在中间的铸件。5第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型手轮铸件的挖砂造型过程（3）挖砂造型模样为整体，但其最大截面在中间，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂，造型费时，生产效率低；适用于单件，小批生产。6第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法 1. 手工造型成型底板造型（4）成型底板造型为克服挖砂造型缺点，在底板上预制出铸件的部分型腔，以便使安放在底板上模样的最大截面与底板平齐，便于造型起模。适用于成批生产需要挖砂的铸件。(a) 成型底板(b) 合箱后7第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法 1. 手工造型活块造型过程（5）活块造型铸件上有妨碍起模的凸台、肋条等。制模样时先将起做成活动部分。造型后起模时，先起出模样主体，再从侧面取出活块。造型费时，生 产效率低，操作技术水平要求高。适用于单件，小批生产带有突出部 分阻碍起模的铸件。(a) 零件剖面图 (b) 铸件 (c) 模型 (d) 造下型，拔出钉子 (e) 取出主体 (f) 取出活块8第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型地坑造型（6）地坑造型利用车间地面的砂床造铸型的下型，以减少制造砂箱的费用。造型费时，生产效率低，操作技术水平要求高；适用于单件或小批生产的大型铸件。9第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型刮板造型（7）刮板造型以刮板代替模样以减少直至模样的费用。造型费时，生产效率低，操作技术水平要求高；适用于单体或小批生产回转体或等截面的铸件。10第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法1. 手工造型（8）三箱造型铸型有上、中、下三部分构成，中型的高度须与铸件的两个分型面间距相适应，操作复杂；适用于单件、小批生产的大中型 铸件。11第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法2. 机器造型机器造型是用机器来完成填砂、紧实和起模等整个造型过程。与手工造型相比，机器造型可提高生产效率和铸型质量，并且可以减轻劳动强度。但造型设备及工装投资较大，生产准备周期长，适于大批生产。12第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法2. 机器造型（1）震压式造型利用震动和撞击力紧实型砂，工作台的震幅较大，噪声较大，生产效率不够高；适于小型或中小型铸件的大批生产。(a) 震动 (上升)；(b) 震动 (下落)；(c) 压实；(d) 起模；(e) 硬度分布震压式造型过程13第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法2. 机器造型（2）无箱射压造型生产工序详见表2-2。无需砂箱，生产效率高；适用于形状简单的小型铸件大批生产。14第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法2. 机器造型抛砂紧实原理图（3）抛砂造型将型砂高速抛入砂箱中，同时完成填砂和紧实；适用于大件 的生产。生产工序详见表2-2。15第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形二、砂型铸造的造型方法2. 机器造型射砂制芯工作原理图射砂制芯工艺利用气流将芯砂射入芯盒内并紧实，生产 效率高；可生产出高 精度优质型芯。16第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则1. 分型面的选择分型面砂箱间的接触表面。17第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则1. 分型面的选择(1) 尽量减少分型面18第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则1. 分型面的选择(2) 尽量减少型芯不合理合理 19第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则1. 分型面的选择(3) 分型面尽量为平面不合理合理 20第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则1. 分型面的选择(4) 应尽量使型腔全部或大部分置于同一个 砂型内，最好使型腔 或使加工面与基准面 位于下型中。21第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则2. 浇注位置的选择浇注位置金属浇注时铸件在铸型中的空间位置。(1) 主要加工面或主要受力面应置于下部，以确保质量。机床床身的导轨面朝下22第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则2. 浇注位置的选择(2) 应有利于铸型的填充和型腔中的气体排除。23第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则2. 浇注位置的选择(3) 壁厚不均需要补缩时，宜将厚大部分置于上部或侧面，以 便于设置冒口。24第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则2. 浇注位置的选择(4) 应将铸件的大平面置于铸型的下部，并使 铸型侧斜浇注。25第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则3. 工艺参数的选择确定铸造工艺方案时，需要选机械加工余量、铸造收缩率、起模斜度、型芯等工艺参数。（1）机械加工余量是指在切削加工时需要从铸件上切削掉的材料厚度。加工余量的大小与铸件的批量、合金的种类、铸件尺寸和浇注位置有关。26第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则3. 工艺参数的选择（2）铸造收缩率u 为补偿铸件冷却时的尺寸收缩，通常要增大模样的尺寸。u 一般情况下，普通灰铸铁的收缩量在0.7%1%，铸钢为1.3%2.0%，有色金属在1%左右。27第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则3. 工艺参数的选择（3）起模斜度与结构斜度u 为便于起模，将模样垂直于分型面的表面设计成一定斜度的表面，该斜度称为起模斜度。一般为315。u 为便于起模，将铸件上垂直于分型面的不需机械加工的表面设计成斜面，该斜面称为结构斜度。28第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形三、砂型铸造工艺的制定原则3. 工艺参数的选择（4）型芯头与型芯座u 在铸型中型芯头对型芯起着的定位和排气的作用，其形状尺寸将影响型芯的安装稳定性。图2-8 型芯头和型芯座a) 垂直型芯头 b) 水平型芯头29第二节 砂型铸造第二章 金属的凝固成形小 结： 工艺过程； 造型方法手工造型、机器造型； 工艺制订原则分型面、浇注位置、机械加工余量、铸造收缩率、起模斜度与结构斜度、型芯头与型芯座。30