工程材料及成型工艺基础

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1、第二节常用的铸造方法一、砂型铸造及产品生产检验砂型铸造是指用型砂紧实成型的铸造方法。砂型铸造可以制造各种尺寸、形状的金属材料。尤其是内腔复杂的零件；设备投资少；原材料易得且价格低廉等优点，使它成为工业生产中应用最广的一种铸造方法。（一）砂型铸造工艺简介1．下面以异口径管为例介绍一下砂型铸造的主要工艺过程：1首先铸造技术人员要根据铸件的零件图，技术要求，生产批量等进行工艺设计，工艺设计的主要内容是：绘制铸造工艺图；对于成批、大量生产或重要铸件还要绘制出铸件图和铸型装配图；填写铸造工艺卡。当上述工作完成后，才能进行制模、造型、造芯、熔炼金属，合型、浇注等。即一个铸件从设计到产品大致过程如

2、下：从上述异口径管的生产过程可知铸件的生产过程很复杂。而零件图是基础，因此在设计铸件时，在保证使用性能的前提下，要充分考虑合金的铸造性能和铸造工艺对铸件结构的要求，才能易于获得合格的铸件。下面就铸件生产过程中与机械设计、制造密切相关的几个问题加以讨论。（二）造型方法造型是砂型铸造的重要工序，造型方法有手工造型和机器造型两类。1．手工造型常用方法:2手工造型：即紧砂与起模是由人来完成的。手工造型操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，常用于单件和小批生产。下表为常用手工造型方法的特点和应用范围。2．常用的砂型在砂型铸造中，根据砂型不同，又可以将砂型分为湿砂型、干砂型、表面烘干型、自

3、硬砂型四种，见下表。表2-2常用砂型的主要特点和适用范围33．机器造型：即用机器全部完成或至少完成紧砂和起模操作的造型工序。常用的机器造型方法有震压造型、微震压实造型、高压造型、抛砂造型、气冲造型、负压造型等。其中，气冲造型和负压造型是近年来发展很快的先进造型方法:（1）气冲造型：即用蒸气或压缩空气或爆炸产生的气体瞬间膨胀，所产生的压力波紧实型砂的造型方法。一般是通过一种特殊的快速开阀将气体迅速冲入填满型砂的砂箱上部，使型砂冲压紧实的。气冲紧实过程可分为两个阶段。第一阶段气压差使表面层型砂的紧实度迅速提高、形成初实层并迅速下压，使下面的型砂加速并初步紧实。第二阶段压力波使型砂紧实前锋

4、与模板剧烈冲击而突然滞止，4紧实度急剧提高，并自下而上使型砂逐层滞止而提高紧实度，如图所示。（2）负压造型：又称为真空密封造型，是利用负压将干砂紧实成型的造型方法。型砂不含粘结剂，被密封于砂箱与塑料膜之间，借助负压使其中的干砂紧实成形，其造型过程如图2-2-1所示。首先抽空使塑料薄膜吸贴到模样表面，填砂后微震压实，再刮平型面，覆以背膜，并抽真空使干砂紧实。负压造型起模、下芯、合型、浇注等的操作均在负压状态下进行，铸件凝固后恢复常压，砂子自行溃散，即可取出铸件。机器造型生产效率高，劳动条件好；铸件精度高，表面质量较好；但设备投资较大，对产品变换的适应性较差。机器造型是现代铸造生5产的主

5、要造型方式，适用于成批、大量生产各类铸件。常用的机器造型方法的主要特点和适用范围见表2-4。（3）模板6机器造型使用模板，如右图。模板是铸件模样、浇注系统模样和模底板的组合体。模样形成型腔，模底板形成分型面。模板通常是单面的，上模板固定在一台造型机的工作台上，造上型，下模板固定在另一台造型机的工作台上，造下型。另外，机器造型不能用三箱造型，也不用挖沙和活块造型。三)铸造工艺设计设计内容铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量等，确定铸造方案和工艺参数，绘制图样和标注符号以及编制工艺等。铸造工艺设计的主要内容是绘制铸造工艺图、铸件图和铸型装配图等。单件、小批量生产时只需绘制铸

6、造工艺图。下面我们主要介绍铸造工艺图。铸造工艺图即表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、工艺参数、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样。可按规定的工艺符号或文字标注在零件图上。7绘制铸造工艺图时，首先应对零件进行结构分析，改进其结构工艺性不良的部位，然后确定浇注位置和分型面、选定工艺参数，设计型芯、浇注系统等。在此基础上，绘出铸造工艺图。支架零件的铸造工艺图和铸型装配图如下图所示。1．铸造方法和造型方法选择选择铸造方法和造型方法时、应对零件的结构特点、合金种类、生产批量等进行综合分析，以选择较为合适的方法。单件、小批量生8产时一般采用砂型铸造（手工造型），批量较大时可

7、采用砂型铸造（机器造型）或合适的特种铸造的方法。2．浇注位置及分型面的选择浇注位置是浇注时铸件在铸型内所处的位置。其合理与否对铸件质量影响很大。分型面是铸型砂箱间的结合面。其位置合理与否不仅影响到铸件质量，还影响到能否简化铸造工艺。浇注位置与分型面的选择密切相关，通常先选定浇注位置再选定分型面，以保证铸件质量。对于质量要求不高的支架类铸件，应以简化造型工艺为主，可先选择分型面。（1）浇注位置选择1）铸件的重要加工面或主要工作面应处于底面或侧面。以避免出现气