模具制造方法

减少活块和型芯。 2.全部大部同一箱，
保证精度利加工。 3.主要部分于下箱，
便于操作与检验。
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§3工艺参数的选择
一、机械加工余量和最小铸孔 1.机械加工余量 铸件上预留的切削余量
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2.最小铸孔 灰铁件，单件生产30～50mm时不铸出。但 不要求加工的孔、槽，无论大小均应铸出。 二、起模斜度 注意：起模斜度与结构斜度的区分！
4
2.水玻璃砂
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。
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。
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一、浇注位置选择原则
1.重要的加工面应朝下，
避免砂眼气孔和夹渣。
2.平板圆盘大面应朝下，
减少辐射防开裂夹渣。
3.薄壁大面朝下或垂直，
防止产生浇不足冷隔。
4.厚大部分在上或侧面；
考虑安放冒口利补缩。
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二、铸型分型面的选择原则
浇注位置选择原则：保证质量； 分型面选择原则是：简化工艺求经济。 1.尽量平直数量少,
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第3章 砂型铸造
1
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。
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
震击压实都采用气动,为高频率低振幅的微 振形式,铸型硬度均匀.
为减轻振动，设有缓冲机构，缓冲机构有气 垫式和弹簧式两种。
所有机器都带有起模结构，起模比较平稳。 这种造型机的特点是：机构简单、操作方便、投 资较小，适用于各种材质小件的造型。
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气动微振压实造型机,它采用振击(频率 150～500次/分,振幅25～80mm)－压实-微振(频 率700～1000次/分,振幅5～10mm)来紧实造型。 这种造型机噪音较小,型砂紧实度均匀,生产率高.
下面请同学们，根据前面的讨论，试分析下 面的图例，应该用何种方法造型。
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1.单件、小批生产
图示件属大尺寸、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。
四、机器造型（造芯）
手工造型中的摏箱、起模两工序不仅效率低， 劳动条件差，而且铸件尺寸不准确等不足。
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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、
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易于实现机械和自动化、适宜成批大量生产。 型砂还包括石墨型砂、水泥砂和流态砂等. 二、 型(芯)砂性能 为防止铸件产生粘砂、夹砂、砂眼、气孔和
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砂箱
刮砂板 底板
砂舂
通气针 起模针
皮老虎
镘刀
镘勺
提勾
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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。
粘土砂结构见示意图。
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起模斜度:为便于取模，在平行于起模方向 的模样(零件加工表面)表面上所增加的斜度。
结构斜度:为便于取模，在 零件不加工表面 表面上所增加的斜度。
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项目 表达者 表达处 承载处
铸造后 作用
起模斜度与结构斜度的异同
起模斜度
结构斜度
工艺师
设计师
铸造工艺图
零件设计图
平行于起模方向的 平行于起模方向的零
尺寸和布置等。
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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。
§1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。
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图示：Φ122处为最小截面，最大截面为Φ170处。 应选用三箱造型，如下图。
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课后练习讨论P67-(2)
分模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造 型各适用哪种场合？
答：分模造型： 形状复杂，有良好对称面 的铸件，分模面是最大截面，适用套筒、管子和 阀体等回转体零件。
而型芯头泛指：支撑芯子的芯子头和铸型的
型芯座。
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§4 综合分析举例
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Ⅲ
一、支座 分析
时不必考虑浇
注位置，只考
虑工艺上的方
便，试讨论有
哪几个方案可
选？
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方案Ⅲ的铸造工艺图
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课堂讨论—看图练习
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分析上图四零件应采用何种 手工造型方法？并确定
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。
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。
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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。
它们的分型面和浇注位置。
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小结：
本章作为铸造生产中的基础知识，又是难点 内容，要求同学们课后认真看书，相互交流讨论， 力求真正掌握。
作业
P67:2、3（c）绳轮：绘制原图，标注分型面， 试述可有几种造型方法(应包含活砂造型)
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课后练习的讨论 P68－（3）
图示绳轮在单件生产条件下可以采用的造型方法
零件加工表面
件不加工表面
经切削而去除 成为零件的结构部分
便于起模
便于起模
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三、收缩率
模样尺寸比铸件放大一个该合金的收缩量。
如：灰铁0.7～1％。铸钢为1.3～2％
四、型芯设计
型芯设计内容很多，如:型芯数量、形状、型 芯头结构、下芯顺序及芯骨与通气等。
其中，型芯头是芯子的重要组成部分，起定 位和支撑型芯、排除芯子内气体的作用。
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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。
后图为水管铸件的分模造型过程。
3)挖砂造型
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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。
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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.
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三、手工造型 1.砂箱及造型工具 如图所示。
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。
2.射压式造型机 射压式造型机有两种机型，一种是垂直分型 无箱造型机，另一种是水平分型脱箱造型机。
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其共同的特点是：不用砂箱，节省工装费用， 占地面积较小。
垂直分型无箱造型是指在造型、下芯、合型 及浇注过程中，铸型的分型面呈垂直状态（垂直 于地面）的无箱射压造型法。
3.其他机器造型
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机器造型能较好的改变上述缺点。
用机器代替手工进行造型(芯),称机器造型(芯).
造型过程包括：填砂、紧实、起模、下芯、 合箱以及铸型、砂箱的运输等工艺环节。
大部分造型机主要是实现型砂的紧实和起模 工序的机械化，至于合箱、铸型和砂箱的运输则 由辅助机械来完成。
不同的紧砂方法和起模方式的组合，组成了 不同的造型机。
挖砂造型：当铸件最大截面不 在端部，模 样又不便分开时，将模样做成整体结构，造型时
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将妨碍起模的型砂挖掉，适用形状复杂的铸件单 件小批生产。
活块造型：铸件侧面有局部凸起，妨碍起 模，可将凸台做成活块。适用侧面有凸台、肋条 的结构。
三箱造型：铸件中间小，两端大。须两个分 型面。
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4.抛砂造型 5.射芯机
(1)基本形式模板两箱 (2)运用环芯顶替三箱
6.机器造型的工艺特点
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§2浇注位置和分型面的选择
浇注位置 指浇注时铸型分型面所处的空间位置。 铸型分型面 指铸型组元间的结合面 分模面 为便于造型和起模，将模样分割成几个部分 的分割面。分模面通常是平面。
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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。
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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。
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4)活块造型
将模样上妨碍起模的部分，如凸台、肋、耳 等，做成活动的，称为活块。
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。
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5)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。
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造型机的种类很多，按紧砂方法不同可分: 震压式造型机； 震实式造型机； 压实式造型机； 射压式造型机； 及气冲式造型机等。 1.震压式造型机 这类造型机主要由震击机构、压实机构、起 模机构和控制系统组成。
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多通过震击和压实紧实型砂，绝大部分都 是边震边压。
压实造型机中有高压造型机和水平分型脱 箱压实造型机两种。
1)高压造型机 近年来正向负压加砂高压
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造型机发展，它的最大特点是：在负压状态下完 成加砂和压实，所以，加砂均匀，并有一定的预 紧实作用再加上压实作用，铸型强度高且均匀。
2)多触头高压造型 机
由许多可单独动作的触头组成，可分为主动 伸缩的主动式触头和浮动式触头。如图示。