金属工艺学造型工艺

金属工艺学 造型工艺 常见的造型方法 用造型混合料及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。造型是 砂型铸造的最基本工序，通常分为手工造型和机器造型两大类。 （一）手工造型 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作 灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低，但其铸件质量差、生产 率低、劳动强度大、技术水平要求高，所以手工造型主要用于单件 小批生产，特别是重型和形状复杂的铸件。 1. 手工造型方法分类 根据砂型的不同特征，手工造型方法可分为：两箱造型、三箱造型、 脱箱造型、地坑造型、组芯造型；根据模样的不同特征，手工造型 方法可分为：整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造 型、刮板造型。各种手工造型方法的示意图如图 1-15所示。 2. 各 种手工造型方法的主要特征及其适用范围 一、造型方法的选择 两箱造型 是造型的最基本方法，铸型由成对的上型和下型构成，操 作简单。适用于各种生产批量和各种大小的铸件。 a) 两箱造型 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。 b) 三箱造型 脱箱造型 主要采用活动砂箱来造型，在铸型合型后，将砂箱 脱出，重新用于造型。 一个砂箱可制出许多铸型。金属浇注 时为防止错型，需用型砂将铸型周围填紧，也可在铸型上套 箱。常用于生产小铸件，因砂箱无箱带，故砂箱一般小于 400mm。 地抗造型是利用车间地面砂床作为铸型的下箱。大 铸件需在砂床下面铺以焦炭，埋上出气管，以便浇注时引气。 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。 c) 地坑造型 组芯造型 是用若干块砂芯组合成铸型，而无需砂箱。它可 提高铸件的精度，但成本高。适用于大批量生产形状复杂的 铸件。 d) 组芯造型 整模造型 的模样是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半 个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于铸件最 大截面在一端，且为平面的铸件。 e) 整模造型 挖砂造型 的模样是整体的，但铸件分型面为曲面。为便于起模， 造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、其造型费工、生产率低，工 人技术水平要求高。用于分型面不是平面的单件、小批生产铸件。 f) 挖砂造型 假箱造型 是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预 先做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎 不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作简单，且分型 面整齐。适用于成批生产中需要挖砂的铸件。 j) 假箱造型 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。 g) 分模造型 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。 h) 活块造型 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。 i) 刮板造型 （二）机器造型 机器造型是指用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型工序。 机器造型铸件尺寸精确、表面质量好、加工余量小，但需要专用 设备，投资较大，适合大批量生产。 1. 机器造型方法分类 常用的机器造型方法有：压实紧实、高压紧实、震击紧实、震压 紧实、微震紧实、抛砂紧实、射压紧实、射砂紧实。 2. 各种机器造型方法的主要特征及其适用范围 压实紧实 方法单纯借助压 力紧实砂型，机器结构简单、 噪声小，生产率高，消耗动 力少，型砂的紧实度沿砂箱 高度方向分布不均匀，上下 紧实度相差很大。主要适用 于成批生产高度小于 200mm薄 而小的铸件。 a) 压实紧实 高压紧实 主要是用较高压实 比压（一般在 0.7MPa-1.5MPa） 压实砂 型。砂型紧实度高，铸 件尺寸精度高，表面粗糙度 Ra 值小，废品率低，生产率高、 噪声低、灰尘小、易于机械化、 自动化、但机器结构复杂、制 造成本高。主要适用于需大量 生产的中、小型铸件，如汽车、 机械车辆、缝纫机等产品较为 单一的制造业 。 b) 高压紧实 震击紧实 主要依靠震击力 坚实砂型。该方法机器结构 简单，制造成本低，但噪声 大、生产率低、要求厂房基 础好。砂型坚实度沿砂箱高 度方向愈往下愈大。主要适 用于需成批生产的中，小型 铸件。 c) 震击紧实 震压紧实 是经过多次震 击后再压实砂型。该方 法生产率高，能量消耗 少，机械磨损少，砂型 坚实度较均匀，但噪声 大。广泛用于成批生产 中、小型铸件。 c) 震 压 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。 e) 微震紧实 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。 f) 抛砂紧实 射压紧实 是使压缩空 气骤然膨胀，将型砂射 人砂箱进行填砂和坚实， 再进行压实。该方法生 产率高，坚实度均匀， 砂型型腔尺寸精确、表 面光滑、工人劳动强度 低、易于自动化、但造 型机调整维修复杂。主 要适用于大批、大量生 产的形状简单的中、小 型铸件。 g) 射压紧实 射砂紧实 是 用压缩空气将型（芯）砂 高速射入砂箱或芯盒而进行紧实。因 其将填砂、紧实两个工序同时完成， 故生产率高，但用于造型，其坚实度 不高、需进行辅助压实。广泛用于制 芯、并开始用于造型。