砂型铸造.pptx

第三章第三章 砂型铸造砂型铸造CHAPTER 3 CASTING第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第三章第三章 砂型铸造砂型铸造导言：导言：砂型铸造是最常见的传统铸造方法，它适应于各种形砂型铸造是最常见的传统铸造方法，它适应于各种形形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。掌握砂型形状、大小、批量及各种合金铸件的生产。掌握砂型铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。铸造是合理选择铸造方法和正确设计铸件的基础。本章介绍的主要内容：本章介绍的主要内容：造型方法的选择造型方法的选择 浇注位置和分型面的选择浇注位置和分型面的选择 工艺参数的选择工艺参数的选择 综合分析举例综合分析举例第三章第三章 砂型铸造砂型铸造铸造成形分类：铸造成形分类：手工造型手工造型 机器造型机器造型 金属型铸造金属型铸造熔模铸造熔模铸造压力铸造压力铸造低压铸造低压铸造陶瓷型铸造陶瓷型铸造离心铸造离心铸造液态成型液态成型砂型铸造砂型铸造特种铸造特种铸造第三章第三章 砂型铸造砂型铸造砂型铸造的工艺流程砂型铸造的工艺流程芯盒芯盒芯砂芯砂制芯制芯造型造型模样模样型砂型砂合型合型浇注浇注落砂落砂清理清理检验检验铸件铸件第三章第三章 砂型铸造砂型铸造图图3-1 砂型铸造的工艺流程图砂型铸造的工艺流程图第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第一节第一节 造型方法的选择造型方法的选择 造型是砂型铸造最基本的工序，造型方法的选择是否造型是砂型铸造最基本的工序，造型方法的选择是否合理，对铸件质量和成本有着重要的影响。不同造型方法合理，对铸件质量和成本有着重要的影响。不同造型方法对铸造工艺有着明显的差异，造型方法的选定是制订铸造对铸造工艺有着明显的差异，造型方法的选定是制订铸造工艺的前提，因此，正确选择造型方法是生产合格铸件的工艺的前提，因此，正确选择造型方法是生产合格铸件的重要环节。重要环节。第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 微震压实造型微震压实造型 高压造型高压造型 射压造型射压造型 空气冲击造型空气冲击造型 抛砂造型抛砂造型 震压造型震压造型手工造型手工造型手工造型手工造型 分模造型分模造型 三箱造型三箱造型 活块造型活块造型 挖砂造型挖砂造型 刮板造型刮板造型 整模造型整模造型砂型铸造方法砂型铸造方法机器造型机器造型机器造型机器造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 整模造型整模造型图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围模样是整体的，多模样是整体的，多数情况下，型腔全数情况下，型腔全部在下半型内，上部在下半型内，上半型无型腔。造型半型无型腔。造型简单，铸件不会产简单，铸件不会产生错箱缺陷。生错箱缺陷。适用于零件的适用于零件的一端为最大界一端为最大界面，且为平面面，且为平面的铸件。的铸件。（手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 整模造型整模造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择造型方法造型方法主要特点主要特点适用范围适用范围将模样沿最大截面将模样沿最大截面处分为两半，型腔处分为两半，型腔分别位于上、下两分别位于上、下两个半型内。造型简个半型内。造型简单，节省工时。单，节省工时。常用于最大截常用于最大截面在中部的铸面在中部的铸件。件。分模造型分模造型（手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 分模造型分模造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围铸型由上、中、下铸型由上、中、下三部分组成，中型三部分组成，中型的高度须与铸件两的高度须与铸件两个分型面的间距相个分型面的间距相适应。三箱造型费适应。三箱造型费工，应尽量避免使工，应尽量避免使用。用。用于大件、小用于大件、小批量生产具有批量生产具有两个分型面的两个分型面的铸件。铸件。三箱造型三箱造型（手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 三箱造型三箱造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围铸件上有妨碍起模铸件上有妨碍起模的小凸台、筋条等。的小凸台、筋条等。制模时将此部分做制模时将此部分做成活块，在主体模成活块，在主体模样起出后，从侧面样起出后，从侧面取出活块。造型费取出活块。造型费工，操作者技术水工，操作者技术水平要求较高。平要求较高。主要用于单件、主要用于单件、小批量生产带小批量生产带有凸出部分、有凸出部分、难以起模的铸难以起模的铸件。件。活块造型活块造型（手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 活块造型活块造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围模样是整体，但铸模样是整体，但铸件分型面是曲面。件分型面是曲面。为了起模方便，造为了起模方便，造型时需挖去阻碍起型时需挖去阻碍起模的型砂。每造一模的型砂。每造一件，挖砂一次，费件，挖砂一次，费工、生产率低。工、生产率低。用于单件或小用于单件或小批量生产，分批量生产，分型面不是平面型面不是平面的铸件。的铸件。挖砂造型挖砂造型（手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 挖砂造型挖砂造型第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围用刮板代替模样造用刮板代替模样造型。可降低模样成型。可降低模样成本，节约木材，缩本，节约木材，缩短生产周期。但生短生产周期。但生产率低，要求操作产率低，要求操作者的技术水平较高。者的技术水平较高。用于单件或小用于单件或小批量生产等截批量生产等截面的或回转体面的或回转体的大、中型铸的大、中型铸件。件。刮板造型刮板造型 （手工造型手工造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择 刮板造型刮板造型 第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围在震击后加压紧实在震击后加压紧实铸型。设备成本较铸型。设备成本较低生产率较高，噪低生产率较高，噪音大。型砂紧实度音大。型砂紧实度不高，但较均匀，不高，但较均匀，能量消耗少。能量消耗少。用于成批生产用于成批生产的小铸件。逐的小铸件。逐渐被其它方法渐被其它方法取代。取代。震压造型震压造型（机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围在微震的同时加压在微震的同时加压紧实铸型。生产率紧实铸型。生产率较高，机器较易损较高，机器较易损坏。坏。用于成批生产用于成批生产中、小铸件。中、小铸件。微震压实造型微震压实造型（机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围用较高的比压来压用较高的比压来压实铸型。生产率较实铸型。生产率较高，铸件的尺寸准高，铸件的尺寸准确，易自动化。压确，易自动化。压头分平压头、成形头分平压头、成形压头和多触头压头压头和多触头压头机器成本高。机器成本高。用于大批生产用于大批生产中、小铸件。中、小铸件。高压造型高压造型（机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围用射砂填实砂箱，用射砂填实砂箱，再用高比压压实铸再用高比压压实铸型，生产率高，易型，生产率高，易于自动化，型砂紧于自动化，型砂紧实度高而均匀。实度高而均匀。用于大批生产用于大批生产中、小铸件。中、小铸件。射压造型射压造型（机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围与震压造型相比能与震压造型相比能显著提高铸件精度显著提高铸件精度和质量，具有型砂和质量，具有型砂紧实度高，紧实均紧实度高，紧实均匀且噪音低。匀且噪音低。用于大批生产用于大批生产中、小铸件。中、小铸件。空气冲击造型空气冲击造型（机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择图例图例主要特点主要特点适用范围适用范围用抛砂方法填实和用抛砂方法填实和紧实铸型。设备成紧实铸型。设备成本较低，生产率高本较低，生产率高噪音大。型砂紧实噪音大。型砂紧实度较均匀，能量消度较均匀，能量消耗小。耗小。用于成批生产用于成批生产的大型铸件。的大型铸件。抛砂造型抛砂造型 （机器造型机器造型）第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择型芯的制造型芯的制造1.1.型芯作用：其作用主要是形成铸件的内腔，有时也形成型芯作用：其作用主要是形成铸件的内腔，有时也形成 铸件局部外形。铸件局部外形。2.2.制芯方法：制芯方法：砂芯中放入芯骨以提高强度。砂芯中放入芯骨以提高强度。砂芯中开贯通的通气道提高砂芯透气性。砂芯中开贯通的通气道提高砂芯透气性。砂芯表面刷层涂料提高耐高温性能，防止砂芯表面刷层涂料提高耐高温性能，防止 铸件粘砂。铸件粘砂。烘干砂芯，提高砂芯强度和透气性。烘干砂芯，提高砂芯强度和透气性。3.3.型芯制作：砂芯制作工艺流程如下图型芯制作：砂芯制作工艺流程如下图第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择第一节第一节 砂型造型方法的选择砂型造型方法的选择浇注系统组成浇注系统组成浇注系统通常浇注系统通常由四部分组成由四部分组成 外浇口外浇口 直浇口直浇口 横浇口横浇口 内浇口内浇口第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制定铸造方案时首要考虑的问题。定铸造方案时首要考虑的问题。1 铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。2第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择一、浇注位置的选择原则一、浇注位置的选择原则 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下；铸件的重要加工面或主要工作面应朝下；铸件的宽大平面应朝下；铸件的宽大平面应朝下；壁薄而大的平面应朝下或垂直、倾斜。壁薄而大的平面应朝下或垂直、倾斜。浇注位置应有利于补缩，防止铸件产生缩孔浇注位置应有利于补缩，防止铸件产生缩孔第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择1.1.铸件重要加工面应朝下铸件重要加工面应朝下车床床身浇注位置第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择2.2.铸件大平面应朝下铸件大平面应朝下第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择3.3.铸件薄壁朝下、厚壁朝上铸件薄壁朝下、厚壁朝上第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择4.4.应有利于补缩，防止在铸件中产生缩孔应有利于补缩，防止在铸件中产生缩孔第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择二、分型面的选择原则二、分型面的选择原则 应保证模样能顺利的从铸型中取出；应保证模样能顺利的从铸型中取出；应尽量减少分型面的数量；应尽量减少分型面的数量；应尽量使分型面是一个平直的面；应尽量使分型面是一个平直的面；使铸件的全部或大部分置入同一砂箱；使铸件的全部或大部分置入同一砂箱；应使铸件的全部或大部分置入下箱；应使铸件的全部或大部分置入下箱；应尽量使型芯和活块的数量减少应尽量使型芯和活块的数量减少第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应保证模样能顺利从铸型中取出（之一）应保证模样能顺利从铸型中取出（之一）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应保证模样能顺利从铸型中取出（之二）应保证模样能顺利从铸型中取出（之二）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应保证模样能顺利从铸型中取出（之三）应保证模样能顺利从铸型中取出（之三）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应尽量减少分型面的数量（之一）应尽量减少分型面的数量（之一）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应尽量减少分型面的数量（之二）应尽量减少分型面的数量（之二）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应尽量减少分型面的数量（之二）应尽量减少分型面的数量（之二）第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型若分型面是一曲面，则必须用挖砂造型 应尽量使分型面是一个平直的面应尽量使分型面是一个平直的面第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择 应尽量使型芯和活块的数量减少应尽量使型芯和活块的数量减少第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱,易于保证铸件的尺寸精度易于保证铸件的尺寸精度 应使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱应使铸件的全部或者大部分位于同一砂箱第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 浇铸造工艺方案初步确定后，为绘制铸造工艺图，尚浇铸造工艺方案初步确定后，为绘制铸造工艺图，尚需确定铸件的铸造工艺参数，主要包括以下几方面：需确定铸件的铸造工艺参数，主要包括以下几方面：1.加工余量加工余量2.收缩率收缩率3.拔模斜度拔模斜度4.铸造圆角铸造圆角5.型芯尺寸型芯尺寸工艺参数第二节第二节 造浇注位置和分型面的选择造浇注位置和分型面的选择加工余量；加工余量；加工余量；加工余量；收缩率；收缩率；收缩率；收缩率；拔模斜度；拔模斜度；拔模斜度；拔模斜度；铸造圆角；铸造圆角；铸造圆角；铸造圆角；型芯及型芯头。型芯及型芯头。型芯及型芯头。型芯及型芯头。工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。铸件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制件的浇注位置正确与否直接影响到铸件质量，它是我们制定铸造方案时首要考虑的问题。定铸造方案时首要考虑的问题。1 铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的铸型分型面是指铸型组元间的结合面。铸型分型面的选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当选择正确与否是铸造工艺合理性的关键之一。若选择不当不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。不仅影响铸件质量，而且会使铸造工序复杂化。2第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 机械加工余量在铸造工艺图中的表示方法机械加工余量在铸造工艺图中的表示方法第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 机械加工余量及铸出孔尺寸机械加工余量及铸出孔尺寸机加工余量的大小与铸件的大小、材质、批量、结构的复杂程度及该机加工余量的大小与铸件的大小、材质、批量、结构的复杂程度及该加工面在铸型中的位置等不同而变化。（可查手册）铸件中较大的孔加工面在铸型中的位置等不同而变化。（可查手册）铸件中较大的孔和槽应铸出，以减少切削工时，节约金属。铸件最小铸出孔尺寸：和槽应铸出，以减少切削工时，节约金属。铸件最小铸出孔尺寸：生产批量生产批量铸件最小铸出孔尺寸铸件最小铸出孔尺寸/mm灰铸铁件灰铸铁件铸钢件铸钢件大量大量1215成批成批15303050单件、小批单件、小批305050第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 铸造收缩率铸造收缩率 铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和铸件在凝固和冷却过程中会发生收缩而造成各部分体积和尺寸缩小。为了使铸件的实际尺寸符合图样要求，在制作模样尺寸缩小。为了使铸件的实际尺寸符合图样要求，在制作模样和芯盒时，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大或缩小一个该和芯盒时，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大或缩小一个该合金的收缩率。合金的收缩率。合金收缩率大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺合金收缩率大小取决于铸造合金的种类及铸件的结构、尺寸等因素。常用合金的铸造收缩率寸等因素。常用合金的铸造收缩率 灰铸铁：灰铸铁：0.7%0.7%1.0%1.0%，铸铸 钢：钢：1.3%1.3%2.0%2.0%，铝合金：铝合金：0.8%0.8%1.2%1.2%，锡青铜：锡青铜：1.2%1.2%1.4%1.4%。第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 铸造起模斜度铸造起模斜度第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 铸造圆角铸造圆角 铸造圆角是指铸件上壁和壁的交角应做成圆铸造圆角是指铸件上壁和壁的交角应做成圆弧圆度，以防在该处产生缩孔和裂纹。铸造圆弧圆度，以防在该处产生缩孔和裂纹。铸造圆角半径一般为两相交壁平均厚度的角半径一般为两相交壁平均厚度的1/31/2。第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 铸造圆角铸造圆角凝固特凝固特性热节性热节充型充型不同转不同转角处的角处的热节热节第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 芯型与芯型头芯型与芯型头型型 芯：是铸型的一个重要组成部分，型芯的功芯：是铸型的一个重要组成部分，型芯的功 用是形成铸件的内腔，孔洞和形状复杂用是形成铸件的内腔，孔洞和形状复杂 阻碍起模部分的外形。阻碍起模部分的外形。型芯头：是型芯定位、支撑和排气的部分，设计型芯头：是型芯定位、支撑和排气的部分，设计 时需考虑保证定位准确、能承受砂芯自时需考虑保证定位准确、能承受砂芯自 身重量和液态合金的冲击、浮力等外力身重量和液态合金的冲击、浮力等外力 的作用，浇注时砂芯内部产生的气体能的作用，浇注时砂芯内部产生的气体能 顺畅引出铸型等。顺畅引出铸型等。第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 芯型与芯型头芯型与芯型头第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 芯型与芯型头芯型与芯型头第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择 芯型与芯型头芯型与芯型头第三节第三节 工艺参数的选择工艺参数的选择型芯型芯上上中中中铸型中铸型 a)垂直芯头垂直芯头型腔型腔 中中下下下铸型下铸型 b)水平芯头水平芯头 下铸型下铸型型芯座型芯座上上下下L型芯型芯型芯头型芯头上铸型上铸型型芯头分为垂直型芯头和水平型芯头两大类型芯头分为垂直型芯头和水平型芯头两大类第三章第三章 砂型铸造砂型铸造第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 在确定铸造工艺方案时，首先结合生产纲领、生产条在确定铸造工艺方案时，首先结合生产纲领、生产条件，研究分析铸件材料铸造工艺性和零件图技术要求的基件，研究分析铸件材料铸造工艺性和零件图技术要求的基础上，分析铸件结构，确定浇注位置，选择分型面，依据础上，分析铸件结构，确定浇注位置，选择分型面，依据选定的工艺参数，用红、蓝色笔在零件图上绘制铸造工艺选定的工艺参数，用红、蓝色笔在零件图上绘制铸造工艺图（包括型芯的数量和固定、冷铁、浇冒口等）为制造模图（包括型芯的数量和固定、冷铁、浇冒口等）为制造模样、编写铸造工艺卡等奠定基础。样、编写铸造工艺卡等奠定基础。第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤：选择造型方法 确定起模斜度 选择浇注位置和分型面 确定加工余量 确定线收缩率 铸造圆角 绘制铸造工艺图 第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计举例：铸造工艺设计举例：支撑座零件图支撑座零件图第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 确定浇注位置和分型面确定浇注位置和分型面第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 确定浇注位置和分型面确定浇注位置和分型面第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 确定加工余量确定加工余量第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 确定拔模斜度确定拔模斜度第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析 确定型芯确定型芯上上下下+4+6+5+4+6+3型型 芯芯 通通 气气 孔孔下型下型 芯头芯头上型上型 芯头芯头#下型芯头斜度510下型芯头间隙0.51.5mm集砂槽上型芯头斜度615上型芯头间隙0.52mm间隙2mm 铸造工艺图铸造工艺图第四节第四节 铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺设计步骤与分析铸造工艺举例：铸造工艺举例：拖拉机轮铸造工艺图拖拉机轮铸造工艺图拖拉机轮零件图拖拉机轮零件图