工程材料及制造基础第五讲机器造型及砂型铸造工艺性
机械制造工艺基础(电工版)授课教案：砂型的制作
机械制造工艺基础（电工版）授课教案§1—2、砂型的制作一、造型材料和砂型1．造型材料造型材料是制作砂型和砂芯的基本材料。
一般由以下材料配制而成：砂硅砂：经筛洗目数符合要求（粒度为0.075～1mm）的硅砂。
旧砂：使用过的型砂。
黏土颗粒小于2um的黏性粉土。
黏结剂无机黏结剂：水玻璃、澎润土等。
有机黏结剂：干性油（桐油）淀粉、纸浆残液等。
黏结剂的作用：使型砂、芯砂具有一定的强度和可塑性。
附加物烟煤粉、锯末屑等。
烟煤粉的作用：可防止铸件表面粘砂保证铸件表面光洁。
锯木屑的作用：可改善砂型和砂芯的透气性和退让性，保证铸造的工艺性。
将以上材料按一定比例，经搅拌碾压混制而成。
2．型砂和芯砂型砂按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造型要求的混合料称为型砂。
（用于制作砂型的砂料）芯砂按一定比例配合的造型材料，经过混制，符合造芯要求的混合料称为芯砂。
（用于制作芯型的砂料）由于砂型在浇注和凝固过程中要经受熔融金属的冲刷、静压力和高温的作用，型芯则还要承受凝固收缩时的压力，因此要求型砂在物理上应具有以下几方面要求：（1）可塑性好，易于成形。
（有利于型腔清晰）（2）强度高。
（能承受铁水的冲击压力，不致砂型毁坏，避免铸件产生夹砂、结疤、砂眼等缺陷。
）（3）耐火性好（不易软化，熔融烧结；避免铸件表面粘砂，导致清理、切削困难。
）（4）透气性好（能使浇注时产生的气体迅速排出。
）（5）退让性好（能使铸件收缩时产生的内应力得到一定释放，避免铸件产生变形和裂纹。
）在以上的特性中，芯砂比型砂要求更高。
（以芯砂的工作条件解析）定义：用型砂制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒口系统的组合整体称为砂型。
砂型的制作是砂型铸造工艺工程中的主要工序。
（俗称造型工序）砂型的制作材料及工艺装备：造型材料（型砂）：面砂、背砂、用于潮模造型。
配制砂用于干模造型。
砂箱：由生铁铸成，用于支撑砂型。
模样：木制模样、铝制模样、用于造型。
芯盒：木制芯盒、铝制芯盒、用于造芯。
精品课件：砂型铸造工艺详解
砂型铸造工艺（1）手工造型 ——单件单件、、小批量生产 （2）机器造型 ——中、小件大批量生产 （3）机器造芯 ——中、小件大批量生产（4）柔性造型单元 ——各种形状与批量生产铸造由于具有适应性广铸造由于具有适应性广，，经济性好等许多优点许多优点，，通常用来提供切削加工的毛坯通常用来提供切削加工的毛坯，，有时也直接铸造成形有时也直接铸造成形。
在机器中在机器中，，铸件一般占很大比例铸件一般占很大比例，，比如比如，，在汽车中在汽车中，，铸件重量占40-60%；机床中占70-95%。
而铸件中而铸件中，，砂型铸造占90%。
基本术语铸 型型：用型砂用型砂、、金属或其他耐火材料制成金属或其他耐火材料制成；；包括形成铸件形状的空腔铸件形状的空腔、、型芯和浇冒系统的组合整体型芯和浇冒系统的组合整体。
型 腔腔：铸型中造型材料所包围的空腔部分铸型中造型材料所包围的空腔部分。
铸 件件：用铸造方法制成的金属件用铸造方法制成的金属件，，一般作毛坯用一般作毛坯用。
分型面分型面：：铸型组元间的接合面组元间的接合面。
分模面分模面：：模样组元间的接合面组元间的接合面。
模 样样：由木材由木材、、金属或其他材料制成金属或其他材料制成，，用来形用来形成铸型型腔的工艺装备成铸型型腔的工艺装备。
零 件件：铸件经切削加工制成的金属件铸件经切削加工制成的金属件。
砂 芯芯：为获得铸件的内孔或局部外形为获得铸件的内孔或局部外形，，用芯砂或其他材料制成的或其他材料制成的，，安放在型腔内部的铸型组元安放在型腔内部的铸型组元。
芯 盒盒：制造砂芯或其他耐火材料所用的装备制造砂芯或其他耐火材料所用的装备。
基本术语11砂型铸造的生产过程砂型铸造的生产工序主要包括:制模、配砂、 造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理 和检验。
型砂铸模型型熔化 浇注芯盒型芯砂芯冷却 凝固12铸件检验 落砂、清理合箱铸造工艺图 零件图套筒的砂型铸造过程：13砂型铸造的特点可以制造形状复杂的毛坯或零件； 加工余量小，金属利用率高； 适应性强，应用面广，用于制造常用金属及合金的铸铁件； 铸件的成本低； 铸件的晶粒比较粗大，组织疏松，常存在气孔、夹渣等铸造 缺陷，机械性能比锻件差； 铸造生产工序多，铸件质量不够稳定，废品率较高； 铸件表面较粗糙，多用于制造毛坯。
机械制造工艺---砂型铸造--课件
作业布置
浇注系统——铸型中引导液体金属进入型腔的通道 。
（2）冒口
冒口——铸型内存储供
补缩铸件用熔融金属的
空腔。
一般设置在铸件的最高
处和最厚处。
学习目标 知识准备 任务实施
同步页 练习
作业布置
同步工作页二：砂型铸造 阅读教材P7-11，思考以下问题：
1．常见的手工造型方法有哪几种？
2．型（芯）砂应具备哪些主要性能？
造芯——制造型芯的过程。
学习目标 知识准备
6．合型
任务实施
同步页 练习
作业布置
合型——又称合箱，是将铸型的各个组元，如上型、
下型、型芯、浇注系统等组合成一个完整铸型的操作过程。
7．熔炼和浇注
浇注——把熔融金属注入铸型的过程，液体金属
通过浇注系统进入型腔。
学习目标 知识准备
（1）浇注系统
任务实施
同步页 练习
1、机械制造工艺涉及哪四个部分？
2、生产过程与工艺过程有何区别？编写工艺属于 哪类？ 3、砂型铸造的一般工艺过程是怎样的？
4、铸造有何优点？
学习目标 知识准备 任务实施
同步页 练习
作业布置
怎 么 制 造 出 来 的 ？
学习目标 知识准备 任务实施
一、砂型铸造的工艺过程
1．制作模样与芯盒
同步页 练习
3．什么是浇注系统？有何作用？
4．浇注系统有哪几部分组成？各组成部分的主要作用
是什么？
学习目标 知识准备 任务实施 交流评价 作业布置
本次课需要完成以下作业： 习题册----课题二 砂型铸造 其中有填空题、选择题、判断题、问答题。
模样——用来形成铸型型腔的工艺装备。
作业布置
砂 型 铸 造
固区的宽窄。铸件的“凝固方式”就是依据凝固区的宽窄来划分的。
• 逐层凝固
纯金属和共晶成分的合金在凝固 中因为不存在固液两相并存的凝固区 ，所以固体与液体分界面清晰可见， 一直向铸件中心移动。
•
糊状凝固
铸件在结晶过程中，当结晶温度范围 很宽，且铸件截面上的温度梯度较小，则 不存在固相层，固液两相共存的凝固区贯
穿整个区域。
•
中间凝固
大多数合金的凝固是介于逐层凝固和糊 状凝固之间，称为中间凝固。
•
铸件的收缩：
•
定义：收缩是指合金从浇注、凝固到冷却至室温的过程中，其体积或尺
寸缩减的现象。
•
： 。 分类 分为三类，液态收缩、凝固收缩和固态收缩
•
•
影响收缩的因素
•
①化学成分的影响
•
②浇注温度的影响
•
③铸件结构与铸型条件的影响
Hale Waihona Puke 浇注、冷却、落砂等设备组成简单的直线系统，占地省，易实现自动化。主
要用于大批量生产形状较为简单的中、小型铸件。
• 1.2 铸造工艺设计
•
主要影响因素
铸造的主要影响因素主要体现在二个方面：一是影响充型的主要因
素和影响凝固收缩的主要因素。
•
： 金属的流动性
• 浇注温度
• 充型能力：
•
•
在铸件凝固过程中，对铸件质量影响较大的主要是固液两相并存的凝
两大类。
• • •
种。
1.手工造型 手工造型是紧砂、起模用手工进行，其方法很多，主要介绍以下几
•
1）整箱造型
•
模样是整体构造，最大截面在模样一端且为平面，分型面与分模面
多为同一平面。整箱造型过程如图所示。
砂型铸造
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三箱分模造型
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
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三箱造型视频
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
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三箱分模造型改两箱分模造型
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1、整模造型与分模造型
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
模型是一个整体，其特点是造型时模样 全部放在一个砂箱内，分型面为平面。
工艺操作过程： （１）安放模样 （２）填砂舂砂 （３）扎通气孔 （４）撒分型砂 （５）放直浇口棒
（６）划分型线
（７）起模 （８）修型
（９）合型
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量少,劳动强度小,大批量生产。在大批量生产中铸 件的成本能显著降低。
缺点:厂房,设备等要求高,投资大,批量生产才经
济,只适于两箱(中箱无法紧实),不宜用活块。
方法：常用的方法有：震压造型、射压造型等。 安徽工业大学
震 压 造 型 机 的 工 作 原 理 图
震压造型视频
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
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手工制芯视频（采用刮板）
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型芯的作用视频
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工 程 材 料 与 成 形 技 术 基 础
砂型铸造的造型工艺ppt课件
(二)型砂的性能 型砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量差会使
铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂 应具备下列性能：
①透气性 型砂能让气体透过的性能称为透气性。
高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体 必须由铸型内顺利排出去，否则将使铸件产生气孔、浇 不足等缺陷。铸型的透气性受砂的粒度、粘土含量、水 分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂的粒度越细，粘 土及水分含量越高，砂型紧实度越高，透气性则越差。
2
第一节 砂型铸造的造型工艺
铸造可分为砂型铸造和特种铸造。砂型 铸造的应用最为广泛，其基本工序是：模样和 芯盒制作、配制型(芯)砂、造型造芯、合型、 熔炼合金、挠注、落砂清理和检验。
3
铸造生产常规工艺流程
型砂配制
模样制作 芯盒制作
造型 制芯
合金溶炼 合型 浇注 落砂
清理
检验
芯砂配制
4
5
一、砂型铸造工艺
38
(8) 地坑造型
直接在铸造车间的砂地上或砂坑内造型的 方法称为地坑造型。
大型铸件单件生产时，为节省砂箱，降低 铸型高度，便于浇注操作，多采用地坑造型。
下图为地坑造型结构，造型时需考虑浇注 时能顺利将地坑中的气体引出地面，常以焦炭、 炉渣等透气物料垫底，并用铁管引出气体。
39
地坑造型结构
40
地坑造型
12
(四)浇冒口系统
浇注系统 浇注系统是为金属液流入型腔 而开设于铸型中的一系列通道。其作用是：
①平稳、迅速地注入金属液； ②阻止熔渣、砂粒等进入型腔； ③调节铸件各部分温度，补充金属液在冷 却和凝固时的体积收缩。
13
正确地设置浇注系统，对保证铸件质量、 降低金属的消耗量有重要的意义。
《砂型铸造》课件
历史与发展
历史
起源于古代中国，至今已有数千年的 历史。
发展
随着科技的不断进步，砂型铸造工艺 不断改进，提高了铸造质量和效率。
应用领域
01
汽车制造
发动机、底盘、刹车系统等。
02
机械制造
机床、泵、阀等。
03
航空航天
飞机、火箭、卫星等。
04
船舶制造
船体、发动机、配件等。
PART 02
砂型铸造工艺流程
REPORTING
模具设计与制作
模具设计
根据产品需求和铸造工艺要求，进行 模具设计，包括模具结构、尺寸、材 料选择等。
模具制作
根据设计图纸，采用合适的材料和工 艺，制作出符合要求的模具。
砂型制作
准备砂料
选择合适的砂料，进行筛选和干燥。
砂型制作
将砂料填入模具中，经过振动、夯实、排气等工序，制成砂型。
PART 06
砂型铸造案例分析
REPORTING
案例一：某复杂铸件的生产过程
总结词
工艺流程复杂
详细描述
由于该铸件结构复杂，对铸造技术要求较高，需要采用特 殊的铸造工艺和材料，以确保铸件的质量和性能。
详细描述
该案例介绍了某复杂铸件的生产过程，涉及到模具设计、 砂型制备、浇注、冷却和清理等工艺流程，其中每个环节 都需要精细的操作和严格的质量控制。
总结词
环保与可持续发展
总结词
智能化与自动化趋势
详细描述
该案例介绍了智能化与自动化在新型砂型铸造技术中的应 用趋势，通过引入智能化技术和自动化设备，可以提高铸 造生产的效率和稳定性，降低人工成本和操作风险。
THANKS
感谢观看
REPORTING
砂型铸造ppt课件
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二、砂型铸造
地坑造型
地坑造型结构
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二、砂型铸造
地坑造型
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二、砂型铸造
制芯
为获得铸件的内腔或局部外形，用芯砂或其他材 料制成的、安放在型腔内部的铸型组元称型芯。绝大 部分型芯是用芯砂制成的。砂芯的质量主要依靠配制 合格的芯砂及采用正确的造芯工艺来保证。
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18
二、砂型铸造
三箱造型
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二、砂型铸造
铸件图 模样
(a)造下箱
(b)翻箱、造中箱
(c)造上箱 三箱造型
(d)依次取箱 带轮的三.箱造型过程
(e)下芯合型
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二、砂型铸造
三箱造型
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21
二、砂型铸造
(6)刮板造型
尺寸大于500mm的旋转体铸件，如带轮、飞 轮、大齿轮等单件生产时，为节省木材、模样加 工时间及费用，可以采用刮板造型。
(3)活块模造型
模样上可拆卸或能活动的部分叫活块。 当模样上有妨碍起模的侧面伸出部分(如 小凸台)时，常将该部分做成活块。起模时， 先将模样主体取出，再将留在铸型内的活块 单独取出，这种方法称为活块模造型。 用钉子连接的活块模造型时，应注意先将 活块四周的型砂塞紧，然后拔出钉子。
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13
二、砂型铸造
假箱造型
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24
二、砂型铸造
利用预制的成形底板或假箱来代替挖砂造型中所挖去 的型砂，如下图所示。
假箱造型
用假箱和成形底板造型 a) 假箱 b)成形底板 1-假箱 2-下砂型 3-最.大分型面 4-成形底板 25
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灰铸铁收缩率（0.7~1.0）%； 铸钢收缩率（1.5~2.0）%； 有色金属收缩率（1.0~1.5）%。
五.型芯设计及其它技术要求
1. 设计内容包括：型芯数量、形状、 芯头结构、下芯顺序及型芯稳固、 排气和清理等。
2. 芯头(Core Head)： 定位和支撑型芯；排除型芯内气体； 落砂时清理型腔内砂子。
二、特点：(Characteristics )： 1. 制造结构复杂零件或毛坯； 2. 适用性广、成本低； 3. 组织疏松、晶粒粗大、有气孔、缩孔等 4. 机械性能较低； 5. 工序多、质量不易控制且劳动条件差。
造
型
一、手工造型 (Hand Moulding)
种类： 整模、分模、挖砂 、、、
优点： 设备简单 操作灵活 适应性强
第五讲 机器造型及砂型铸造工艺性
一、机器造型 二、铸造工艺 在零件图上表示出以下内容：
1）浇注位置 2）分型面 3）工艺参数——机加工余量、拔模斜度、
铸造圆角和铸造收缩率等； 4）型芯的设计及其他技术要求。
砂型造型(Sand Moulding) 及其工艺性（Technology)
一、铸造：(Foundry) 某成分金属液浇进铸型，凝固后获得铸件。
1）浇注位置；(Position of Pouring) 2）分型面； (Parting face) 3）工艺参数： (Technological Parameters)
机加工余量、拔模斜度、 铸造圆角和铸造收缩率等；
4）型芯的设计及其他技术要求。
二. 浇注位置确定：
1. 重要面置于下型或侧立； 2. 大平面朝下，以免出现气孔和夹砂缺陷； 3. 大面积薄壁置于下型或侧立，以利充型； 4. 厚大部位置于顶面或侧面，以利补缩； 5. 近可能减少砂芯数目，简化造型。
3. 减少砂芯数目；
4. 采用平直分型面
四.工艺参数的确定：
(Technological Parameters)
1. 机加工余量—根据铸件结构、大小、材质 和在铸型中位置及造型方法的不同而定，或查表 或靠经验。
2. 拔模斜度—根据铸件垂直壁高矮、位置以 及造型方法来定。一般为（0.5~4）°，内壁、短 壁取大值。
上
下
方案Ⅱ
上
热
节
（
环
状 ）
下方 案
Ⅰ
下
上
方案Ⅲ
法兰铸件浇注位置及分型面选择
零件重要面置于下型
零件大平面朝下
大面积薄壁置于下型
厚 大 部 位 置 于 顶 面
上 下
齿轮盖铸造工艺方案
三.确定分型面原则：(Parting Face)
1. 重要加工和基准面位于同一个砂箱， 以保尺寸精度；
2. 减少分型面和活块数目，简化造型；
缺点： 质量不稳 生产率 劳动强度大
二. 机器造型
(Machine Moulding)
1. 定义：紧实和起模机械化。 2. 要求：1) 模板造型；
2) 避免三箱和活块。 3. 紧实种类：震实、压实、
震压、射压和抛砂 4. 起模种类：
1) 顶箱 2) 翻箱起模 3) 漏模三种。
铸造工艺
一.铸造工艺图( Technological Diagram) : 在零件图上表示出以下内容：
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
词汇
砂型造型：Sand Moulding 铸造：Foundry 手工造型：Hand Moulding 机器造型：Machine Moulding 铸造工艺图：Technological Diagram 浇注位置：Position of Pouring
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
其它技术要求：如某部位不允许有气孔缺陷。
水平芯头
竖直芯头
定 位 芯 头
Questions
• 1.State out the advantages of mould making by machine
• 2.How to design the Technological Diagram of a castin准面位于同一个砂箱
减少分型面数目
阀 体 的 两 种 结 构 ：
使 分 型 面 为 平 面
减少砂芯数目
容 易 检 查 型 心 位 置
毛刺的多少
拖拉机轮毂铸造工艺
灰铸铁机加工余量表
最小铸出孔大小
拔模斜度标出
拔模斜度标出
拔模斜度表
3. 铸造圆角(Fillet)： 壁与壁连接应圆角过渡，以防缩孔和 裂纹。