第六章 铸造——造型方法(02)
现代铸造中几种造型方法介绍及应用
现代铸造中几种造型方法介绍及应用信息类型：技术交流信息加入时间：2005年11月29日10:16双击自动滚屏现在铸造工厂所采用的造型方法，过去十年间没有大的变化而造型技术有了大的进步。
对湿砂造型、精密砂型、消失模铸造分别叙述如下。
◆湿砂造型法。
Mount公司认为：适用于大部分金属材质、大批量生产的造型法中，粘土湿砂造型是最经济的造型法。
铸造工厂装备有最新技术的控制装置，就应逐步做到，用湿型砂控制技术可以反复得到最佳的性能。
这些控制装置包括，筛分分离金属、回用砂的冷却、回用砂混练时准确释量添加剂等等。
Vulcan 公司认为，现在的粘土湿砂造型机具有优良的性能，能以二年前从未达到过的速度，制造要求严格、允许差别很小时湿砂型。
再加上准确控制效率高的供砂装置，使粘土湿砂型在铁基合金和非铁合金的造型中保持最重要的地位。
Macler Assoc认为，在湿砂造型中，垂直分型与水平分型两种加以比较，对于大批量生产中、小型，灰铁件或球铁件的铸造工厂，重直分型造型都占优势，因其设备费用比较便宜、可以高速造型、所需人员少、紧实度的偏差小等优点。
但采用垂直分型工艺，在浇口方案与昌口与形态上，以及在用复杂的芯子、过滤片、冷铁、套管、舂入芯等方面都受到限制。
此外，用流动性好的合金铸造时，由于金属静压比较高，容易引起金属渗透粘砂。
在制造有色合金铸件方面，已设计了适合这类合金铸件的大批量生产各种特性垂直分型造型法，现正在推广。
但是，具有要求的机械特性的铸件，在用这种造型法达到相当高度的大批量生产之前，作为大批量铝合金铸件的生产方式，金属型铸造法依然占有优势。
Macler Assoc认为，水平分型湿砂型铸造法，对于中、小批量铸造工厂，还是有利的造型法之一，无论是上型、下型方式，或双面模板方式，对复杂铸件的生产都有适应性。
可在一个循环期内更换模样，短时间运行、长时间运行都可以有效的进行生产。
但手工操作需要机械化，为了保证生产表面优良、尺寸精度高的铸件，还需对整套设备进行改造。
各种典型铸造技术的原理和方法
各种典型铸造技术的原理和方法根据铸型特点分类，有一次型铸造(砂型铸造、熔模铸造、石膏型铸造、实型铸造等)、半永久型铸造(陶瓷型铸造、石墨型铸造等)、永久型铸造(金属型铸造、压力铸造、挤压铸造、离心铸造等)；根据浇注时金属液的驱动力及压力状态分类，有重力作用下的铸造和外力作用下的铸造。
金属液在重力驱动下完成浇注称自由浇注或常压浇注。
金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造等。
本章介绍的铸造技术有：属于重力充型的有砂型铸造、金属型铸造和熔模铸造；属于外力充型的有压力铸造、离心铸造和挤压铸造；属于反重力铸造的有低压铸造和差压铸造/真空吸铸等。
铸造业中砂型铸造约占80％。
型砂中粘土砂、水玻璃砂和树脂砂等又占了90％的份额。
三种型砂间的比例视各国具体情况而异，平均来看，大致为5：3：2。
以型砂铸造与其它铸造方法相比，其缺点是：劳动条件较差，铸件外观质量欠佳；铸型只能使用一次，生产率低。
优点是：不受零件形状、大小、复杂程度及合金种类的限制；造型材料来源广，生产准备周期短，成本低。
因此，砂型铸造是铸造生产中应用最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80%~90%。
本章的重点在砂型铸造。
而铸造用砂型的种类及制造是重中之重。
第1节砂型铸造一、铸造用砂型的种类及制造（一）概述1．砂型铸造的特征及工艺流程配制型砂—造型—合型—浇注—冷却—落砂—清理—检查—热处理—检验—获得铸件特征：使用型砂构成铸型并进行浇注的方法，通常指在重力作用下的砂型铸造过程。
名词：型砂——将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物；铸型——形成铸件外观轮廓的用型砂制成的空腔称为铸型；砂芯——形成铸件内腔的用芯砂制成的实体(用于制做砂芯的型砂称为芯砂)；造型——制造砂型的工艺过程；制芯——制造砂芯的工艺过程。
造型(芯)方法按机械化程度可分为手工造型(芯)和机器造型(芯)两大类。
选择合适的造型(芯)方法和正确的造型(芯)工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。
铸造PPT课件
于上部或侧面； ● 应尽量减少型芯的数量，型芯便于安放、固
定和排气。
7.3.2 铸型分型面的选择
是指分开铸型便于取模的结合面。 1、便于起模，使造型工艺简化 ● 分型面应选在铸件的最大截面处； ● 尽量减少分型面； ● 分型面应尽量平直； ● 应尽量减少型芯和活块的数量。 2、尽量使铸件重要加工面或大部分加工面、加工基准面放
整体模造型 是指模样可以整体从砂型中起出来。
适用：形状简单、最大截面在零件一端。 特点：起模方便，不会错型。
分开模造型 当零件外形轮廓上的最大截面不是在零件的
端面，而是居于中间时，为了便利起模，必须将 模型沿铸件中间的最大截面分开做成两半，并以 此模型分开的面做该件造型时砂型的分型面。
挖砂造型 当零件的外形轮廓为曲面或阶梯面，又不允
一、造型——用型砂和模样制造铸型的过程
1、手工造型 是指全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型
具有较大的灵活性和适应性，主要用于单件和小批量生产， 可用于形状复杂的铸件，在中、小型车间中应用较广。
按砂箱特征分类：两箱、三箱、地坑等。 按模样的特征分类：整体模造型、挖砂造型、分开模造 型、假箱造型、活块造型、刮板造型。
造下型——造中型——造上型。
2、机器造型 机器造型就是在造型过程中，用机器操作代
替手工操作，包括填砂、舂实、起模或开芯盒， 它可以提高铸件的精度和表面质量，改善劳动条 件，提高生产率，降低成本，机器造型（芯）已实——起模 一般只能实现两箱造型。
许沿其最大截面将模型做成分开模，只允许采用 整体模结构时，则这类零件就须用挖砂造型。
活块造型 当零件外形上有局部妨碍起模的凸台、耳子或肋条
第六章 铸造——造型方法(02)
53
特种铸造
.2 金属型铸造 1.金属型铸造的工艺 过程
1—型芯；2—上型；3—下型；4—动型；5—定型；6—摸底板 金属型结构
54
2 金属型铸造
特种铸造
1）
2）
金属型的预热 金属型的
涂料喷刷
3） 金属型的
浇注
4） 铸件的出型 和抽芯时间
55
2 金属型铸造
特种铸造
由于铸件冷却速度快，晶粒细，故
3.油砂和合脂砂
油砂是以桐油、亚麻仁油等植物油为粘结剂 配制成的型砂。合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油 稀释而成的合脂作粘结剂。
油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯
4.树脂砂
树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。
又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。
用树脂砂造型或制芯，铸件质量好、生产率高、 节省能源和工时费用、工人劳动强度低、易于实现 机械和自动化、适宜成批大量生产。
二、 型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和
裂纹等缺陷 ，型砂应具备下列性能。 1.型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 2.透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。 若透气性不好，易在铸件内部形成气孔等缺
陷。
3.型砂耐火性 型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。耐 火性差，铸件易产生粘砂。 4.退让性 退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。 退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。 还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等.
❖ 按照紧砂和起模（芯）的方法，砂型（芯）
制造可分为手工造型（芯）和机器造型（芯） 2大类。常用手工基本造型的方法很多，主要 包括整模造型 、分模造型 、挖砂造型 、假 箱造型、活块造型 、刮板造型、三箱造型 、
砂型铸造造型方法PPT课件
造型方法的选择
第5页/共29页
造型方法的选择
三箱造型：三箱造型的铸型由上、中、下三型构成。中型高度需与铸件两个分型面的间距 相适应。三箱造型操作费工。主要适用于具有两个分型面的单件、小批生产的铸件。
第6页/共29页
第13页/共29页
造型方法的选择
活块造型：活块造型是在制模时将铸件上的妨碍起模的小凸台，肋条等这些部分作成活动 的（即活块）。起模时，先起出主体模样，然后再从侧面取出活块。其造型费时，工人 技术水平要求高。主要用于单件、小批生产带有突出部分、难以起模的铸件。
第14页/共29页
造型方法的选择
刮板造型：刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低模样成本，节约木材，缩短生 产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、中型铸件的 单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等。
造型方法的选择
第20页/共29页
造型方法的选择
第21页/共29页
造型方法的选择
微震紧实：
微震紧实是在 加压坚实型砂的同时， 砂箱和模板作高频率、 小振幅震动。此方法 生产率较高、紧实度 均匀、噪声小。广泛 用于成批生产中、小 型铸件。
第22页/共29页
造型方法的选择
抛砂紧实：
抛砂紧实是 利用离心力抛出型砂， 使型砂在惯性力下完 成填砂和坚实。该方 法生产率高，能量消 耗少、噪声低、型砂 坚实度均匀、适用性 广。主要适用于单件、 小批、成批、大量生 产中、大型铸件或大 型芯。
地坑造型仅用或不用上箱 即可造型，因而减少了造 砂箱的费用和时间，但造 型费工、生产率低，要求 工人技术水平高。适用于 砂箱不足，或生产要求不 高的中、大型铸件，如砂 箱、压铁、炉栅、芯骨等。
铸造基础知识(二)
铸造基础知识铸造的定义——铸造是将通过熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零件的制作过程，是制造业常用的制造方法之一。
铸造是一种古老的制造方法，在我国可以追溯到6000年前。
随着工业技术的发展，铸大型铸件的质量直接影响着产品的质量，因此，铸造在机械制造业中占有重要的地位。
铸造工艺种类：铸造工艺可分为重力铸造、压力铸造、砂型铸造、压铸、熔模铸造和消失模铸造。
铸造方法常用的是砂型铸造，其次是特种铸造方法，如：金属型铸造、熔模铸造、石膏型铸造等。
各种特种铸造方法均有其突出的特点和一定的局限性，对铸件结构也各有各自的特殊要求。
重力铸造重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。
压力铸造压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）的作用下注入铸型的工艺。
广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。
这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。
砂型铸造砂型铸造是一种以砂作为主要造型材料，制作铸型的传统铸造工艺。
砂型一般采用重力铸造，有特殊要求时也可采用低压铸造、离心铸造等工艺。
砂型铸造的适应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可采用。
砂型铸造用的模具，以前多用木材制作，通称木模。
木模缺点是易变形、易损坏；除单件生产的砂型铸件外，可以使用尺寸精度较高，并且使用寿命较长的铝合金模具或树脂模具。
虽然价格有所提高，但仍比金属型铸造用的模具便宜得多，在小批量及大件生产中，价格优势尤为突出。
此外，砂型比金属型耐火度更高，因而如铜合金和黑色金属等熔点较高的材料也多采用这种工艺。
但是，砂型铸造也有一些不足之处：因为每个砂质铸型只能浇注一次，获得铸件后铸型即损坏，必须重新造型，所以砂型铸造的生产效率较低；又因为砂的整体性质软而多孔，所以砂型铸造的铸件尺寸精度较低，表面也较粗糙。
(完整版)第二节常用的铸造方法
第二节常用的铸造方法(五)离心铸造离心铸造是将金属液浇入绕水平、倾斜或立轴旋转的铸型，在离心力的作用下凝固的铸造方法。
铸件的轴线与旋转铸型的轴线重合。
铸型可用金属型、砂型、陶瓷型、熔模壳型等。
1．离心铸造机离心铸造机是离心铸造所用的设备，按其旋转轴空间位置的不同分为立式、卧式二种。
立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转（图2-2-41a）,由于金属液的重力作用,铸件的内表面呈抛物线形,故铸件不易过高,它主要用于铸造高度小于直径的环类、套类及成形铸件。
卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转（图2-2-41b），铸件的壁厚较均匀，主要用长度大于直径的管类、套类铸件。
图2-2-41 离心铸造示意图图 2-2-9 离心铸造2．离心铸造的特点和应用与其它铸造方法相比，离心铸造的优点是：（1）优点1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。
2）铸造圆形中空铸件时，不用型芯和浇注系统，简化了工艺过程，降低了金属消耗。
3）提高了金属液的充型能力，改善了充型条件，可用于浇注流动性较差的合金及薄壁铸件。
4）可生产双金属铸件，如钢套内镶铜轴承等，其结合面牢固、耐磨，又可节约贵重金属材料。
5）离心铸造适应性较广，铸造合金的种类几乎不受限制。
既合适于铸造中空件，又可以铸造成形铸件。
中空铸件的内径通常为8～3000mm；铸件长度可达8000mm；质量可由几克至十几吨。
但离心铸造不宜生产易偏析的合金（如铅青铜等），铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。
（2）应用离心铸造主要用于生产各种管、套、环类铸件，如铸铁管、铜套、滑动轴承、缸套、双金属钢背铜套等铸件，也可用于生产齿轮、叶轮、涡轮等成形铸件。
（六）熔模铸造熔模铸造是指在易熔（如蜡料）制成的模样上包覆若干层耐火涂料，待其干燥硬化后熔出模样而制成型壳，型壳经高温培烧后即可浇注的铸造方法。
熔模铸造是精密铸造方法之一。
1．熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程如动画2-2-7所示。
铸造厂造型操作方法
铸造厂造型操作方法
铸造厂是指进行铸造加工的工厂，铸造操作是将熔化的金属倒入铸模中，经过冷却凝固后得到所需的铸件。
造型操作方法包括以下几个步骤：
1. 准备模具：根据所需铸件的形状和尺寸，制作模具。
常见的模具材料有砂型、金属型、陶瓷型等。
2. 模具涂料处理：对于砂型模具，需要在模具内表面涂覆涂料，以增加耐热性和抗粘性。
涂料常使用的有石蜡、石棉、酒精等。
3. 模具准备：将模具按照设计要求进行组装和调整，确保其形状、尺寸和表面质量符合要求。
4. 熔化金属：将需要铸造的金属加热到熔化状态，通常使用电炉、煤气炉或其他热源进行加热。
5. 铸造操作：将熔化的金属倒入模具中，填充整个模腔，待金属冷却凝固后，即可得到所需的铸件。
6. 冷却和处理：待铸件冷却至室温后，可将其取出模具。
根据需要，还可以进行去毛刺、研磨、喷漆、镀层等后续处理。
需要注意的是，造型操作的具体步骤和方法会根据不同的铸件材料、形状和工艺要求而有所不同。
铸造厂通常会根据具体情况制定相应的操作流程和工艺方案，以确保铸件的质量和生产效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
活块用销式燕尾与模样的主体连接，在起模 时须先取出模样主体，然后取出活块。
成形工艺基础－铸3
24
成形工艺基础－铸3
25
6)刮板造型
用与铸件截面相适应的刮板代替实体模样 造型的方法。
刮板造型，可以降低模样成本，缩短生产 准备时间，但要求操作技能高，铸件尺寸精度低， 生产率低，故只适用于中小批生产尺寸较大的回 转体铸件，如皮带轮、齿轮等。
热加工工艺基础
——铸 锻 焊
成形工艺基础－铸3
1
第六章 铸造工艺基础
成形工艺基础－铸3
2
第三节 铸造方法
根据铸型的种类不同，铸造方法分为砂型铸造和特种铸 造2大类。砂型铸造是目前最常用、最基本的铸造方法。
砂型铸造的基本工艺过程，如图6-15所示。主要工序包 括制造模样和芯盒、备制型砂和芯砂、造型、造芯、合 型、浇注、落砂清理和检验等。其中造型（芯）是砂型 铸造最基本的工序，造型方法的选择是否合理，对铸件 质量和成本有着重要的影响。按紧实型砂和起模方法不 同，造型方法可分为手工造型和机器造型2种。
裂纹等缺陷 ，型砂应具备下列性能。 1.型砂强度 指型砂试样抵抗外力破坏的能力。 2.透气性 表示紧实砂样孔隙度的指标。 若透气性不好，易在铸件内部形成气孔等缺
陷。
成形工艺基础－铸3
13
3.型砂耐火性 型砂耐火性指型砂承受高温作用的能力。耐 火性差，铸件易产生粘砂。 4.退让性 退让性指型砂不阻碍铸件收缩的高温性能。 退让性不好，铸件易产生内应力或开裂。 还有:紧实度、成形性、起模性及溃散性等.
对于分型面为阶梯面或曲面的铸件，当生产数量较 多时，可用成形底板代替平面底板，并将模样放置在成 形底板上造型，可省去挖砂操作。
成形底板可根据生产数量的不同，分别用金属、
木材制作；如果件数不多，可用粘土较多的型砂春紧制
成砂质成形底板，称为假箱。
成形工艺基础－铸3
22
成形工艺基础－铸3
23
5)活块造型
水玻璃砂是以水玻璃（硅酸 钠Na2O·mSiO2的水溶液）为粘 结剂配制成的化学硬化砂。
它是除粘土砂外用得最广泛 的一种型砂。
水玻璃砂铸型或芯无需烘干、 硬化速度快、生产周期短、易于 机械化、劳动条件改善。
成形工艺基础－铸3
10
3.油砂和合脂砂
油砂是以桐油、亚麻仁油等植物油为粘结剂 配制成的型砂。合脂砂以合成脂肪酸残渣经煤油 稀释而成的合脂作粘结剂。
成形工艺基础－铸3
6
铸造工艺图是指导模样设计、生产准备、铸型铸造和铸 件检验的基本工艺文件。且由它绘制模样图和合箱图。
成形工艺基础－铸3
7
造型方法的选择
造型用砂 又称：型(芯)砂 一、 型(芯)砂组成 型砂及芯砂是制造铸型和型芯的造型材料,它 主要由原砂、粘结剂、附加物和水混制而成。
成形工艺基础－铸3
8
型(芯)砂按粘结剂的种类可分为：
1.粘土砂
粘土砂是以粘土为粘结剂配制成 的型砂。
由原砂(应用最广的是硅砂,主 成 分SiO2 ) 、粘土、水及附加物按一定比 例配制而成。
粘土砂是迄今为止铸造生产中应用最广泛的
型砂。可用于制造铸铁件、铸钢件及非铁合金的
铸型和不重要的型芯。
成形工艺基础－铸3
9
2.水玻璃砂
成形工艺基础－铸3
30
8)三箱造型
❖ 铸件两端截面尺寸比中间部分大，采用两箱造型 无法起模时铸型可由三箱组成，关键是选配高度 合适的中箱。造型麻烦，容易错箱单件小批量生 产具有二个分型面的铸件
成形工艺基础－铸3
3
成形工艺基础－铸3
4
❖ 按照紧砂和起模（芯）的方法，砂型（芯）
制造可分为手工造型（芯）和机器造型（芯） 2大类。常用手工基本造型的方法很多，主要 包括整模造型 、分模造型 、挖砂造型 、假 箱造型、活块造型 、刮板造型、三箱造型 、
地坑造型等，常用手工基本造型方法的特点 和应用范围见表6-4。
成形工艺基础－铸3
14
三、手工造型 1.砂箱及造型工具 如图所示。
砂箱
刮砂板 底板
砂舂
通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
成形工艺基础－铸3
15
2.常见手工造型方法 1)整模造型
特点是：模样是整体的，铸型的型腔一般 只在下箱。
整模造型因操作简便，无砂箱错位现象，适 用于外形轮廓上有一个平面可作分型面的简单铸 件，如齿轮坯、轴承、皮带、轮罩等。
成形工艺基础－铸3
16
成形工艺基础－铸3
17
2)分模造型 特点是：铸件的最大截面不在端部而在中部， 因而木模沿最大截面分成两半。
操作简便，适用于形状较复杂的铸件，特别 广泛用于有孔或带有型芯的铸件，如套筒、水管、 阀体、箱体、曲轴、立柱等。
后图为分模造型过程。
成形工艺基础－铸3
18
成形工艺基础－铸3
成形工艺基础－铸3
5
掌握砂型铸造是合理选用铸造方法，正确设 计铸件的基础和关键，金工课的核心内容。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
铸造工艺图—在零件图上用各种工艺符号及 参数表示出铸造工艺方案的图形。
其中有：浇注位置、铸型分型面、芯（非
“蕊”也）子的数量、形状、尺寸及固定方法、
加工余量、浇注系统、起模斜度、冒口和冷铁的
尺寸和布置等。
油砂或合脂砂制造结构复杂、要求高的型芯
成形工艺基础－铸3
11
4.树脂砂
树脂砂是以树脂为粘结剂配制成的型砂。
又分为热硬树脂砂、壳型树脂砂、覆模砂等。
用树脂砂造型或制芯，铸件质量好、生产率高、 节省能源和工时费用、工人劳动强度低、易于实现 机械和自动化、适宜成批大量生产。
成形工艺基础－铸3
12
二、 型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和
19
3)挖砂造型
当铸件最大截面在中部，模样又不便分成两 半(如分模后模样太薄或分面是曲面)时，只能将 模样做成整模，造型时挖掉防碍起模的砂子。
挖砂造型操作麻烦，生产率低，要求操作 技术水平高，仅适用于单件小批量生产。
成形工艺基础－铸3
20
成形工艺基础－铸3
21
4) 假箱造型
利用特制的假箱或型板进行造型，自然形成曲面 分型。可免去挖砂操作，造型方便
成形工艺基础－铸3
26
成形工艺基础－铸3
27
7) 地坑造型
❖ 地坑造型在地面以下的砂坑中造型，一般只用上 箱，可减少砂箱投资。但造型劳动量大，要求工 人技术较高生产批量不大的大、中型铸件，可节 省下箱
成形工艺基础－铸3
28
成形工艺基础－铸3
29
1.单件、小批生产 属大尺寸、回转体，可采用刮板－地坑造型。 2.成批生产 当批量 大，但又无机械化生产条件时，可 采用模样两箱造型。