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<p><number></p>
<p>第一章 金属液态成形</p>
<p>§1.1 金属液态成形工艺基础</p>
<p>§1.2 砂型铸造</p>
<p>§1.3 特种铸造</p>
<p>§1.4 常用合金铸件生产及铸造方法的选择</p>
<p>§1.5 与液态成形相关的新工艺、新技术简介</p>
<p>一、砂型铸造造型（造芯）方法</p>
<p>二、砂型铸造工艺设计</p>
<p>三、铸件结构设计</p>
<p>§2 砂型铸造</p>
<p>制造砂型的工艺过程称为造型。造型是砂型铸造最基本的工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。</p>
<p>（一）手工造型</p>
<p>常用砂型的主要特点和适用范围</p>
<p>操作方便灵活、适应性强，模样生产准备时间短；生产率低，劳动强度大，铸件质量不易保证。只适用于单件小批量生产。</p>
<p>按砂箱特征：两箱、三箱、地坑、脱箱</p>
<p>按模样特征：整模、挖砂、假箱、分模、活块、刮板等</p>
<p>模样是整体的，多数情况下，型腔全部在下半型内，上半型无型腔。造型简单，铸件不会产生错型缺陷铸件最大截面在一端，且为平面。</p>
<p>两箱造型</p>
<p>铸型由上、中、下三部分组成，中型的高度须与铸件两个分型面的间距相适应。三箱造型费工，应尽量避免使用</p>
<p>三箱造型</p>
<p>在车间地坑内造型，用地坑代替下砂箱，只要一个上砂箱，可减少砂箱的投资大型铸件单件生产时,降低铸型高度,便于浇注操作。但造型费工，而且要求操作者的技术水平较高。</p>
<p>地坑造型</p>
<p>模样是整体的，但铸件的分型面是曲面。为了起模方便，造型时用手 工挖去阻碍起模的型砂。每造一件，就挖砂一次，费工、生产率低 。</p>
<p>挖砂造型</p>
<p>用刮板代替模样造型。可大大降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，要求操作者的技术水平较高.</p>
<p>刮板造型</p>
<p>铸件上有妨碍起模的小凸台、肋条等。制模时将此部分作成活块，在主体模样起出后，从侧面取出活块。单件小批生产带有突起部分的铸件。</p>
<p>活块造型</p>
<p>（二）机器造型</p>
<p>大批量生产，劳动生产率高，劳动条件好，铸件尺寸精度高、表面质量好，加工余量小。</p>
<p>1.紧砂方法</p>
<p>以压缩空气作为动力紧实型砂，基本方式：压实、震实、震压、抛砂等基本方式。</p>
<p>2.起模方法</p>
<p>从型砂中取出模样，使砂箱内留下完整的型腔。</p>
<p>顶箱、漏箱和翻转</p>
<p>图1-15 震压造型机的工作过程</p>
<p>填砂→震击紧砂→辅助压实→起模</p>
<p>3.工艺特点 采用模板进行两箱造型。</p>
<p>模板：是将模样、浇注系统沿分型面与底板联结成一个整体的专用模具。造型后，底板形成分型面，模样形成铸型空腔。</p>
<p>（三）造芯</p>
<p>用途：制作空心或外壁内凹的铸件，或铸件具有影响起模的外凸时，经常要用到型芯，制作型芯的工艺过程称为造芯。</p>
<p>注意：为了提高型芯的刚度和强度，需在型芯中放入芯骨；为了提高型芯的透气性，需在型芯的内部制作通气孔；为了提高型芯的强度和透气性，一般型芯需烘干使用。</p>
<p>目的：</p>
<p>获得合格铸件；</p>
<p>减小铸型制造的工作量；</p>
<p>降低铸件成本。</p>
<p>在砂型铸造的生产准备过程中，必须制订出合理的铸造工艺方案，并绘制出铸造工艺图。</p>
<p>铸造工艺：</p>
<p>在零件图中用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，包括：浇注位置；分型面；型芯的数量、形状、固定方法及下芯次序；加工余量；起模斜度；收缩率；浇注系统；冒口；冷铁的尺寸和布置等。</p>
<p>工艺图：</p>
<p>指导模样设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。依据铸造工艺图，结合所选造型方法，可绘制出模样图及合箱图。</p>
<p>支座的铸造工艺图、模样图及合箱图</p>
<p>a)零件图 b)铸造工艺图（左）和模样图（右） c)合箱图</p>
<p>（一）浇注位置的选择</p>
<p>浇注位置：</p>
<p>浇注时铸件在铸型中所处的位置。</p>
<p>选择原则：</p>
<p>1．铸件的重要加工面应朝下或位于侧面</p>
<p>图1-20所示为车床床身铸件的浇注位置方案。由于床身导轨面是重要表面，不允许有明显的表面缺陷，而且要求组织致密，因此应将导轨面朝下浇注。</p>
<p>图1-16 车床床身的浇注位置</p>
<p>重要加工面应朝下或位于侧面</p>
<p>浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。</p>
<p>保证导轨面质量均匀</p>
<p>图1-16 卷扬筒的浇注位置</p>
<p>侧面要求高</p>
<p>2．铸件的大平面应朝下</p>
<p>型腔的上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣等缺陷外，大平面还常容易产生夹砂缺陷。因此，对平板、圆盘类铸件的大平面应朝下。</p>
<p>3．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</p>
<p>可以有效防止铸件产生浇不足或冷隔等缺陷。</p>
<p>4．易产生缩孔的铸件，应将厚大部分放在分型面附近的上部或侧面</p>
<p>以便在铸件厚壁处直接安置冒口，</p>
<p>使之实现自下而上的定向凝固。</p>
<p>5．应尽量减少型芯数量，且便于安放、固定和排气</p>
<p>（二）铸型分型面的选择</p>
<p>铸型分型面的选择恰当与否会影响铸件质量，使制模、造型、造芯、合箱或清理等工序复杂化，甚至还可增大切削加工的工作量。</p>
<p>分型面的选择原则：</p>
<p>1．便于起模，使造型工艺简化</p>
<p>1）分型面应选在铸件最大截面处</p>
<p>（2）分型面应尽量平直</p>
<p>图1-21 起重臂的分型面</p>
<p>图示分型面为一平面，可采用较简便的分模造型；</p>
<p>如果选用弯曲分型面，则需采用挖砂或假箱造型</p>
<p>（3）应尽量减少分型面数量</p>
<p>（4）避免不必要的活块和型芯</p>
<p>2．尽量使铸件全部或大部</p>
<p>置于同一砂箱</p>
<p>以保证铸件精度</p>
<p>3．尽量使型腔及主要型芯位于下型</p>
<p>便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚</p>
<p>（三）工艺参数的确定</p>
<p>在铸造工艺方案初步确定之后，还必须选定铸件的机械加工余量、起模斜度、收缩率、型芯头尺寸等具体参数。</p>
<p>1.加工余量和最小铸出孔</p>
<p>加工余量：为切削加工而加大的尺寸。</p>
<p>数值取决于：批量、合金种类、大小、加工面与基准面之间的距离及浇注位置等。</p>
<p>机器造型：铸件精度高，余量可减小；</p>
<p>手工造型：误差大，余量应加大。</p>
<p>铸钢表面粗糙，余量应大；非铁合金表面光洁，余量应小。</p>
<p>尺寸大或加工面与基准面间的距离大，误差大，余量也大。</p>
<p>朝上表面产生缺陷的机率大，其余量应比底面和侧面大。</p>
<p>铸件的孔、槽：</p>
<p>较大的孔、槽应当铸出，以减少切削加工工时，节约金属材料，并可减小铸件上的热节；</p>
<p>较小的孔则不必铸出，用机加工较经济。</p>
<p>对于零件图上不要求加工的孔、槽以及弯曲孔等，一般均应铸出。</p>
<p>2.起模斜度</p>
<p>为了使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度。</p>
<p>在铸造工艺图上，加工表面上的起模斜度应结合加工余量直接表示出，而不加工表面上的斜度（结构斜度）仅需用文字注明即可。</p>
<p>图1-27 起模斜度</p>
<p>3.收缩率</p>
<p>铸件冷却后的尺寸比型腔尺寸略为缩小，为保证铸件的应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩率。铸造收缩率K：</p>
<ol>
<li> 型芯头</li>
</ol>
<p>垂直芯头 水平芯头</p>
<p>图1-28 型芯头的构造</p>
<p>a）垂直芯头  b）水平芯头</p>
<p>（四）铸造工艺图</p>
<p>铸造工艺设计：</p>
<p>生产之前，编制出生产工艺的技术文件。工艺设计主要是画铸造工艺图、铸件毛坯图、铸型装配图和编写工艺卡片等，它们是生产的指导性文件，也是生产准备、管理和铸件验收的依据。 因此，铸造工艺设计的好坏，对铸件的质量、生产率及成本起着决定性的作用。</p>
<p>（五）铸造工艺设计实例分析</p>
<p>方案1</p>
<p>方案2</p>
<p>方案3</p>
<p>铸造工艺图</p>
<p>三、铸件结构工艺性</p>
<p>铸件结构：保证工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，铸件结构设计合理与否，对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。</p>
<p>（一）铸件结构应使砂型铸造工艺过程简化</p>
<p>1.铸件的外形必须力求简单、造型方便</p>
<p>（1）尽量避免铸件外表侧凹，减少分型面</p>
<p>（2）尽可能使铸件分型面平直</p>
<p>（3）铸件外表加强肋、凸台的设计</p>
<p>应便于起模</p>
<p>（4）铸件侧壁应具有结构斜度</p>
<p>2.铸件的内腔结构应简单适用，避免不必要的复杂结构</p>
<p>（1）应尽量少用或不用型芯</p>
<p>（2）尽便于型芯的固定、排气、定位和清理</p>
<p>（二）铸件结构应适应合金铸造性能的要求</p>
<p>缩孔、变形、裂纹、气孔和浇不足等铸件缺陷的产生，有时是由于铸件结构设计不够合理，未能充分考虑合金铸造性能的要求所致。</p>
<p>1.铸件的壁厚：每种铸造合金都有其适宜的壁厚，不同铸造合金所能浇注出铸件的“最小壁厚”也不相同，主要取决于合金的种类和铸件的大小。</p>
<p>1.铸件的壁厚：</p>
<p>（1）铸件的最小壁厚</p>
<p>（2）铸件壁厚不宜过厚</p>
<p>（3）铸件壁厚应尽可能均匀</p>
<p>（4）利于实现定向凝固的壁厚设计</p>
<p>2.铸件壁的连接：减少热节，防止应力集中等</p>
<p>（1）铸件壁的转弯处应为圆角</p>
<p>（2）不同壁厚之间要逐步过渡</p>
<p>（3）壁间连接应避免交叉和锐角</p>
<p>（4）轮辐设计应避免收缩受阻</p>
<p>3.尽可能避免铸件上的过大平面</p>
<p>4.采用对称或加强筋结构</p>

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<p> [**【经验分享】</p>

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