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2014.01 机械制造基础（京玉海） * * 第8章 铸造方法 湖北理工学院 用型(芯)砂制造铸型(型芯)，将液态金属浇入后获得铸件的铸造方法称为砂型铸造。其工艺过程为： 手工造型是由人工实现造型操作(填砂、紧砂和起模)的方法。具有适应性强、成本低廉、操作灵活的优点，但效率低、铸件质量不高、劳动强度大。适用于单件小批生产。 机器造型是用机械全部或部分完成造型的方法。 机器造型具有效率高、铸件精确、劳动条件改善等优点，但厂房、设备投资大。用于规模生产。 使用的机械主要有 抛砂机：将型砂高速抛入砂箱，同时完成填砂紧实。 振压造型机 、射压造型机、空气冲击造型机、静压造型机等。 起模：造型后起初模样形成型腔的过程。 这里的模板是固定着模样、浇冒口的底板。 造芯也有手工造芯和机器造芯(射芯)两种。 成批、大量生产时广泛采用机器造芯。 砂芯工作条件恶劣，要求有更高的强度与耐火度、更好的透气性和退让性。股用芯砂制作，桐油或合成树脂做粘结剂，甚至还加芯骨。 **型砂和芯砂应具备的性能** 可塑性：造型材料在外力作用下容易获得清晰型腔轮廓、外力去除后仍能保持其形状的性能。因而，需要添加粘土(8%质量分数最好)。 强度：砂型承受外力而不易破坏的性能。 耐火度：在高温液体金属作用下，型砂/芯砂不软化、不烧结的性能。 透气性：型砂由于砂粒之间存在空隙能够通过气体的能力。 退让性：铸件收缩后，冷却收缩时砂型和型芯的体积可以被压缩的性能。 **型砂的组成** 原砂(SiO2)、粘结剂(粘土、澎润土)、煤粉、锯木屑等。 造型涂料(石墨粉——铸铁，或石英粉——铸钢，使型砂与液态金属隔开)。 分型砂(干燥的细小原砂，用于砂箱/底版、砂箱之间的分隔，防止粘附)。 分型面是相邻铸型之间的分界面。 分型面选择原则 要便于起模； 应平直且数量少； 应避免用活块或挖砂造型； 应使型芯的数量少应使铸件全部或大部分位于同一砂箱。 方案2优于方案1，避免了活块。 方案2优于方案1，用自带型芯。 总体要求： 使金属液平稳、连续、均匀地流入铸型，避免冲击； 防止熔渣、砂粒或其他杂质进入铸型； 调节铸件温度分布，控制冷却和凝固顺序，避免缩孔、缩松及裂纹的产生。 浇注系统：金属液进入铸型所经过的通道。 起模斜度(P111图8.18)：为了在造型和制芯时便于起模，以免损坏砂型和型芯，在模样、型芯和起模方向留有的一定斜度。 预留起模斜度的目的是防止起模时损坏砂型。 合理的起模斜度可以查阅JB/T5105-1991获得。 芯头的作用是为了保证型芯在铸型中的定位、固定以及通气。 型芯头与铸型的型芯座之间应有1～4 mm的间隙，以便与铸型的装配。 机械加工余量：在铸件上为切削加工的方便而加大的尺寸称为机械加工余量。 机械加工余量的具体数据取决于铸件的生产批量、合金种类、铸件大小、加工面与基准面的距离及加工面在浇注时的位置等。 机械加工余量从高到低分A到J，共9个等级，可查阅GB/T11350-1989获得。 铸件在冷却、凝固过程中要产生收缩，为了保证铸件的有效尺寸，模样和芯盒上的相关尺寸应比铸件放大一个收缩量。 通常灰铁的收缩率0.7%~1.0%，铸钢的收缩率1.3%~2.0%，铝合金的收缩率0.8%~1.2%，锡青铜收缩率1.2%~1.4%。 在设计和制造模型时，在相交壁的交角要做成圆弧过渡，称为铸造圆角。 铸造工艺图及其示例 铸件名称：支撑座 1 确定分型面与分模面 分模面：在一个模样上分开的切面。用“〈”表示。 2 确定加工余量 查表确定，然后在模样的相应部位增加/减少之。 注意考虑铸造收缩率！ 3 确定拔模斜度 查表确定，注意按起模方向相应增加有关尺寸。 4 确定型芯 特种铸造：砂型铸造以外的铸造工艺。 其中熔模铸造、金属型铸造、压力铸造和离心铸造等多种铸造方法已在生产中得到广泛的应用。 熔模铸造是指用易熔材料制成模样，然后再在模样上涂挂耐火材料，经硬化后，再将模样熔化以获得无分型面的铸型。 熔模铸造的特点 由于其特殊的起模方式，可适于制造形状复杂或特殊、难用其他方法铸造的零件； 适于各种铸造合金，特别是小型铸钢件； 设备简单，生产批量不受限制； 工艺过程较复杂，生产周期长，铸件重量不能太大(＜25 kg)。 熔模铸造的应用：形状复杂的高熔点铸件，如汽轮机叶片等。 金属型铸造是指将液态金属浇入到金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。 金属型的结构主要取