機(jī)器造型——緊砂、起模主要工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化
大批量生產(chǎn),，機(jī)械化,，流水線生產(chǎn)
（1）緊砂方式
壓實(shí)式、 震實(shí)式,、震壓式,、拋砂式、射壓式
（圖3-5）震壓式（中小型鑄件）
（圖3-6）拋砂式（重大件）
（2）起模方式
頂箱式——四根頂桿頂住砂箱四角,，徐徐上升（圖3-7）
漏模式——有筋條或較深凹,、凸形狀，起模困難砂型（圖7-8）
翻轉(zhuǎn)式——180°翻轉(zhuǎn)（圖3-9）
（3）工藝特點(diǎn)
采用模板造型（圖3-10）a）,、b）——定位銷精度高
不適合三箱造型及活塊造型,，（可通過外型芯改善）
5．機(jī)器造芯
震壓式造芯機(jī)（參見圖3-5）
射芯機(jī)（圖3-11）—— 小型芯（不到1秒鐘）
[注]砂型成形的特點(diǎn)
應(yīng)用最廣泛,、最靈活
單件、小批量手工造型,、成批大量機(jī)器造型
可澆注低熔點(diǎn)非鐵金屬,，也可澆注高熔氣鐵水、鋼水
成型件尺寸,、形狀均可
但—型只能澆注一次,，生產(chǎn)率低
冷卻速度慢，鑄件晶粒不細(xì)密——影響機(jī)械性能
二,、殼型鑄造
三,、金屬型鑄造
亦稱“硬模鑄造”
可重復(fù)使用，“永久型鑄造”
1．材料及結(jié)構(gòu)
材料——金屬型材質(zhì)熔點(diǎn)高于澆入液態(tài)合金的溫度
如：澆注Sn,、Zn,、Mg低溶氣合金——灰鑄鐵
澆注Al、Cu——用合金鑄鐵或鋼
金屬型結(jié)構(gòu)——保證鑄件（連同澆,、冒口）能從金屬型中順利取出
整體式,，水平分型式，垂直分型式,，復(fù)合分型式（圖3-14）
[注]：澆注系統(tǒng)多采用底注或側(cè)注式
型芯——金屬型芯
砂芯
2．鑄造工藝
為保護(hù)鑄件質(zhì)量,，提高使用壽命，采取下列措施
（1）加強(qiáng)排氣（圖3-16）
（2）噴刷涂料
耐火材料+粘結(jié)劑
（3）預(yù)熱,，并控制溫度（120~350℃）
（4）及時開型（無退讓性,，內(nèi)應(yīng)力較大→開裂）減少內(nèi)應(yīng)力
3．特點(diǎn)及適用范圍
“一型多鑄”，鑄件質(zhì)量好,，機(jī)械性能↑,，勞動條件好
但成本高，周期長,，不適合單件,、小批生產(chǎn),，不宜形狀復(fù)雜,、薄型、大型鑄件,，使用范圍受限制
——適用于Cu,、Al、Mg等非鐵合金大批生產(chǎn)
四,、熔模鑄造
熔模鑄造,，或“失蟆鑄造”
澆入由蠟?zāi)Ｈ凼Ш笮纬傻闹锌招颓怀尚汀?
1．基本工藝過程
（圖3-17）
蠟?zāi)Ｖ圃臁Y(jié)殼→脫蠟→熔化→澆注
制造壓型→壓制→裝配蠟?zāi)＝M
2．特點(diǎn)及適用范圍
精密成型工藝
五、氣化模鑄造
用聚苯乙烯發(fā)泡的氣化模代替木模,，用干砂（樹脂砂,、水玻璃）代替普通型砂造型,，澆注—?dú)饣Ｈ紵饣?、消失而形成鑄件
六,、陶瓷型鑄造
精密鑄造（砂型、熔?；A(chǔ)）
1．基本工藝過程
（圖3-19）
2．特點(diǎn)及適用范圍——厚大的精密鑄件
§3-2 外力作用下的鑄造成形
離心力作用
壓力作用
一,、離心鑄造
鑄型高速回轉(zhuǎn)，靠離心力充型,，凝固
1．離心鑄造的基本類型
立式離心鑄造（圖3-20）
臥式離心鑄造（圖3-21）
成型件的離心鑄造（圖3-22）
2．特點(diǎn)及適用范圍
二,、壓力作用下的鑄造成形
壓力鑄造（壓鑄） 高壓作用（300～700大氣壓）
低壓鑄造——介于金屬型與壓力之間（低壓作用0.2～0.7大氣壓）
擠壓鑄造（擠鑄）
[注]：幾種鑄造方法的比較
鑄造方法
比較項(xiàng)目
砂型
金屬型
熔模
壓力
低壓
陶瓷型
適用金屬
任意
不限制
非鐵合金為主
不限制
以鑄鋼為主
鋁、鋅,、鎂等低熔合金
非鐵合金為主,，
黑色金屬也可
不限制
以鑄鋼為主
適用鑄件大小
任意
中、小鑄件為主
以小鑄件為主（<25kg）
一般<10 kg
中型也可
中,、小鑄件為主
大,、中鑄件為主
批量
不限制
大批大量
一般成批大量小批量也可
大批、大量
成批大量
單件,、小批
鑄件尺寸公差mm
100±1.0
100±0.4
100±0.3
100±0.3
100±0.4
100±0.35
表面粗糙度
粗糙
Ra25~Ra12.5
Ra25~Ra3.2
Ra6..3~Ra1.6
Ra25~6.3
Ra25~Ra6.3
內(nèi)部質(zhì)量
結(jié)晶粗
結(jié)晶細(xì)
結(jié)晶粗
表層結(jié)晶細(xì)內(nèi)部多有氣孔
結(jié)晶細(xì)
結(jié)晶粗
加工余量
大
小
小或不加工
小或不加工
較小
小或不加工
生產(chǎn)率
低,、中
中、高
低,、中
最高
中
低
最小壁厚
3.0
鋁合金2~3
鑄鐵4.0
通常0.7
0.5~1.0
一般2.0
1.0
第四章 鑄造工藝設(shè)計(jì)
砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)
為獲得好的鑄件,，減少工作量，降低成本——合理制訂鑄造工藝方案,，繪制鑄造工藝圖,。
§4-1 鑄造工藝方案的確定
鑄造工藝方案——①選擇鑄件的澆注位置及分型面
②型芯的數(shù)量、形狀及其固定方法
③確定工藝參數(shù)（加工余量,、起模斜度,、圓角、收縮率）
④澆冒口,、冷鐵形狀,、尺寸及其布置
鑄造工藝圖——在零件圖上用各種工藝符號表示出鑄造工藝方案的圖形
它是制造模樣和鑄型，進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和鑄件檢驗(yàn)的依據(jù)——基本工藝文件,。
（圖4-1） 圓錐齒輪的零件圖,，鑄造工藝圖及模樣圖
一、工藝符號及其表示方法（表4-1）
二,、澆注位置及分型面的選擇
澆注位置——澆注時鑄件在砂型中所處的空間位置
分型面——砂箱間的接觸表面
影響鑄件質(zhì)量,、工藝的難易
1．澆注位置的選擇原則
1）鑄件的重要加工面應(yīng)朝下
因?yàn)殍T件的上表面易產(chǎn)生砂眼、氣孔、夾渣等缺陷,，組織不如下表面致密,。
若難以朝下，則應(yīng)盡力使其位于側(cè)面,。
若重要加工面有數(shù)個,，則將較大的平面朝下
（如圖4-2）c）由于車床床身導(dǎo)軌面是關(guān)鍵表面，將導(dǎo)軌面朝下（選（1））,。
2）鑄件的大平面應(yīng)朝下
型腔的上表面除了易產(chǎn)生氣孔,、夾渣等缺陷外，大平面還常產(chǎn)生夾砂缺陷,，故對平板,、圓盤類鑄件，大平面應(yīng)朝下（如圖4-2,，a）選方案（1）,。
3）為防止鑄件薄壁部分產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷，應(yīng)將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部,，或使其處于垂直或傾斜位置如（圖4-2）b）油盤,，選（1）。
4）對于容易產(chǎn)生縮孔的鑄件,，應(yīng)使厚的部分放在分型面的上部或側(cè)面——厚處直接安放冒口,，實(shí)現(xiàn)自下而上的順序凝固。如圖（4-2）d,，選（1）,。
2．分型面的選擇原則
在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量簡化工藝,，節(jié)省人力物力,。
（1）應(yīng)便于起模，使造型工藝簡化,。
如盡量使分型面平直,、數(shù)量少，避免不必要的活塊和型芯等,。
如（圖4-3）三通鑄件的分型面選擇,，（d）最優(yōu)
（2）應(yīng)盡量使鑄件全部或大部置于同一砂箱，以保證鑄件精度,，
如圖（4-5）,，搖臂鑄件,，選（a）
雖分型面為曲面（挖砂或成型底板）,，但大部分輪廓位于一箱之中，尺寸精度較好。
（3）為便于造型,、下芯,、合箱和檢驗(yàn)鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱,。但下箱型腔也不宜過深,，盡量避免使用吊芯和大的吊砂。
[注]以上兩種選擇有密切關(guān)系
從工藝設(shè)計(jì)步驟——先定澆注位置,，再選分型面,，在定分型面時，應(yīng)盡可能與澆注位置相一致,。
三,、砂芯形狀，個數(shù)及分塊
砂芯作用——形成鑄件內(nèi)腔或便于外形起模,。
（圖4-6）,、（圖4-7）砂芯分塊 （圖4-8），（圖4-9）
§4-2 工藝參數(shù)的確定
工藝方案確定后→工藝參數(shù)
一,、機(jī)械加工余量和鑄孔
機(jī)械加工余量——在鑄件上為切削加工而加大的尺寸,，稱~
余量過大——切削加工費(fèi)工，且浪費(fèi)材料,；
余量過小,，制品會因殘留黑皮而報廢，或因鑄件表層過硬而加速刀具磨損,。
加工余量應(yīng)根據(jù)鑄件生產(chǎn)批量,、合金種類、造型方法,、加工要求,、鑄件的形狀、尺寸及澆注位置等來確定,。
大量生產(chǎn)——機(jī)器造型,，精度高，余量小
鑄鋼件——表面粗糙,，余量比鑄鐵大
非鐵合金——價貴,，表面光滑，余量小
（表4-2） （表4-3）——說明
另：鑄件的孔,、槽是否鑄出,，不僅取決于工藝上的可能性，還須考慮其必要性,。
一般,，較大的孔、槽應(yīng)鑄出→減小加工工時，減小熱節(jié),，
較小的孔,、槽不必鑄出→留待加工更經(jīng)濟(jì)。
不加工的特形孔,、價格較貴的非鐵金屬鑄孔——盡量鑄出
（表4-4）鑄件的最小鑄出孔
二,、起模斜度（拔模斜度）
為了使模型樣（或型芯）易于從砂型（或芯盒）中取出，應(yīng)在模樣或芯盒的起模方向帶有一定的斜度,，此傾斜度稱拔模斜度或鑄造斜度,。
（圖4-10）起模斜度的形式
（圖4-11）自帶型芯的起模斜度
[注]：標(biāo)注用角度α或?qū)挾萢表示 （表4-5）
三、鑄造圖角
防止在夾角處產(chǎn)生沖砂及裂紋
圓角半徑約為相交兩壁平均厚度的1/3~1/2.
四,、鑄造收縮率
由于合金的線收縮,，鑄件冷卻后的尺寸將比型腔的尺寸小，為了保證鑄件的應(yīng)有尺寸,，模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件大（線收縮率）,。
收縮率的大小與合金的種類、鑄件的結(jié)構(gòu),、尺寸等有關(guān),。
通常：灰鑄鐵 0.7%~1.0%
鑄造碳鋼 1.3%~2.0%
鋁硅合金 0.8%~1.2%
錫青鋼 1.2%~1.4%
五、芯頭及芯座
（圖4-12） （圖4-13）
§4-3 澆,、冒口系統(tǒng)
一,、澆注系統(tǒng)
引導(dǎo)金屬液流入鑄型型腔的一系列通道的總稱。
組成——澆口杯（外澆口）
直澆道
橫澆道 （圖4-14）
內(nèi)澆道
1．尺寸的確定
2．常見澆注系統(tǒng)的類型
頂注式 （圖4-15）a
分型面（中間）注入式 b
底注式 c
階梯式 d
3．內(nèi)澆道與鑄件型腔連接位置的選擇：①②③④⑤
二,、冒口
鑄型中設(shè)置的一個儲存金屬液的空腔
作用——提供體收縮時所需的金屬液,。
對其進(jìn)行補(bǔ)縮→防止產(chǎn)生縮孔、縮松等（冒口清除）
冒口的設(shè)置——鑄件熱節(jié)圓直徑較大的部位
冒口尺寸的計(jì)算——比例法 （表4-6）（圖4-18）
第五章 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：保證其工作性能和力學(xué)性能要求,、考慮鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求,，鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否，對鑄件的質(zhì)量,、生產(chǎn)率及其成本有很大的影響,。
§5-1 鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容
一.鑄件的外形設(shè)計(jì)
鑄件的外形必須力求簡單、造型方便,；加強(qiáng)肋的布置應(yīng)有利于取模,；盡量避免不必要的型芯和活塊；應(yīng)注意避免不必要的曲線和圓角結(jié)構(gòu),；沿著起模方向的不加工表面,，應(yīng)給出結(jié)構(gòu)斜度（表5－1）。
二．鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)
內(nèi)腔必須力求簡單,、盡量少用或不用型芯,；型芯在鑄型中必須支撐牢固和便于排氣,、固定、定位和清理,；為了固定型芯，以及便于清理型芯,，應(yīng)增加型芯頭或工藝孔,。
三．鑄件壁厚設(shè)計(jì)
鑄件壁厚應(yīng)均勻，不應(yīng)過厚或過??；壁厚不均勻的鑄件應(yīng)有利于定向凝固。
（表5－2）
四．鑄件壁（肋）間的連接設(shè)計(jì)
鑄件內(nèi)表面及外表面轉(zhuǎn)角的連接處應(yīng)為圓角,，以免產(chǎn)生裂紋,、縮孔、粘砂和掉砂缺陷（表5－4）,；為了防止裂紋,，應(yīng)盡可能采用能夠自由收縮或減緩收縮受阻的結(jié)構(gòu)，如輪輻設(shè)計(jì)成彎曲形狀,；在鑄件的連接或轉(zhuǎn)彎處,，應(yīng)盡量避免金屬的積聚和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，厚壁與薄壁相連接要逐步過渡,，并不能采用銳角連接,，以防止出現(xiàn)縮孔、縮松和裂紋（表5－5）,；對細(xì)長件或大而薄的平板件,，為防止彎曲變形，應(yīng)采用對稱或加肋的結(jié)構(gòu),。
§5-2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的其它方面
一．應(yīng)用性能
二．不同鑄造工藝的特殊性
三．結(jié)構(gòu)的剖分與組合