2-1铸造生产的特点和工作流程
铸造生产的特点和工作流程
铸造生产的特点和工作流程铸造生产是一种重要的制造业生产方式，它的特点是使用模具将液态金属或熔融合金注入到模具中进行形成，然后通过不同的加工方式加工成为所需要的零件或产品。
铸造生产具有以下几个特点：1.减少材料浪费铸造生产可以根据具体需求量生产零件或产品，避免了不必要的浪费。
通过精确的设计和加工技术，铸造生产可以最大限度地利用原材料进行生产。
2.高效率生产铸造生产可以通过多个模具同时生产不同的零件或产品，从而提高生产效率。
在一些大规模生产的场合，使用铸造生产可以大大缩短生产周期和成本。
3.复杂形状生产由于金属液态状态和模具的可设计性，铸造生产在形状复杂的零件和产品的生产上具有优势。
从而可以应用广泛，在工业、军事、航空等领域得到广泛的应用。
4.可重复生产铸造生产可以通过精确的模具设计和加工，保证生产出来的每一个零件或产品都几乎一模一样。
这样就可以实现大规模生产的精度和标准化。
铸造生产一般的工作流程包括以下几个步骤：1.设计模具设计模具需要考虑铸造过程中所需的形状、大小、准确度和材料等因素。
设计师需要根据客户的要求设计出符合要求的模具。
2.制造模具制造模具需要根据设计图纸进行加工、切割、抛光和打磨等工作。
制造模具需要精确的加工和调试，以保证铸造生产的质量。
3.准备熔炉在铸造生产中需要使用高温熔炉将金属熔化成液态。
熔炉需要进行预热和检查等工作，确保熔炉正常运行。
4.铸造过程铸造过程需要先将金属或熔融合金放入熔炉中进行熔化，然后将液态金属或熔融合金注入到模具中，在模具内形成所需形状。
注入的过程需要控制温度和流量等因素，以确保产品质量。
5.冷却和处理铸造完成后，需要进行冷却和处理等工序。
冷却和处理的工作需要根据产品的要求进行，并进行严格的控制，以保证产品质量。
6.加工和修整直到产品经过冷却和处理后，还需要细致的加工和修整等工序。
这些工序都需要根据产品的要求进行，以保证产品的合格性。
在铸造生产中，每一个环节都需要进行精确的控制和严格的管理。
铸造生产的工艺操作规范
铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图 2 所示。
图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5 毫米到1 米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
铸造生产的特点和工作流程
铸造的分类
根据造型方法分类
分为砂型铸造和特种铸造两大类。砂型铸造是指用砂型生产铸件的工艺，而特 种铸造则包括金属型铸造、压力铸造、熔模铸造和离心铸造等。
根据合金分类
可分为铸铁、铸钢、有色金属铸造等。铸铁主要用于制造受力较轻的零件，铸 钢则用于制造受力较大、要求较高的零件，而有色金属铸造则用于制造精密零 件。
利用离心力将金属注入旋转的模具中，生产 管状和筒状铸件。
压力铸造
在高压下将金属注入模具中，实现快速填充 和薄壁铸件的生产。
真空吸铸
利用真空吸力将金属注入模具中，生产大型 和薄壁铸件。
04
铸造生产的优缺点
优点
灵活性高
铸造工艺适用于各种形状和尺寸的零 件，可以满足不同需求。
成本效益
铸造生产通常具有较高的成本效益， 尤其在大批量生产时。
砂型铸造工艺流程
制作模具
根据产品图纸制作模具，模具 材料一般为木材或金属。
制作砂型
将砂子填入模具中，压实后脱 模，形成砂型。
浇注金属
将熔融状态的金属注入砂型中 ，形成铸件。
冷却和清理
铸件冷却后取出，进行清理和 加工。
特种铸造工艺流程
金属型铸造
利用金属模具代替砂型，提高铸件精度和表 面质量。
离心铸造
适用性强
铸造可以应用于各种材料，如金属、 塑料等，满足不同应用场景的需求。
可定制性强
铸造允许定制化生产，可以根据客户 需求进行定制。
缺点
工艺复杂
材料浪费
铸造过程相对复杂，需要精确控制温度、 压力等参数，否则可能导致产品质量问题 。
铸造过程中会产生大量的废料，造成一定 的资源浪费。
环境影响
生产周期长
铸造工艺流程介绍
铸造生产的工艺流程铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程，它包括以下主要工序：1）生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2）生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3）造型与制芯；4）熔化与浇注；5）落砂清理与铸件检验等主要工序。
成形原理铸造生产是将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力（压力、离心力、电磁力等）的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件（或零件）的一种金属成形方法。
图1 铸造成形过程铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。
但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求，直接作为零件使用。
型砂的性能及组成1、型砂的性能型砂（含芯砂）的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。
2、型砂的组成型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。
铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。
铸造用粘接剂有粘土（普通粘土和膨润土）、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等，分别称为粘土砂，水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。
为了进一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤份、锯末、纸浆等。
型砂结构，如图2所示。
图2 型砂结构示意图工艺特点铸造是生产零件毛坯的主要方法之一，尤其对于有些脆性金属或合金材料（如各种铸铁件、有色合金铸件等）的零件毛坯，铸造几乎是唯一的加工方法。
与其它加工方法相比，铸造工艺具有以下特点：1）铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。
铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料；铸件可以小至几克，大到数百吨；铸件壁厚可以从0．5毫米到1米左右；铸件长度可以从几毫米到十几米。
2）铸造可以生产各种形状复杂的毛坯，特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯，如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。
铸造生产的工艺流程
铸造生产的工艺流程铸造是一种制造工艺，通过将熔化的金属或其他材料倒入预先设计好的模具中，经凝固后得到所需的产品形状。
铸造生产的工艺流程包括模具设计、原料准备、熔炼与浇注、凝固与冷却、脱模与清理等多个步骤。
下面将逐一介绍这些步骤。
模具设计是铸造生产的基础，决定了最终产品的形状和尺寸。
设计师根据产品的要求和特点，绘制出模具的结构和尺寸。
模具通常由两部分组成, 上模和下模, 其中上模负责形成产品的外形, 下模则负责形成产品的内部结构。
模具的设计需要考虑到产品的收缩率、浇注口和排气孔的设计，以保证最终产品的质量。
原料准备是第二个重要步骤。
铸造过程中需要使用到金属、砂型材料、脱模剂等多种原料。
金属通常以块状或粉末的形式使用，而砂型材料则是用来制作模具的材料。
原料的选择和准备直接影响到产品的质量和成本，因此需要经过严格的筛选和测试，确保其符合产品的要求。
熔炼与浇注是铸造生产中的核心环节。
在炉中，原料被加热到熔化状态，形成液态金属。
随后，通过专门设计的浇注系统，将熔化金属倒入模具中。
浇注时需要考虑金属温度、浇注速度和浇注方式等因素，以保证金属能够顺利填充模具，并形成所需的产品形状。
凝固与冷却是铸造过程中的关键步骤。
在浇注后，熔融金属逐渐冷却凝固，形成固态的产品。
凝固过程中，金属的物理性质发生变化，晶体逐渐生成并排列有序。
不同金属具有不同的凝固特性和收缩率，因此需要根据具体情况，控制冷却速度和温度梯度，以获得理想的凝固结构和性能。
脱模与清理是最后两个步骤。
脱模是指将凝固的产品从模具中取出的过程。
由于模具和产品的材料和形状不同，常常需要采用机械或化学方法来脱模。
脱模后，产品会产生一些缺陷和砂型残留物，需要进行清理和修整，以达到产品的要求。
铸造生产的工艺流程综合考虑了多个因素，包括产品的要求、模具的设计、原料的选择和加工、工艺参数的控制等。
每个步骤都有其独特的技术要求和操作方法。
通过科学合理地组织和控制整个流程，可以保证最终产品的质量和性能，提高生产效率和经济效益。
2铸造
2)．铸件的变形和防止 铸件变形的一般规律：厚的部位呈内凹，簿的部 分呈外凸。为防止铸件变形，除合理设计零件结 构外，在工艺上可采用反变形法。
沿高度方向如 何变形
3)．铸件的裂纹与防止 当铸件的内部应力超过金属抗拉强度时， 铸件便产生裂纹。
• 热裂纹是在固相线附近形成的裂纹。其 形状特征是，裂纹短、缝隙宽形状曲折， 缝内表面呈氧化颜色， • 防止热裂纹的方法：正确设计零件结构 外应合理地选用型砂和芯砂的粘结剂， 以改善其退让性。严格限制钢和铸铁中 硫的含量。
• 2、侵入气孔 • 是由于铸型表面层聚集的气体侵入液态 合金而形成的气孔。 • 侵入气孔的特征是多位于铸件局部表面 附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形。 • 防止方法：降低型砂、芯砂的发气量和 提高铸型的排气能力。
3、反应气孔 • 液态合金与铸型、冷铁、芯撑或熔渣之 间，因化学反应产生气体而形成的气孔， 称为反应气孔。 • 反应气孔多分布在铸件表层下1-2毫米处， 呈皮下气孔。
§1-2 铸件的凝固 铸型中的合金从液态转变为固态的过程， 称为铸件的凝固，或称一次结晶。 • 铸件的凝固 • 在铸件凝固过程中，一般存在着固相区、 凝固区和液相区三个区域，其中凝固区 是液相与固相共存的区域，凝固区的大 小对铸件质量影响较大，按照凝固区宽 窄，分为逐层凝固、中间凝固和体积凝 固三种凝固方式，如图2-4所示。
• 3．体积凝固 当合金的结晶温度范围很 宽，或因铸件截面温度梯度很小，铸件 凝固时，其液固共存凝固区很宽，甚至 贯穿整个铸件截面，如图2-4(c)所示。 • 影响铸件凝固方式主要因素是合金的 结晶温度范围（取决于合金化学成分） 和铸件的温度梯度。合金的结晶温度范 围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层 凝固。当合金成分一定时，凝固方式取 决于铸件截面上的温度梯度，温度梯度 越大，对应的凝固区域越窄，越趋向于 逐层凝固。
机械制造基础(金属工艺学) 第二章 铸造
第2章 铸造
01 铸造工艺基础 02 合金铸件的生产工艺 03 砂型铸造 04 特种铸造 05 铸件结构设计
第2章 铸造
铸造工艺特点 1）适合制造形状复杂的毛坯
第2章 铸造
铸造工艺特点 2）毛坯大小不受限制
第2章 铸造
铸造工艺特点 3）材料不受限制（能熔化的金属） 4）生产成本低（原材料来源广泛） 5）应用广泛（历史最久的金属成型方法，40%~80%）
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 1）铸件的重要加工面应朝下或位于侧面
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 2）铸件宽大平面应朝下
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—浇注位置 3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部
2.3 砂型铸造
2.3.2 浇注位置和分型面的选择—分型面 分型面：铸型组元之间的结合面或分界面。 分型面影响： 1）铸件质量； 2）生产工序的难易； 3）切削加工的工作量。
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁 由于石墨成球状，它对基体的缩减和割裂作用减至最低限度，球墨
铸铁具有比灰铸铁高的多的力学性能，塑韧性大大提高。
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 2）球墨铸铁
球墨铸铁的牌号、 性能及用途 QTXXX-X
2.2 合金铸件的生产工艺
2.2.1 铸铁件生产 3）可锻铸铁 将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火，使白口铸铁中的渗碳体
04 特种铸造 05 铸件结构设计
2.3 砂型铸造
铸造工艺
砂型铸造
特种铸造
手工造型 机器造型 金属型铸造 熔模铸造
压力铸造 低压铸造
陶瓷型铸造 离心铸造
2.3 砂型铸造
铸造生产的工艺流程
铸造生产的工艺流程铸造是一种重要的制造工艺，通过将熔化的金属或其他材料注入到模具中，使其冷却凝固成型。
铸造工艺广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
下面将介绍铸造生产的工艺流程。
1. 设计模具铸造的第一步是设计模具。
模具的设计需要考虑产品的形状、尺寸和表面光洁度要求。
通常情况下，模具会根据产品的设计图纸进行制作。
模具的材料通常是金属，如铝合金、钢铁等，以保证模具的耐用性和稳定性。
2. 准备原材料在进行铸造之前，需要准备好原材料。
原材料通常是金属或合金，如铝、铜、铁等。
这些原材料需要经过严格的质量检验，以确保其符合生产要求。
同时，还需要根据产品的要求进行合金配比，以获得所需的材料性能。
3. 熔炼金属一旦原材料准备就绪，就需要将金属熔化。
这通常是通过高温熔炉来完成的。
熔炼过程需要严格控制温度和熔炼时间，以确保金属的纯度和均匀性。
在熔炼过程中，还需要添加合金元素，以调整金属的化学成分。
4. 浇铸一旦金属熔化完成，就可以进行浇铸。
在浇铸过程中，熔化的金属被注入到预先设计好的模具中。
浇铸需要注意浇注速度和压力，以确保金属充分填充模具，并避免气孔和缺陷的产生。
同时，还需要控制浇注温度，以避免金属在模具中过早凝固。
5. 冷却凝固一旦金属注入模具中，就需要进行冷却凝固。
在这个过程中，金属会逐渐从液态转变为固态，并最终成型。
冷却时间通常取决于金属的种类和厚度，需要根据实际情况进行调整。
6. 脱模当金属完全凝固后，就可以进行脱模。
脱模是将成型的金属制品从模具中取出的过程。
这个过程需要小心操作，以避免损坏产品表面。
通常情况下，还需要进行后续的去毛刺、打磨等表面处理工艺。
7. 检验和修整最后一步是对铸造产品进行检验和修整。
检验需要对产品的尺寸、形状、表面质量等进行严格检查，以确保产品符合设计要求。
如果发现缺陷或不合格的地方，还需要进行修整或重新铸造。
总结铸造生产的工艺流程包括模具设计、原材料准备、熔炼金属、浇铸、冷却凝固、脱模、检验和修整等多个环节。
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型砂和芯砂应具备的功能有：
强度 透气性 容让性(退让性) 溃散性
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
手工砂型铸造
手工砂型铸造是铸造生产中常用的 造型方法。不同的造型方法具有不 同的工艺特点及应用范围。
整模造型 活块造型 分模造型 刮板造型 挖砂造型 三箱造型 假箱造型 地坑造型
2011年1月12日星期三
模型是一整体，分型面是平面， 铸型型腔全部在半个铸型内。造 型简单，不会产生错箱缺陷。
应用范围
适用于最大截面靠近毛坯端部且 为平面的铸件。
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
分模造型
工艺特点
模型沿截面最大处分为 两半，分别在上下砂型 中，分型面是平面。如 果采用整模造型，模型 会取不出来。操作简便， 分型面整齐。
应用范围
适用于单件小批生产尺 寸较大的大中型铸件或 砂箱不足的生产条件。
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
紧砂方法
紧砂方法有震实式、压实式、 震压式、抛砂紧实、射砂紧 实等多种方式。如图所示为 震实式紧砂，包括震实和辅 助压实两个阶段。紧砂效果 好，生产效率较低，多用于 中小铸件的生产。
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
起模方法
起模机构有顶箱起模、 漏箱起模和翻转起模等 方式，其动力一般都是 压缩空气。
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
容让性（退让性）
所谓容让性是 指在铸件凝固 冷却时，铸型 及型芯体积缩 小的能力。
美丽的夏日校园
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
应用范围
适用于最大截面在中部 的铸件。
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
挖砂造型
工艺特点
模型是一整体，分型面 处于模型最大截面处且 是曲面。为了起出模型， 须手工挖去阻碍起模的 型砂。生产效率低下。
应用范围
适用于单件小批生产， 最大截面不在端部而又 采用整摸造型的铸件。
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
2-1 铸造生产概论
三箱造型
工艺特点
有两个分型面，铸型由 上中下三箱构成，中箱 高度须与两分型面的高 度一致。模型必须分模 且只能用于手工造型。 操作成本较高。
应用范围
适用于单件小批生产两 端截面大、中部截面小 的铸件。
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
地坑造型
工艺特点
利用地面砂床作为铸型 下箱，仅制备上箱即可 造型，减少砂箱成本。 但技术要求较高。
2011年1月12日星期三
课间休息
铸造生产的特点和工作流程
所谓铸造，即为将熔融了的金属和合金 浇注到预先制备好的铸型中，金属或合 金在铸型型腔中经过冷却和凝固，从而 得到所需尺寸、形状和机械性能的毛坯 或半成品、成品的过程，即所谓的流态 成形。
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
铸造生产的特点
可获得任意尺寸、任意形状和重量的零件 某些材料必须铸造，例如铸铁件。 铸造可降低金属消耗，减少机加工工时 铸造生产成本低廉，生产方式灵活
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
铸造生产环节
在砂型铸造中铸造生产的环节包括：
配砂 熔化 造型 造芯
合箱
浇注
出砂ห้องสมุดไป่ตู้
清理
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
型砂的组成及性能要求
型砂和芯砂组成大致相同：
原砂 ( SiO2 ) 粘结剂：使型砂具有一定的强度 水 添加物：提高型砂容让性，防止铸件粘砂
2-1 铸造生产概论
机器砂型铸造
机器砂型铸造通过专 用机械设备、砂箱及 模板来进行大批大量 铸件的工业化生产。 其生产流程主要通过 紧砂和起模的机械化 操作来实现。机器砂 型铸造可以降低劳动 强度，改善工作条件。
紧砂方法
起模方法
2011年1月12日星期三
2-1 铸造生产概论
整模造型
工艺特点
造型方法\ 整模造型 .JPG
应用范围
适用于单件小批生产带 有妨碍起模的凸台肋条 的铸件。
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
刮板造型
工艺特点
用刮板代替木模造型， 降低模型成本。对技术 要求高，生产效率低。
应用范围
适用于单件小批生产尺 寸较大的等截面或回转 体大中型铸件。如带轮、 飞轮、齿轮坯等。
2011年1月12日星期三
假箱造型
工艺特点
造型前先做一假箱，再 在假箱上制下箱。假箱 不参加浇注。操作简便， 分型面整齐。
应用范围
适用于批量生产需要挖 砂的铸件。
2011年1月12日星期三 2-1 铸造生产概论
活块造型
工艺特点
铸件上有妨碍起模的凸 台肋条，制模时将其制 成活块，起模时先取模 型主体，再从侧面取出 活块。对技术要求高， 生产效率低下。