铸造成型技术

二 铸造的特点
2.1.优点P27 • 毛坯形状（外形至内腔）复杂程度高； • 适应性广（铸件材质、大小、批量）； • 材料来源广，成本低（原材料，废料；
形状、尺寸与零件相近，节省材料和加 工费用）。
二 铸造的特点
2.2.缺点P27 • 铸件的力学性能较差（组织粗大，不
均匀）； • 质量不容易控制，废品多； • 铸造生产劳动强度大，生产环境差。
• 退让性：铸件凝固后冷却收缩时，型 芯砂是否容易被压缩的性能。
• 可塑性：型砂在外力的作用下成形， 去除外力后能完整的保持所赋予形状 的能力。
五砂 型
他们的关系： 强度 透气性 退让性 可
塑性 耐火性（与原砂中的二氧化硅 的含量有关）
五砂 型
5.2.浇注系统的组成P39
典型的浇注系统一般由外浇口、直浇 道、横浇道和内浇道四部分组成。形状简 单的小型铸件可以省去横浇道。
铸 件
4.2.砂型的组成和作用
名称
作
用
砂 箱 造型时填充型砂的容器，分上、中、下等砂箱。
分型面 各铸型组元间的结合面，每一对铸型间都有一个分型面。
型 腔 用摸样在砂型中形成的，以获得铸件的外形。
型 芯 为获得铸件的内孔或局部外形，用芯砂制成安放在型腔内 部的组元。
浇注系统 在铸型中用来引导金属液流入型腔的通道。
五砂 型
• 外浇口 容纳注入的金属液并缓解液态金属对砂型
的冲击。小型铸件通常为漏斗状，较大型铸件 为盆状。 • 直浇道
连接外浇口与横浇道的垂直通道，通常带 有一定的锥度（上大下小），改变直浇道的高 度可以改变金属液的流动速度从而改变液态金 属的充型能力。
五砂 型
• 横浇道 将直浇道的金属液引入内浇道的水平通道，
四 砂型铸造生产
• 造型P31：用造型混合料及模样等工艺装备 制造铸型的过程。分为手工造型和机器 造型两大类。
• 模样P29：用木材、金属或其它材料制成的， 用来形成铸型型腔的工艺装备。
• 型腔P28：铸型中造型材料所包围的空腔部 分，但不包括模样上芯头形成的相应空 间。
四 砂型铸造生产
芯盒P29：制造砂芯或其他种类耐火材料芯 所用的装备。其内腔与型芯的形状和 尺寸相同。
古代砂型法铸币工艺流程
按顺时针方向来观察，下一步应是 砂框造型，处在场地右端，周围是一个个 木框和散落的母钱，工匠正在把一枚枚母 钱安放到砂框上；下一站是金属熔炼，它 处于下端，可见到鼓风和熔炼设备，旁边 工匠正在认真地操作；继续向前，可见一 工匠用钳子提着熔罐，另一位工匠用钳子 托罐底相助，其背后是一组组捆绑好的砂 框，这应是浇注工段；其顶部，可见散落 在地面上一枚枚的铸币和一枝枝钱树，这 是拆框清砂的结果。
三 铸造的分类 P27
3.1.按材质分 • 黑色金属铸造：铸钢、铸铁。 • 有色金属铸造：铸铜、铸铝及其合金等。
三 铸造的分类
3.2.按生产工艺方法分 • 砂型铸造：用型砂紧实成型的铸造方
法。 • 特种铸造P43：砂型铸造之外的其他铸造
方法， 如：熔模铸造－、压力铸造等。
三 铸造的分类
3.3.按成品分 • 普通铸造：铸件为零件毛坯，需经进
六 造型方法
常用的机器造型方法有气动微震压 实造型、射压式造型、抛砂式造型等。 适用于中、小型铸件的大批量生产。
七 铸造成型技术发展趋势 P46
随着科学技术的进步和经济的发展，对 铸造提出了优质.低耗.高效.少污染的要求。 铸造技术正向以下几方面发展。
七 铸造成型技术发展趋势
7.1.机械化.自动化技术的发展。 随着汽车工业等大批大量制造的
四 砂型铸造生产
4.4.模样、型腔、铸件和零件的关系（以三通
模样为例）
形状（凹 凸）
尺寸（大 小）
模样
凸
1
型腔
凹
≈1
铸件
凸
零件
凸
＜1 ＜＜1
五砂 型
5.1.型（芯）砂的组成和性能P29
型芯砂通常是由原砂（即新砂）、粘结剂 （常用的有普通粘土和彭润土）、水及附加 物（如煤粉、木屑等）等按一定的比例配制 而成。
要求，各种新的造型法（如高压造型. 射压造型.气充造型等）和造造成型技术发展趋势
7.2.特种铸造工艺的发展。 随着现代工业对铸件的要求的增
加，以及少无切削加工的发展，特种 铸造工艺向大型铸件方向发展。复合 铸造技术和一些全新的工艺方法逐步 进入应用。
七 铸造成型技术发展趋势
源．门窗等。
回顾整理
• 铸造的定义 • 铸造的特点（优点和缺点） • 铸造的分类 • 模样 .型腔.铸件和零件的关系 • 型芯砂的组成及性能，它们之间的关系 • 浇注系统的组成及其作用 • 浇注系统的类型 • 造型方法的分类及常用的手工造型方法
复习思考题
１．铸造生产有哪些优缺点？ ２．试述型砂的组成与性能？ ３．零件．铸件．模样和型腔四者之间有何联系与
• 型芯：为获得铸件的内孔或局部外形， 用芯砂制成的，安放在型腔内部的铸 型组元，又称芯子或芯。
四 砂型铸造生产
• 合箱：将铸型的各组元合成一个完整 的铸型的过程，又称合型、组型。
• 铸型：用型砂、金属或其他耐火材料 制成的，包括形成铸件形状的型腔、 型芯和浇冒口系统的组合整体，砂型 铸造中的铸型也叫砂型。
4.1.砂型铸造的生产工艺流程图
一步加工才能形成机械零件。 • 精密铸造: 铸件为成品或半成品，不需
加工或少切削加工即可使用，如：熔 模铸造，陶瓷型铸造－等。
四 砂型铸造生产
4.1.手工P28砂型铸造的生产工艺流程图
零件图
铸造工艺图
配制型砂 制作砂型
配制芯砂 制作型芯
铸型
熔炼金属
浇注
模样图 芯盒图 铸型装配图
落砂、清理
检验
废次合 品品格
为保证砂型在造型、合箱和浇注时经受 住外力高温金属液的烘烤、冲刷和气体压力 等作用，要求型砂具有一定的性能，如：强 度、透气性、耐火性、退让性和可塑性等。
五砂 型
• 强度：指型芯砂在制造.搬运及浇注时， 不至于破坏的能力。
• 透气性：紧实后的型芯砂透过气体的 能力。
• 耐火性：型芯砂在高温液体金属作用 下，不软化、不熔融的性能。
一般开在砂型的分型面上，其截面一般为梯形。 横浇道的主要作用是阻挡熔渣流入型腔，并分 配液态金属流入内浇道。
• 内浇道 与型腔直接相连，是浇注系统中引导金属
液进入型腔的通道。其截面多为扁梯形、矩形、 三角形等。它能调节金属液流入型腔的方向和 速度，调节铸件各部分的冷却速度。
五砂 型
浇注系统作用小结 • 将金属液体平稳的导入型腔，以获得轮廓清
出气孔 在铸型或型芯上，用针扎出的出气孔，用以排气。
• 冒口：是供补缩铸件用的铸型空腔，有些 冒口还起观察、排气和集渣的作用。
• 冷铁：是为加快铸件局部冷却，在铸型、 型芯中安放的金属物。
四 砂型铸造生产
4.3.名词解释：
• 铸造工艺图P38：是铸造过程中最基本和最 重要的工艺文件之一，它是制造模样、 工艺装备、造型造芯、合型浇铸、落砂 清理及技术检验等的工艺指导性文件。 同时，它也是绘制铸件图和铸型装配图、 编制铸造工艺卡片的依据。铸造工艺图 是利用红蓝两色铅笔，将各种简明的工 艺符号，标注在产品零件图上而成的。
区别？ ４．常用的铸造方法有哪些？ ５．浇注系统的组成有哪些？各有何作用？ ６．经检验后有缺陷的铸件是否都要报废？为什么
古代砂型法铸币工艺流程
古代砂型法铸币工艺流程
砂型法铸币，在《天工开物》冶铸篇 “钱”条中有所论述，并附有铸钱图，根 据铸钱图所示，就可大致了解砂型法铸币 的工艺流程：观察上图，从平面布置来看， 似一铸造钱币的工场，规模不大，但铸造 工艺流程齐全，其场地上中间较空，可作 为共用，流水作业呈环状分布。工艺流程 从场地的右上角开始，该处配制型砂，可 见一堆堆砂土，工匠正在进行操作；
司母戊鼎
四乳草叶纹镜 连弧纹带蟠螭纹镜
阀
门
车床床身
普通车床
98 式 主 战 坦 克
一 铸造
铸造是制作铸型、熔炼金属，将熔炼的液 体金属浇注到铸型中，凝固后获得一定形状 与性能铸件的成形方法。P27
采用铸造方法获得的金属制品称为铸件。 在机械制造中，大部分机械零件是用金属材 料制成的，铸造方法成为制造毛坯或零件的 重要方法，其加工范围广泛，生产批量不受 限制，成本低廉，节省资源，是少无切削加 工的重要发展方向,具有其它方法所不具有的 优点和特点.
木型模样
金属型模样
三通模样
三通铸件、芯盒、模样
明成祖朱棣下令铸造的永乐大钟，重约46.5吨，钟 高6.75米，直径3.3米，经文字数22.7万字，钟声 持续时间2分钟，传播距离20千米。
具有五绝：
一绝：铸造年代最久； 二绝：铸成经种最多； 三绝：钟声传播最远； 四绝：力学结构最佳； 五绝：铸造工艺最高。
古代砂型法铸币工艺流程
该书上还有一张磋钱图，见图所示， 它反映了铸币后期表面加工状况，见到 工匠们正埋头锉钱，台子上还散放着已 串好铸币根根木棒。
古代砂型法铸币工艺流程
砂型法铸币的生产流程
分模造型是将模样沿最大截面处分成两半，型腔位于上、下两 个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面在中部的铸件。
晰完整的铸件； • 隔渣，阻止金属液中的杂质和熔渣进入型腔； • 控制金属液流入型腔的速度和方向； • 调节铸件的凝固顺序；
五砂 型
5.3.浇注系统的类型 P40
根据铸件形状、大小、合金种类和造 型方法的不同，可选用不同的浇口位置。
按金属液注入方式的不同，浇注系统 类型分为顶注式、低注式、阶梯式、中间 注入式等。
六 造型方法
按照操作方法分为两大类：手工造 型和机器造型。
• 手工造型P31 指全部用手工或手动工具完成的造