砂型铸造及铸造工艺设计
一、铸造生产的特点及其应用
结合教材，说出铸造的生产特点有哪些？主要应用在哪些地方？
生产特点： 1.可生产复杂形状的毛坯或者零件。（因为金属液体的流动性） 2.比较灵活。（铸件大小、重量及生产批量不受限制） 3.成本低，节省资源，材料利用率高。（铸型可批量制造，溶液状态下的金属） 4.质量不够稳定，废品率高。（工序多，投料多，控制不好出现）
应用：机床、汽车、拖拉机、动力机械等制造业中， 25%～80%的毛坯制造。
二、铸造生产一般工艺流程
浇将
金
从
入熔
属
铸
铸铸
凝
型
型型
固
中
铸金
冷
取
属
却
出
合格
清
理
去
除 浇
检
冒 口
验
及
毛
刺
不合格
砂型铸造简易流程图
三、铸型的构造及作用
三、铸型的构造及作用
铸型一般由上型、下型、型芯、浇注系统等几部分组成。
型芯的作用及形成
常见的型芯 水平型芯 垂直型芯 悬臂型芯 悬吊型芯 引申型芯 外型芯
型芯是砂型中的重要组成部分，在制造中空铸件或有妨碍 起模的凸台铸件时，往往要使用型芯。
四、砂型的制造
造型 方法
材料 性能
材料 分类
造型 方法
材料 性能
材料 分类
1.黏土砂：黏土砂是由砂、黏土、水和附加 物（煤粉、木屑等）按比例混合制成。 2.水玻璃： 3.油砂、合脂砂和树脂砂 4.树脂砂
砂型铸造及铸造工艺规程设计
授课班级：19级机电班 授课老师：廖复边
新课引入（问题引入）
回忆上一节课的看的视频，说出铸 造的基本过程是什么？
1.准备铸型（一定形状的模型） 2.浇铸烧好的金属液体 3.冷却成型，获得一定形状和大小的铸件。
学目标
1.知道铸造的生产特点及其应用。 2.知道铸造的一般工艺流程，并能画出流程图。 3.能懂得铸型构造各部分的名称及作用。 4.了解常用铸型——砂型，材料的组成及其分类。
铸型各部分结构的作用
砂箱 铸型 分型面 浇铸系统 型腔 型芯 出气孔 冒口 冷铁
造型时，用于盛放和填充型砂的开口容器。 浇注时，容纳液态金属，冷却后形成铸件。 上、下铸型的分界面。 金属液经浇铸系统流入型腔。 容纳金属液的空腔（由造型材料所形成）。） 在铸型中安放，可阻挡部分金属以形成铸件内腔或某种特定外形。 用针在铸型或型芯上扎出的用于排气的小孔。 供补缩铸件用熔融金属的空腔，有时还起排气集渣作用。 为加快铸件局部冷却，在铸型、型芯中安放的金属物。
铸造工艺总汇-砂型铸造工艺设计
图1 流涂装置示意图1一泄流阀, 2一涂料罐, 3一电动机, 4一搅拌杆, 5一滤网, 6一回收槽7一砂型, 8一流涂杆头, 9一控制开关, 10一软管, 11一泵5）静电喷涂法采用粉末涂料，借高压直流电形成强大静电场使粉末涂料微粒在喷枪头部的电晕放电区带电，在电场力和风力作用下向异极性砂芯（型）表面迅速集积成涂层，然后加热使涂料中粘结剂软化重熔建立涂层强度。
此法适用于尺寸较狭小的凹坑或狭缝不易徐敷上涂料的场合。
3.6 工艺分析与设计(工艺分析与参数查询)3.6.1浇注位置的确定根据对合金凝固理论的研究和生产经验，确定浇注位置时应考虑以下原则：1．铸件的重要部分应尽量置于下部。
2．重要加工面应朝下或呈直立状态。
3. 使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷。
对于大的平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液面的上升速度，防止夹砂结疤类缺陷（见图1、2）。
倾斜浇注时，依砂箱大小，H值一般控制在200～400mm范围内。
图1具有大平面的铸件正确的浇注位置图2 大平板类铸件的倾斜浇注4．应保证铸件能充满。
对具有薄壁部分的铸件，应把薄壁部分放在下半部或置于内浇道以下，以免出现浇不到、冷却等缺陷。
图3为曲轴箱的浇注位置。
5．应有利于铸件的补缩。
6. 避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验。
7. 应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致这样可避免变合箱后或于浇注后再次翻转铸型。
此外，应注意浇注位置、冷却位置与生产批量密切相关。
图 3 曲轴箱的浇注位置a)不正确b）正确3.6.2 分型面的选择分型面是指两半铸型相互接触的表面。
除了地面软床造型、明浇的小件和实型铸造法以外，都要选择分型面。
分型面一般在确定浇注位置后再选择。
但分析各种分型面方案的优劣之后，可能需重新调整浇注位置。
生产中，浇注位置和分型面有时是同时确定的。
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。
应仔细地分析、对比，慎重选择。
铸造工艺设计砂型和砂芯的制造
粘土颗粒与砂粒之间的粘结则被解释为：
砂粒因自然破碎及其在混辗过程中产生新的破碎 面而带微弱负电，也能使极性水分子在其周围规 则的定向排列。
粘土颗粒—砂粒之间的公共水化膜，通过其中水 化阳离子“桥”作用，使粘土砂获得湿态强度。
2.“表面联结”机理说
直接吸附在膨润土颗粒表面的极性水分子彼此联 结成六角网格结构，增加水分，逐渐发展成接二 连三的水分子层。粘土颗粒就是靠这种网络水分 子彼此接连，从而产生了湿态粘结力—这种极性 水分子有规则排列网络的联结可称为“表面联 结”。
2-2-1 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理
• 一、钠水玻璃及其质量要求
• 水玻璃—各种聚硅酸盐水溶液的通称。
• 种类：钠水玻璃
•
钾水玻璃
•
季铵盐水玻璃的水溶液
• 钠水玻璃的化学式—Na2O﹒mSiO2﹒nH2O
• 特性：强碱性，PH=11～13
• 直接影响它的化学和物理性质的重要参数：
• 模数，密度，含固量，粘度。
３、原砂的颗粒形状 用光学显微镜或扫描电子显微镜观察原砂的颗粒 形状分类：
圆形砂—Ｏ 多角形砂—□ 尖角形砂—△
粒形对型砂性能的影响
①形状越圆—型砂就越易紧实，透气性也就越低； 对于使用树脂等化学粘结剂的型砂和芯砂而言， 粒形对强度的影响尤为显著；粘结剂加入量相同 的条件下，用圆粒砂的试样紧实程度高，而且砂 粒实际比表面小，比尖角砂强度高很多。 ②砂粒表面粗糙度—若有侵蚀沟痕，裂缝和孔洞 存在，粘剂消耗量增大。
受热后，产生大量挥发分，在高温下进行气相分 解，在砂粒表面沉积“光泽碳”—防止铸铁件表 面机械粘砂，提高铸件表面光洁度。
煤粉等附加物的光泽碳含量的测定—可用特殊装 置测出，但湿型砂的光泽碳形成能力较低，很难 直接测量。
铸造工艺流程中的砂型设计要点
铸造工艺流程中的砂型设计要点铸造是一种将熔融金属注入特定的砂型中并冷却固化的制造工艺，被广泛应用于各种行业。
在铸造过程中，砂型的设计起着至关重要的作用，它直接影响到铸件的质量和成型效果。
因此，正确的砂型设计是确保铸造工艺成功的关键因素。
本文将讨论铸造工艺流程中的砂型设计要点。
一、材料选择在进行砂型设计之前，首先需要选择合适的砂型材料。
常用的砂型材料包括石英砂、宝石砂和石膏砂等。
不同的铸件形状和要求需要选择不同的砂型材料。
例如，对于大型和复杂的铸件，石英砂是一个理想的选择，因为它具有高热稳定性和耐腐蚀性。
而对于小型和简单的铸件，石膏砂则更适合，因为它成本低廉且易于加工。
二、砂型结构设计砂型结构的设计应该考虑到铸件的形状和尺寸，并结合铸造工艺的要求。
常见的砂型结构包括单孔型、多孔型和复合型等。
单孔型适用于形状简单、尺寸小的铸件，而多孔型适用于形状复杂、尺寸较大的铸件。
复合型砂型由多个部分组合而成，可以解决一些特殊形状的铸件。
三、浇注系统设计浇注系统是指将熔融金属引导到砂型中的管道和孔道系统。
浇注系统的设计应该考虑到金属的流动性和填充性能。
一般而言，浇注系统包括浇注口、浇注道和顶冲道等。
浇注口应位于铸件上部，并且足够大，以确保金属能够流畅地进入砂型，而浇注道和顶冲道则起到引导和均匀分布金属的作用。
四、砂芯设计砂芯是在砂型中设置的用于形成内腔的砂制件。
在一些需要孔腔或空腔的铸件中，砂芯起到关键作用。
砂芯的设计应考虑到铸件的内部结构，并保证其稳定性和耐高温性。
同时，还需要正确设置砂芯的定位和支撑方式，以保证其在铸件填充过程中不发生移位或变形。
五、壁厚设计和收缩考虑在砂型设计过程中，需要合理考虑铸件的壁厚和热收缩。
壁厚过薄容易导致铸件变形和开裂，而壁厚过厚则可能导致凝固时间过长和铸件质量不佳。
同时，热收缩也会对铸件的尺寸和形状稳定性产生影响。
因此，在砂型设计中需要根据具体材料和工艺要求，合理预留壁厚和收缩量，以保证最终成型的铸件满足要求。
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常见的铸造工艺，它通过制作砂型并在其中注入熔化金属，使金属在砂型中凝固成型。
砂型铸造具有成本低、生产周期短、适用于各种金属材料等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
砂型铸造的工艺设计主要包括以下几个方面：模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等。
首先是模型制作。
模型是铸造过程中的主要参照物，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
模型可以采用实物模型、木模、塑料模等材料制作。
在模型制作过程中，需要考虑到模型的缩短率，即模型尺寸与最终铸件尺寸之间的比例关系。
其次是砂型制备。
砂型是砂型铸造的核心部分，它承担着承载和固定熔化金属的功能。
砂型制备的关键在于砂型材料的选择和配比。
常用的砂型材料有硅砂、水玻璃、氯化钠等。
在制备砂型的过程中，需要考虑到砂型的强度、耐火性以及砂型表面的光洁度等因素。
浇注系统设计是保证铸件质量的重要环节。
浇注系统包括浇注口、浇注道和浇注杯等部分。
浇注系统的设计应考虑到金属液体的流动和凝固过程，以确保金属能够充分填充砂型，并且避免气体和杂质的混入。
砂型充填与密实是决定铸件质量的关键步骤。
在砂型充填过程中，需要确保熔化金属能够均匀地填充砂型，并且避免产生气孔和缩孔等缺陷。
砂型密实的方法包括振动、压实等。
振动可以提高砂型的密实度，压实则可以增加砂型的抗压强度。
凝固与固化是铸造过程中不可或缺的环节。
在凝固过程中，金属由液态逐渐转变为固态，并在这个过程中释放出大量的热量。
凝固过程的控制将直接影响到铸件的组织结构和性能。
固化过程的目的是使砂型的结构稳定，以便后续的剥离和修整。
最后是砂型剥离与修整。
在铸件凝固后，需要将砂型从铸件上剥离，并对铸件进行修整和清理。
砂型剥离的方法包括机械剥离、化学剥离等。
修整的目的是去除铸件上的毛刺、气孔等缺陷，使铸件达到设计要求的形状和尺寸。
总之，砂型铸造工艺设计的关键在于模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等方面的考虑。
砂型铸造工艺流程
砂型铸造工艺流程一、砂型铸造简介砂型铸造是一种常用的铸造方法，通过使用砂模来制造金属铸件。
砂型铸造工艺流程包括模具制备、砂型制备、浇铸、冷却、脱模和后处理等步骤。
本文将详细介绍砂型铸造的工艺流程及每个步骤的具体操作。
二、模具制备在砂型铸造中，模具是制作砂型的重要工具。
首先需要准备好铸造所需的模子。
模子可以使用木模、金属模或者其他材料制作而成。
模具制备的具体步骤如下：1.设计模具结构–根据所需铸件的结构和尺寸，设计模具的内外形状和结构。
–考虑到铸件的收缩率和热胀冷缩等因素，在设计模具时需要留出相应的缩孔和浇口。
2.制作模具–根据设计图纸，选择合适的模具材料进行制作。
–使用机械加工或者手工加工的方式，按照设计图纸的要求制作模具的内外形状。
3.组装模具–将制作好的模具组装在一起，确保模具内外表面的高度一致，以保证最终铸件的尺寸精度。
–使用螺栓或者其他连接方式将模具牢固地固定在一起。
三、砂型制备砂型是铸造的关键步骤之一，其质量直接影响到最终铸件的质量。
砂型制备的具体步骤如下：1.选择砂料–根据铸件的性质和金属的种类，选择适合的砂料。
–砂料应具有良好的塑性和耐高温的特性，以便能够更好地填充模具。
2.调配砂料–将砂料和适量的粘结剂混合，用水使其充分搅拌均匀。
–确保砂料的湿度适中，既能够起到黏合作用，又不会因过度湿润而影响成型效果。
3.成型砂型–将调配好的砂料倒入模具中，使用工具进行压实，确保砂料填充整个模具空间。
–模具中的芯子应根据需要放置在合适的位置，以形成中空的铸件结构。
4.敲击模具–使用锤子等工具敲击模具的四周和底部，以去除空气泡并提高砂型的密实度。
–确保模具表面平整光滑，以便于浇铸过程中金属的流动。
5.脱模–等待砂型充分硬化后，将模具分离并轻轻敲击，使铸件和砂型分离。
–检查铸件和砂型的质量，并进行必要的修整和清理。
四、浇铸浇铸是将熔融金属倒入砂型中的过程。
在浇铸之前，需要进行一系列准备工作：1.预热砂型–在浇铸之前，将砂型预热以提高砂型的温度稳定性。
第四章砂型铸造工艺设计
第四章砂型铸造工艺设计1.引言砂型铸造是一种常见的金属成型工艺，广泛应用于各种金属件的生产。
本章将介绍砂型铸造工艺的设计过程，包括模具设计、砂型制备、铸造工艺参数的确定等。
2.模具设计模具设计是砂型铸造工艺的基础，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在模具设计中，需要考虑以下几个方面的因素：2.1铸件结构首先需要根据铸件的结构确定模具的形状和尺寸。
一般情况下，模具应该尽量符合铸件的外形，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
2.2浇注系统浇注系统是指从熔融金属到铸件腔室的流动路径。
浇注系统应该保证金属液能够均匀地填充整个铸件腔室，并避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，浇注系统包括浇口、浇杯、导流槽等。
2.3排气系统排气系统是指从砂型中排出空气和燃烧产物的通道。
排气系统应该保证空气能够顺利地从砂型中排出，避免产生气孔和夹杂物。
一般情况下，排气系统包括排气槽、排气孔等。
2.4垫块和芯垫块和芯是为了形成复杂形状的内部空间而使用的辅助构件。
垫块和芯应该和模具保持一定的间隙，并考虑到铸件的收缩率和加工余量。
3.砂型制备砂型制备是砂型铸造工艺的核心环节，直接影响到铸件的表面质量和尺寸精度。
在砂型制备中，需要注意以下几个方面的问题：3.1砂料的选择砂料的选择应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
一般情况下，砂料应该具有一定的粘结力和抗压强度，并且易于流动和散落。
3.2砂型的填充砂型的填充应该保证砂料能够均匀地填充整个模具腔室，并且能够与铸件的表面接触紧密。
填充过程中需要注意控制填充速度和压实度，避免产生气孔和夹杂物。
3.3砂型的硬化砂型的硬化是指将填充好的砂料固化成为坚硬的砂型。
硬化过程中需要注意控制硬化时间和硬化温度，避免产生裂纹和变形。
4.铸造工艺参数的确定铸造工艺参数的确定是砂型铸造工艺的重要环节，直接影响到铸件的质量和生产效率。
在确定铸造工艺参数时，需要考虑以下几个方面的因素：4.1浇注温度浇注温度应该根据铸件的材质和尺寸来确定。
砂型铸造工艺及工装设计
砂型铸造工艺及工装设计一、工艺流程设计砂型铸造的工艺流程设计是整个工艺的基础，包括以下步骤：设计铸造模具：根据产品需求和工艺要求，设计铸造模具的结构和尺寸。
制作砂型：根据模具和产品需求，制作符合要求的砂型。
浇注：将熔融的金属液体注入砂型，填充模具的型腔。
冷却：让金属液体冷却凝固，形成铸件。
脱模：将凝固的铸件从砂型中脱出，完成整个铸造过程。
二、铸造模具设计铸造模具的设计是整个工艺的核心，直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：模具材料选择：根据产品需求和工艺要求，选择合适的模具材料。
模具结构确定：根据产品形状和尺寸，设计模具的结构和形状。
模具尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定模具的尺寸精度。
浇口设计：浇口是金属液体注入模具的通道，设计时需考虑浇口的尺寸、位置和形式。
排气口设计：排气口是排除模具内的空气和挥发物的通道，设计时需考虑排气口的位置和大小。
三、砂型制作工艺设计砂型制作是整个工艺的重要环节，其质量直接影响产品的质量和工艺的效率。
设计时需考虑以下几点：砂型材料选择：选择符合要求的砂型材料，如黄沙、石英砂等。
砂型紧实度控制：控制砂型的紧实度，以保证砂型的强度和稳定性。
砂型透气性控制：控制砂型的透气性，以保证浇注过程中金属液体能够顺利填充模具的型腔。
砂型表面处理：对砂型的表面进行处理，以提高产品的表面质量。
四、浇注系统设计浇注系统是金属液体注入模具的通道，其设计直接影响到金属液体的流动和填充效果。
设计时需考虑以下几点：浇注系统结构形式：根据产品要求和工艺条件，选择合适的浇注系统结构形式。
浇注系统尺寸精度：根据产品要求和工艺条件，确定浇注系统的尺寸精度。
浇注速度控制：控制浇注速度，以保证金属液体能够平稳、充足地填充模具的型腔。
浇口位置选择：根据产品形状和模具结构，选择合适的浇口位置。
溢流槽设计：溢流槽是收集多余金属液体的结构，设计时需考虑溢流槽的位置和大小。
过滤网设置：过滤网是过滤金属液体中的杂质和气泡的结构，设计时需考虑过滤网的形式和材料。
砂型铸造工艺与工装设计
详细描述
针对大型船用柴油机缸盖的工装设计，采用了高强度和刚性的材料，确保了工装的稳定性和精度。同 时，加强筋和支撑结构的设计提高了工装的耐久性和使用寿命，减少了维修和更换的频率。
实例四：复杂阀体的工装设计
总结词
结构紧凑、定位准确、操作简便
VS
详细描述
复杂阀体的工装设计采用了紧凑的结构布 局，减少了占地面积和制造成本。准确定 位和夹紧系统保证了阀体的加工精度和一 致性，提高了产品质量。同时，人性化的 操作界面和便捷的调整方式使得操作过程 简单易懂，降低了操作难度和培训成本。
砂型铸造工艺的应用范围
机械制造
砂型铸造广泛应用于机械制造领域，如汽车、船舶、 航空航天等。
农业机械
在农业机械领域，砂型铸造工艺用于生产各种农机具 和零部件。
五金工具
五金工具制造中，砂型铸造工艺用于生产各种刀具、 量具等。
砂型铸造工艺的历史与发展
历史
砂型铸造工艺起源于古代中国，随着技术的发展和进步，逐渐传播到世界各地 。
发展
现代砂型铸造工艺不断改进和创新，采用新型材料和工艺技术，提高了铸件质 量和生产效率。
02
CATALOGUE
砂型铸造工装设计基础
砂型铸造工装设计的原则
功能性原则
工装设计应满足铸造生产的功 能需求，确保能够实现预定的
铸造工艺过程。
标准化原则
工装设计应遵循标准化原则， 尽量采用标准化的零部件和材 料，以提高互换性和降低成本 。
实例二：汽车发动机缸体的工装设计
总结词
模块化、柔性、高精度
详细描述
汽车发动机缸体的工装设计采用了模块化结构，便于后期维护和升级。同时，柔性化的设计使得工装能够适应不 同型号的缸体生产，提高了设备的利用率。高精度的定位和测量系统确保了缸体的加工精度和产品质量。
第二节砂型铸造及工艺方案选择
6. 活块造型 特点：将模样上阻碍起模的局部，做成可活动的活快， 便于起模。造型和制作模样都很麻烦，生产率低。 应用范围：单件小批生产带有突起局部的铸件。 7. 刮板造型1、2 用刮板代替实体模样造型，可降低模样本钱，节约木材， 缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。
四〕铸铁的熔炼及浇注
1、铸铁的熔炼设备有冲天炉和感应炉等。其原料有金属料、燃料 和熔剂。
2、浇注系统：引导金属液进入铸型型的通道。它包括浇口杯、 直浇道、横浇道和内浇道四个局部组成。
1、落砂：
五〕落砂、清理和检验
将浇注成形后的铸件从型砂和砂箱中别离出来的工序，它分为出 箱和清砂两个过程。有手工落砂和机械落砂两种方法。
上
上
下
下
a)不利于补缩
b)有利于补缩
收缩大的铸钢件浇注位置选择
三〕 铸型分型面的选择原那么 分型面---指砂箱间的接触外表，指两半铸型相互接 触的外表。 分型面选择的合理可以简化造型操作,提高劳动生产 率和降低本钱。 应尽量使铸件的重要加工面或大局部加工面和加工 基准面位于同一砂型中。
尽量采用平直分型面,以简化操作及模型制造。为 便于起模,故分型面应选择在铸件最大截面处(手工造 型时,局部阻碍起模的凸起可做活块)。
尽量避开易拉裂部位;不影响自由收缩. 尽量放在需加工部位,便于清理.
(2)冒口大小,依合金收缩性质及具体铸件凝固条件查手册.
2) 冷铁应用: (1) 分类:
外冷铁:只和铸件外外表接触而起激冷作用,与型砂一 起清出,可重复使用. 内冷铁:浇注后冷铁被金属液包围与铸件熔合在一起. 有气密性要求的局部不能用.
简述砂型铸造的工艺过程
简述砂型铸造的工艺过程
砂型铸造是一种常见的金属铸造工艺，下面是砂型铸造的一般工艺过程：
1. 模具设计：根据零件图纸和要求，设计制作模具，包括模具座、模具箱和砂芯。
2. 模型制作：根据零件图纸，制作零件的砂型。
一般情况下，砂型可以通过两种方式制作，即翻砂法和直板法。
3. 砂芯制作：如果零件内部有空腔或中空结构，需要制作砂芯并嵌入到砂型中。
砂芯通常采用粘结剂，在模具中制作成所需形状。
4. 砂型组装：将制作好的砂型和砂芯进行组装，形成完整的模具。
5. 熔炼金属：根据零件要求，选择合适的金属材料，加热熔化。
6. 倒铸：将熔化的金属倒入准备好的模具中，使金属充分填充整个空腔。
7. 冷却：待金属冷却凝固后，将模具打开，取出铸件。
8. 后处理：对铸件进行修整、去除余砂、修磨、抛光等处理，使其达到要求的尺寸、表面质量和形状。
9. 检验：对铸件进行外观检验、尺寸检验和性能检验，确保铸件的质量满足要求。
10. 产品竣工：经过检验合格的铸件，可进行表面处理、组装或安装，最终成为制品。