铸造工艺及型砂培训教材(定稿).doc

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1、第二篇 铸造工艺设计第一部分 基本知识第一章 基本知识1.1 识图知识一、正投影的基本概念1投影法 日光照射物体，在地上或墙上产生影子，这种现象叫做投影。一组互相平行的投影线垂直通过投影面得到的投影称为正投影。正投影的投影图能表达物体的真实形状，如图1-1所示。2三视图的形成及投影规律（1）三视图的形成 如图1-2a所示，将物体放在三个互相垂直的投影面中，然后分别向三个投影面作正投影，得到的三个图形称为三视图。三个视图的名称分别称为：主视图，向正前方投影，在正面（V）上所得到的视图；俯视图，由上向下投影，在水平面（H）上所得到的视图；左视图，由左向右投影，在侧面（W）上所得到的视图。在三个投影

2、面上得到物体的三视图后，须将空间互相垂直的三个投影展开摊平在一个平面上。展开投影面时规定：正面保持不动，将水平面和侧面按图1-2b中箭头所示的方向旋转90度，如图1-2c。为使图形清晰，再去掉投影轴和投影面线框，就成为常用的三视图了，如图1-2d。（2）投影规律1）视图间的对应关系 从三视图中可以看出：主视图反映了物体的长度和高度；俯视图反映了物体的长度和宽度；左视图反映了物体的高度和宽度。由此可以得出如下投影规律：主视图、俯视图中相应投影的长度相等，并且对正；主视图、左视图中相应投影的高度相等，并且平齐；俯视图、左视图中相应投影的宽度相等。归纳起来，即：“长对正、高平齐、宽相等”，如图1-3

3、所示。2）物体与视图的方位关系 物体各结构之间，都具有六个方向的相互位置关系。如图1-4所示，三视图所表示的方位关系如下：主视图反映物体的上、下、左、右位置关系；俯视图反映物体的前、后、左、右位置关系；左视图反映物体的前、后、上、下位置关系；注意：俯视图与左视图中，远离主视图的一方为物体的前方；靠近主视图的一方为物体的后方。即以主视图为准，在俯视图和左视图中存在“近后远前”的方位关系。以上是看图和画图最基本的投影规律。二、简单零件剖视和剖面的表达方法1剖视图 为表达零件内部结构，用一假想剖切平面剖开零件，移开观察者与剖切平面之间部分，对剩下部分进行投影所得到的图形称为剖视图。（1）全剖视图 用

4、一个剖切平面将零件完全切开所得到的剖视图称全剖视。如图1-5a所示，一外形为长方体的模具零件，中间有一T形槽。用一水平面沿零件的水平槽完全切开，在俯视图画出的就是全剖视，如图1-5b所示。全剖视的标注，一般应在剖视图上方用字母标出剖视图的名称“”，在相应视图上用剖切符号表示剖切位置，用箭头表示投影方向（有时箭头可省略），并注上同样的字母，如图1-5中俯视图。当剖切平面通过零件对称平面，且剖视图按投影关系配置、中间又无其他视图隔开时，可省略标注，如图1-5中左视图。（2）半剖视图 以对称中心线为界，一半画成剖视，另一半画成视图，称为半剖视图。如图1-6所示的俯视图为半剖视，其剖切方法如立体图所示

5、。半剖视图既充分地表达了零件的内部形状，又保留了零件的外部形状，所以当零件内外形状都比较复杂时常采用这种表示方法。半剖视图的标注规定与全剖视图相同。（3）局部剖视图 用剖切平面剖开零件的某一局部，所得的剖视图，称为局部剖视图。图1-7所示零件的主视图采用了局部剖视图画法。局部剖视既能把零件局部的内部形状表达清楚，又能保留零件的某些外形，其剖切范围可根据需要而定，是一种方便灵活的表达方法。局部剖视以波浪线为界，波浪线不应与轮廓线重合（或用轮廓线代替），也不能超出轮廓线。2剖面图 假想用剖切平面将零件的某处切断，仅对断面投影得到的图形，称为剖面图。（1）移出剖面 画在视图轮廓之外的剖面称移出剖面，

6、如图1-8所示。移出剖面的轮廓线用粗实线画出，断面上画出剖面符号。移出剖面应尽量配置在剖切平面的延长线上，布置不允许时也可画在其他位置。移出剖面标注一般应用剖切符号表示剖切位置，用箭头指明投影方向，并注上字母；在剖面图上方用同样的字母标出相应的名称“”，也可根据剖面图是否对称及其配置的位置不同作相应的省略。（2）重合剖面 画在视图轮廓之内的剖面称重合剖面，如图1-9所示。重合剖面的轮廓线用粗实线绘制。当视图中的轮廓线与重合剖面的图形重叠时，视图中的轮廓线仍应连续画出，不可间断。当重合剖面图形不对称时，重合剖面的标注，需用箭头标注投影方向，如图1-9a所示。三、常用零件的规定画法及代号在机器中广

7、泛应用的螺栓、螺母、键、销、滚动轴承、齿轮、弹簧等零件称为常用件，其中有些常用件的整体结构和尺寸已标准化，称为标准件。1螺纹的规定画法（1）外螺纹（图1-10） 外螺纹的牙顶（大径）及螺纹终止线用粗实线表示；牙底（小径）用细实线表示，并画到螺杆的倒角或倒圆部分。在垂直于螺纹轴线方向的视图中，表示牙底的细实线圆只画约3/4圈，此时不画螺杆端面倒角圆。（2）内螺纹 如图1-11所示；在螺孔作剖视时，牙底（大径）为细实线，牙顶（小径）及螺纹终止线为粗实线；不作剖视时牙底、牙顶和螺纹终止线皆为虚线；在垂直于螺纹轴线方向的视图中，牙底画成约3/4圈的细实线，不画螺纹孔口的倒角。（3）内、外螺纹连接 国标

8、规定，在剖视图中表示螺纹连接时，其旋合部分应按外螺纹的画法表示，其余部分仍按各自的画法，如图1-12所示。2螺纹标记 为区别螺纹的种类及参数，应在螺纹图样上按规定格式进行标记，以表示该螺纹的牙型、公称直径、螺距、公差带等。一般完整的标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和旋合长度代号组成，中间用“”分开。例如：在标注螺纹标记时应注意：（1）普通螺纹旋合长度代号用字母S（短）、N（中）、L（长）或数值表示。中等旋合长度一般不加标注。（2）单线螺纹和右旋螺纹用得十分普遍，故线数和旋向均省略不注。左旋螺纹应标注“左”字，梯形螺纹为左旋时用符号“LH”表示。（3）粗牙普通螺纹对每一个公称直径，其螺距只有一个，

9、故不必标注螺距。四、简单装配图的识读识读装配图要求了解装配体的名称、性能、结构、工作原理、装配关系，以及各主要零件的作用和结构、传动路线和装拆顺序。现以支顶（图1-13）的装配图为例,对照支顶立体图（图1-14），说明识读装配图的方法和步骤：1概括了解 看标题栏与明细表，了解部件名称、性能、工作原理、零件种类，以及各装配尺寸和技术要求等，对部件的总体情况有个初步的认识。支顶，从名称联想到是用于支撑工作，以进行划线或检验的一种工具。由图可知，起重高度为110150mm，外形尺寸90与110；支顶由四种零件装配而成，其中螺栓是标准件。2深入分析（1）分析部件 进一步了解部件的结构情况，弄清由哪些零

10、件组成，零件之间采用何种配合或连接方式等。图1-13给出支顶的两个基本视图，主视图用全剖视表示，由于图形上方未注剖视名称，可知主视图是剖切平面剖切支顶的前后对称平面而得的剖视图。联系俯视图可以看出，除装有螺栓的凸耳结构外，就其总体看来，支顶是回转体。从主视图及零件序号（名称），可以看出支顶的结构组成及各零件相互位置。零件间的螺纹连接有：螺栓M10、顶杆M14与顶座连接。配合尺寸S28H9/d9表示：顶碗的球面尺寸为28，基本偏差代号为H，9级公差，并为基准件；顶杆的球面尺寸为28，基本偏差代号为d，9级公差，装配后是间隙配合。（2）分析主要零件 利用“三等”关系，特别是根据剖面线的方向与间隔的

11、明显标志，自装配图中分离出主要零件。然后，综合零件在各视图中的表达，推想出该零件的结构形状。若将一个部件的一两个主要零件的结构形状看清弄懂后，再看其余零件及整个部件的结构形状，就容易理解了。如图1-13中的顶座，它的内外轮廓在主视图中反映得比较明显，联系俯视图可知，它是由下部空心的圆锥台、带槽的圆柱体底板及右上角的凸耳三个主要几何要素组成。顶座的中央有上下穿通的螺孔M14。通过零件的对称平面将凸耳铣切成两半，并将螺孔M14的左侧上半部分切开。细看俯视图，螺栓M10穿过凸耳前部的光孔，直接旋入后部的螺孔内。顶杆、顶碗的结构形状，由读者自行分析。3归纳总结 对支顶的装配图来说，零件结构形状的分析，

12、仍是在局部的范围内进行的。为了全面认识装配图，还要了解支顶的功能、支顶中的各零件的作用，以及支顶的拆卸或装配过程等。（1）支顶的工作情况 将顶座放在工作台上，把工件放在顶碗上，松动螺栓，用扳手扳动顶杆的六方部，调整到工件所需的高度后，再旋紧螺栓固定顶杆位置，使支顶支承住工件，以便对工件上划线或检验。（2）支顶的拆卸过程 卸下螺栓，将顶杆自顶座的螺孔中卸去，再将顶碗自顶杆上拆除，支顶便全部拆卸成零件。1.2 机械传动知识一、机械传动的基本知识1机器和机构（1）机器 机器就是人工的物体组合，它的各部分之间具有一定的相对运动，并能用来作出有效的机械功或进行能量转换。（2）机构 在机器中具有传递运动或

13、转变运动形式（如转动变为移动）的部分称为机构。如机器中的带传动机构、齿轮传动机构等。机构是机器的重要组成部分。通常所说的机械，是机构和机器的总称。2动副（1）低副 两构件之间作面接触的运动副称为低副。如轴与滑动轴承、铰链连接、滑块与导轨、螺母与螺杆等。（2）高副 两构件作点或线接触的运动副称为高副。如滚动轴承、凸轮机构和齿轮机构啮合等。高副的显著特点是它能传递较复杂的运动；但因为是点或线接触，在承受载荷处压力较高，因此组成高副的构件易磨损，寿命短。低副由于是面接触，承受载荷处的压力较低，因此低副比高副的承载能力大。另外，低副的接触表面一般都是圆柱面和平面，容易制造和维修。但是，低副不能传递较复

14、杂的运动，而且滑动摩擦损失比高副大，效率低，因此在机器及机构中常用滚动轴承来代替滑动轴承，用滚动导轨来代替滑动导轨。二、带传动1平型带传动的形式及使用特点(1) 平型带传动形式 平型带传动有下面几种形式，见表11。表11 常用平型带的传动形式传动简图D1aD2aD1D2开口式D1D2交叉式半交叉式a1） 口式传动 用于两轴轴线平行且旋转方向相同的场合。2）叉式传动 用于两轴轴线平行且旋转方向相反的场合。3）半交叉式传动 用于两轴轴线互不平行且不共面的场合。(2) 平行带传动的特点1）结构简单。适于两轴中心距较大的场合。2） 富有弹性。具有减震、传动平稳、无噪声等特点。3） 过载时可产生打滑，因

15、此能防止薄弱零部件的损坏，起到安全保护作用。4） 外廓尺寸较大，效率较低，且不能保持准确的传动比。（3）传动比 平型带传动比的计算依据是带轮的转速与其直径成反比，即： i12=n1/n2=D1/D2通常平型带传动采用的传动比为i125。2角带的传动特点与型号 三角带是一种没有接头的环状带，通常几根同时使用。三角待与平型带相比的主要特点是传动功率大（在相同条件下，约为平型带的三倍）。因为平型带的工作面是内表面，而三角带的工作面是两个侧面。按国家标准，三角带的剖面尺寸共分为O、A、B、C、D、E、F七种型号，但线绳结构的三角带，目前只生产O、A、B、C四种型号，O型三角带的截面积最小，F型的截面积

16、最大。三角带的截面积愈大，则传递的功率愈大。三角带具有一定的厚度，为制造与测量的方便，以其内周长作为标准长度L0，但是在传动计算和设计时，则要用计算长度L，即三角带中性层的长度。计算长度L与标准长度L0相差一个修正值L，即：L= L0+LL 值可查GB1171-74。三角带的型号和标准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。例如：“B2240”即表示B型三角带，标准长度为2240mm。三、螺旋传动所谓螺旋传动使用内、外洛维组成的螺旋副传动装置，传动运动和动力。螺旋传动可方便的把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。例如车床的走刀箱，借助开合螺母与长螺杆的啮合，实现其纵向直线往复运动，

17、如图115所示；转动刨床刀架螺杆可使刨刀上下移动；转动铣床工作台丝杠，可使工作台作直线移动等。螺旋传动与其它将回转运动转变为直线运动的传动装置（如曲柄滑块机构）相比，具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力大，传动精度高等优点，缺点是在螺旋运动的同时，伴有较大的相对滑动，因而磨损大，效率低。常用的螺旋传动由普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚动螺旋传动等。1螺母位移 螺母位移的传动，可以机床床鞍位移为例，如图116所示。螺杆1在机架3中可以转动而不能移动，螺母2与螺杆1啮合并与床鞍（工作台）4连接，螺母2只能移动而不能转动。当摇动手轮使螺杆1转动时，螺母2即可带动床鞍（工作台）4沿机架3的导轨而移动。

18、螺杆每转一周，螺母带动床鞍位移一个导程。螺母位移的传动，多应用于进给机构的传动中。 2螺杆位移 螺杆位移的传动，可以台式虎钳为例，如图117所示。螺杆1上装有活动钳口2并与螺母相啮合，螺母4与固定钳口3联接。当转动手柄时，螺杆1相对螺母4作螺旋运动，并带动活动钳口2一起位移。这样，活动钳口2相对固定钳口3可作合拢或张开的动作，从而夹紧或松开工件。螺杆位移的传动，通常应用于千分尺、千斤顶、螺旋压力机等传动机构中。3螺旋传动时转速与位移的关系 螺旋传动主要是把旋转运动变换为直线运动。不管是螺母位移或螺杆位移，其位移L和螺旋传动式的转速n之间的关系为：L=nS式中 S螺纹的导程，（mm）.(如螺纹线

19、数为1，则可用螺距代入)。 n螺杆（或螺母）转速（r/min）。例1 在图1-16所示的螺母位移机构中，螺纹的导程S=4mm，螺杆的转速n=50r/min。示球螺母每分钟带动床鞍（工作台）的位移L。解 已知S=4mm，n=50r/min，则螺母每分钟带动床鞍（工作台）的位移L，按上式计算为L=nS=504=200mm/min四、链传动1链传动的类型（1）链传动及其传动比 链传动是由具有特殊齿形的主动链轮，通过链条带动具有特殊齿形的从动链轮传递运动和动力，如图118所示，它是由主动链轮3、链条2和从动链轮1组成的。链传动的传动比，就是主动链轮的转速n1与从动链轮的转速n2之比，等于两链轮齿数Z1

20、、Z2的反比。即i12=n1/n2=Z1/Z2（2）链传动的类型 链传动的类型很多，按用途不同，可分为以下三类：1）传动链 在一般机械中用来传递运动和动力。2）起重链 用于起重机械中提升重物。3）牵引链 用于运输机械驱动输送带等。4）链传动的应用特点 当两轴平行，中心距较远，传递功率较大且平均传动比要求较准确，不宜采用带传动和齿轮传动时，可采用链传动。链传动传动比一般控制在i126（推荐采用i12=23.5），低速时i12可达10；两轴中心距a一般小于6m,最大中心距可达15m；传递的功率P100kw。链传动与带传动、齿轮传动相比，具有下列特点：（1）与齿轮传动比较，它可以在两轴中心相距较远的

21、情况下传递运动和动力。（2）能在低速、中载荷高温条件及尘土飞扬等不良环境中工作。（3）与待传动比较，它能保证准确的平均传动比，传递功率较大，且作用在轴和轴承上的力较小。（4）传递效率较高，一般可达0.950.97。（5）链条的铰链磨损后，因节距较大易发生脱落现象。（6）安装和维护要求较高。五、齿轮传动1齿轮传动的应用特点 齿轮传动是由齿轮副传递运动和力，如图119所示。当一对齿轮相互啮合时，主动轮O1的轮齿（1、2、3），通过啮合点法向力Fn的作用逐个的推动从动轮O2的轮齿（1、2、3），使从动轮转动，从而将主动轴的动力和运动传递给从动轴。（1）传动比 在图119中，设主动齿轮转速为n1，齿数

22、为Z1，从动齿轮的转速为n2，齿数为Z2。若主动齿轮转过n1转时，其转过的齿数为Z1n1；若从动论跟着转过n2转，则转过的齿数为Z2n2。显然两轮转过的齿数应相等，即Z1n1= Z2n2。由此可得一对齿轮的传动比为i12=n1/n2=Z1/Z2以上公式说明一对齿轮传动比i12，就是从动齿轮与主动齿轮齿数之比。例2 有一对齿轮传动，一直主动齿轮转速n1=960r/min, 齿数Z1=20,从动齿数Z2=50。试计算传动比i12 和从动轮转速n2。解 由上式可得 i12 =Z1/Z2=50/20=2.5从动轮转速n2= n1/ i12=960/2.5=384 r/min（2）应用特点 齿轮传动与摩

23、擦轮传动、带传动合链轮传动等比较，有以下特点：1）能保证瞬时传动比恒定，平稳性较高，传递运动准确可靠。2）传递的功率和速度范围较大。3）结构紧凑，工作可靠，可实现较大的传动比。4）传动效率高，使用寿命长。5）齿轮的制造、安装要求较高。（3）渐开线齿轮啮合特性 渐开线齿轮的轮廓由两条对称的件开线组成，如图1-20所示。渐开线齿轮具有以下啮合特性。1）传动平稳 传动平稳就是瞬时速比不变。两齿轮在啮合传动时，i12=w1/w2=r2/r1=常数，即传动比等于从动和主动齿轮的节圆半径之比，而齿轮加工后的节圆半径是不变的，所以能保持传动比恒定不变。2）正确啮合条件 要使一对渐开线齿轮各对齿依次正确啮合传

24、动，就必须使它们的模数和压力角分别相等。即：m1=m2=ma1=a2=a3）连续传动条件 一对齿轮啮合传动时，当前一对轮齿还没有脱离啮合以前，后一对轮齿就进入啮合，否则齿轮传动就会中断，而产生冲击。连续传动条件为重叠系数a1。重叠系数a表示了同时接触的轮齿对数。如a=2，表示任意瞬间都有两对齿轮同时进入啮合传动，a越大，表示同时进入啮合的轮齿对数越多，每堆轮齿分担的载荷也越小。2齿轮传动的常用类型 根据齿轮轮齿的形态和两齿轮轴线的相互位置，可以分为如下几类：（1）两轴线平行得直齿圆柱齿轮传动、斜齿轮圆柱齿轮传动和人字齿轮传动。（2）两轴线相交的直齿圆锥齿轮传动。（3）两轴线交错的螺旋齿轮传动。

25、第二章 铸造基本原理及引出的基本问题2.1 1000mm实心球铸件的成形分析 1. 有铸、锻、焊的成形方法，但作如此大的零件，以铸造方法最可行。2. 作出形状，要求有空腔。形状不完备取不出来3. 如何形成空腔呢? 模型 4. 分型面无分模面也可以，但操作不方便，加入分模面分模面引入金属液引入金属液: 引入位置及尺寸计算6.发生收缩7.补缩金属冒口计算:直观办法比例法发展为比例法收缩8.工装部分 1）模样吊运吃砂量夹紧防止跑火定位销孔 2）砂箱2.2 由铸件成形引出的研究内容1.如何把零件的形状作成空腔造型方法2.用什么材料形成型腔： 各种型砂的优缺点、适用范围、如何选 产地和研究单位在哪里？造

26、型材料黏土砂砂型壳型实型铸造、V法造型金属型硅砂树脂砂水玻璃砂精铸3.浇注系统、冒口系统：属于工艺研究内容，也是目前计算机可以进行分析的内容。第三章 模砂控制与检测潮模砂原砂粘土附加物水性能强度透气性可塑性耐火性退让性砂子颗粒度和形状、黏土与含水量、混制质量、紧实度复用性砂子颗粒、黏土含量、水分、紧实度黏土含量、水分含量、砂粒大小砂子成色好、颗粒大，耐火性好；圆形砂粒比尖角砂粒好；黏土多，耐火性下降。在型砂中加入木屑、焦碳粉，降低高温强度与砂子种类、颗粒均匀性及黏土性质有关3.1 潮模砂组成、性能及影响因素3.2 原砂规格及选用规格：ZGS96-42Q-30ZGS80-15H-45ZGS *（

27、二氧化硅分级代号）*（粒度分级代号）*（Q或H）*（粒形分类代号）ZGS(铸、硅、砂)原砂硅质砂非硅质砂原砂选用铸钢件用砂铸铁件用砂非铁合金铸件用砂浇注温度大于1500，原砂SiO2含量应大于93%，严格控制有害杂质。粒度要粗为30、42、60的原砂。浇注温度在1400以下，原砂SiO2含量应大于85%，严格控制有害杂质。粒度要粗为42、30、15、10的原砂。大型铸件用60、42的粗砂。浇注温度较低，原砂SiO2含量应75%，铜合金为15、10、07的细砂。大型铸件用60、42的粗砂。铝合金和镁合金为10、07的特细砂。非硅质砂与硅砂比较，有较高的耐火性和良好的化学稳定性，导热系数小，热膨胀

28、系数小。因此，大型碳钢铸件及合金钢铸件，必须采用非硅质砂配制型砂、芯砂和涂料等。主要有：镁砂、锆砂、橄榄石砂、刚玉砂、熟料等。钠基膨润土膨润土高岭土钙基膨润土耐火性1500活化处理黏结力比高岭土高24倍，耐火性较低。常用于湿砂型、有时和高岭土混合用于干砂型。3.3 粘土的种类和选用粘土种类3.4 辅助材料辅助材料改善退让性和透气性的材料防止铸件粘砂的材料防止型（芯）砂粘模的材料提高型砂强度的材料如锯木屑在砂中混入增加耐火性的材料，如煤粉、石墨粉、石英粉（铸钢）、滑石粉（铸铁及有色合金铸件）、重油（铜铸件）煤油、石松子粉糖浆、纸浆等 3.5 铸铁用潮模砂无须烘干,湿态下浇注。潮模砂对原材料的要求

29、种类配方制备原砂膨润土煤粉面砂背砂1. 加料顺序：旧砂、新砂、黏土、煤粉、水。2. 混碾时间：面砂612min，背砂13 min，单一砂35 min。3. 混制好后，存放23小时；调匀。4. 经松散后再用，以提高其透气性和流动性。圆形或多角形细砂，粒度21、15、10单独或与耐火黏土混合，68%使表面光洁机器造型用单一砂，与面砂接近 3.6 涂料的配制和使用普通的型（芯）砂往往难以承受高温金属液的作用，需要在其表面刷一层涂料，以提高铸型表面的耐火性及表面强度，并使型（芯）表面光洁，以获得质量好、表面光洁的铸件。因此，在干型、表面干型铸型表面使用涂料是防止粘砂、夹砂、砂眼等缺陷，以及减少落砂等清

30、理工作的有效措施。涂料有两种：普通用的水涂料和特殊用的膏状涂料。一、涂料的配制1涂料的组成 涂料是一种防粘砂材料的悬浊液，其主要组成如下：（1）防粘砂材料 铸铁件常用的防粘砂材料为石墨（俗称铅粉）。石墨有鳞片状和粉状两种：鳞片状石墨呈银白色，固定碳含量高，耐火性也高；粉状石墨为黑色粉末，固定碳含量低，杂质含量较高，故耐火性低些。一般是两者混合使用。铸钢件的防粘砂材料为石英粉，合金钢铸件的防粘砂材料为镁砂粉、锆砂粉及铬砂粉等。有色铸件的防粘砂材料为滑石粉，或者滑石粉与石墨粉混用。 （2）稀释剂 最常用的稀释剂为水。烘干型涂料用酒精或有机溶剂作稀释剂。 （3）稳定剂 为了防止沉淀，涂料中用膨润土或

31、黏土作稳定剂。 （4）粘结剂 为了提高涂料强度和涂层与砂型表面的结合强度，涂料中须加入粘结剂，常用的有黏土、纸浆废液、糖浆、糊精等。2涂料的配制 常用涂料的配方见表3-1。表31 常用涂料的配方种类用途涂料成分（相对重量）密度（/m3）备注铸铁大件鳞片石墨70，粉状石墨，黏土10（1.31.4）103辗成膏状，用时加水稀释中小件鳞片石墨42（120#），粉状石墨42，白泥粉816小件粉状石墨85，白泥粉816铸钢碳钢铸件石英粉100，膨润土23，水适量混48h，要求无沉淀，烧结后无裂纹合金铸件锆砂粉100，膨润土23，糖浆34，水适量糖浆冬季混时加入，夏季用前加入，其余混制同上碳钢铸件石英粉1

32、00，膨润土2，纸浆废液2碳钢铸件石英粉65，糖稀5，黏土2，水28（1.61.65）103球磨8h不锈钢铸件锆砂粉100，膨润土2，纸浆废液2辗压时间20h铸钢、铸铝铜铝铸件滑石粉86，黏土9，纸浆废液5涂料混制工艺各厂不同，有的是搅拌机搅拌，有的是人工搅拌，还有的是辗压成膏状备用。膏状涂料混制时，一般先将粉状干料干混半小时左右，再加水进行湿辗压，辗压时间可达几十小时，待其成为均匀的涂膏后即可。糖浆容易发酵，它的加入方法是有季节性的：冬季在混时加入，夏季在使用前加入。涂膏辗成后可放入贮料池中备用，用时稀释到一定的稠度和密度。二、涂料的使用涂料的应用范围是很广的，无论是干型、表面干型，还是金属

33、型或湿型（湿型表面撒粉状石墨粉）都使用涂料。1刷涂料和上涂膏的方法 水涂料和烘干涂料的涂刷方法是：用刷子（排比）涂；用喷雾器喷涂；用涂料桶浸涂。为了刷好涂料，涂料的浓度要合适，刷时要边刷边搅动，并且要刷涂均匀。上涂膏时，先将砂型（芯）刮去一层，然后抹上2mm左右的涂膏，用镘刀单方向地将涂膏压紧压实，再刷一层稀涂料。2刷涂料应注意的事项（1）涂料要刷涂得均匀，厚薄适当；（2）在用镘刀压实涂料时，不可来回压，以单方向压为好；（3）第一遍涂料要刷得浓一点，稍微晾干后再压实，然后再刷一遍稀涂料；（4）芯头处不应刷涂料，以免妨碍排气。 第四章 铸造工艺知识铸件的形状取决于铸型。由于砂型具有较大的灵活性和

34、适应性，因此，到目前为止，绝大部分铸件是用砂型铸造方法获得的。4.1 常见模样的种类、结构及制作方法模样是用木材、金属或其他材料制成的用来形成铸型型腔的工艺装备。模样的结构应便于加工制作，并具有足够的强度和刚度，表面要光滑，尺寸应精确，同时要使用方便，成本低廉。生产中常用的模样有：木模、金属模、塑料模、泡沫塑料模等。一、金属模用金属材料制造的模样称为金属模。1金属模的材料 制造金属模样的材料有铝合金、铜合金、灰铸铁、铸钢及钢材等。它们具有不同的加工性能和机械性能，应根据具体情况合理选用。2金属模的结构 金属模的结构在满足工艺要求，保证产品质量的前提下，应尽量做到易于加工制造，便于使用及减小重量

35、。生产中使用的各类模样，除外形轮廓尺寸小于50mm50mm或高度小于30mm的模样做成实心外，一般都设计成空心结构，如图41所示。空心模样的壁厚为614mm。为了使轮廓尺寸较大的空心模样具有较高的强度和刚度，模样内部一般均设加强肋。模样上妨碍起模的部分应做成活块。活块应能很好地在模样本体上固定，起模时又便于脱开。常用的定位固定方式有三种：燕尾槽式、滑销式和 榫式，如图42所示。3金属模的制造 金属模制造比较复杂，机械加工工序多，尤其是钳工和铣工的工作量较大，制造周期长，要求操作者的技术水平较高，成本也高。设计模样时，要力求符合加工的工艺性，尽可能减少钳工工作量和简化加工工艺，最大限度地发挥车削

36、加工的作用。二、塑料模以塑料（一般采用环氧树脂）为主要原材料制成的模样为塑料模。1塑料模的材料 塑料模的材料是由环氧树脂与其他材料配制成的。按其作用的不同，原材料可分成粘结剂、硬化剂、增塑剂、填料和稀释剂等。此外，还有一些辅助材料，如脱模剂和石膏等。2塑料模的结构 常用的结构形式有下面三种：（1）实体结构模 小型模样多做成实体结构。为增加其强度，有时也敷几层玻璃布，然后浇注配好的塑料，有时在中间加入填料，以减少塑料消耗，结构如图43所示。（2）薄壳框架结构模 为提高大中型模样的刚度，减少塑料消耗，通常在木质或金属的骨架模上包敷一层1015 mm厚的塑料层，结构如图44所示。（3）复合塑料模 模

37、样上的凸台、凸缘、活块或截面较小的部分，用金属制作，然后嵌在塑料模中，构成复合塑料模，结构如图45所示。3塑料模的制造 制造方法有浇注法和层敷法两种。（1）浇注法 浇注法是将塑料模所需要的混合料，加热到适当温度，从浇口加压注入阴模中，硬化后即得整体的塑料模。这种方法仅适用于小件模样，且塑料模性能较差，成本高，所以不宜采用。（2）层敷法 层敷法是用玻璃布、玻璃纤维制作，硬化后具有同玻璃钢相似的性能。从而解决了塑料模的脆性问题，提高了抗冲击能力。层敷法的制造工艺过程为：制造母模制造阴模制造塑料模4.2 造型操作用砂型紧实成型的铸造方法称为砂型铸造，这是目前应用最广的一种铸造方法。按紧实型砂的方式可

38、分为手工造型和机器造型。一、手工造型全部用手工或手动工具完成的造型工序称为手工造型。下面介绍几种常用的基本造型方法。1整模造型 模样可直接从砂型中起出的造型方法，称为整模造型。造型时根据铸件的技术要求，将模样放置在上箱或下箱中。这种造型方法操作简便，适用于生产形状简单的铸件，其造型过程如图46所示。2分模造型 对于整模造型不易取出或取不出的模样，采用沿模样上凸点分开模样的方式进行造型的方法，称为分模造型。当模样分成两个部分时，就采用两箱造型。通常分模面与分型面是一致的，造型时两半模样分别放置于上砂箱和下砂箱内，其造型过程如图47所示。分模造型操作简便，应用广泛，适用于形状较为复杂的铸件。3挖砂

39、造型和假箱造型 有些铸件的模样，按造型要求，应采用分模造型，但由于某种原因（如模样分开后，某些部分太薄易变形）不允许将模样分开，必须做成整体，这是可采用挖砂造型。其造型过程如图48所示。 挖砂造型技术水平要求较高，操作时应注意下面两点：（1）挖砂时一定要挖到模样最大截面处。（2）挖砂部位要平整光滑，坡度应尽量小，以利于开箱合型操作。挖砂造型，每造一型需挖一次，操作麻烦，生产率低，技术水平要求较高，只适用于单件生产。当铸件生产数量较多时，应采用假箱造型。假箱造型在造型前先作一个形状与模样分型面或形状一致的假箱，代替上型或下型进行造型，其过程如图49所示。假箱造型与挖砂造型相比，节省工时，生产率高

40、，铸型质量好，适用于小批量生产。4活块造型 铸件的侧面上由凸起部分，造型示不能和整体模样同时起模。对于这些妨碍起模的凸起部分，可以做成活动模块，采用活块造型。活块模与主体的连接方法有两种：活块较小时，可用销钉和模样主体相连定位；活块较大时，通常采用燕尾槽连接定位。活块造型操作复杂，对工人技术水平要求较高，生产效率低，铸件尺寸精度常因活块位移受到影响，因此，只适于单件小批量生产，其造型过程如图410所示。5多箱造型 有些复杂的铸件造型时需要更多的分型面，才能将模样各个部分从砂型中取出；有些铸件比较高大，造型时为了便于舂砂、修型、开浇口、安放型芯等操作，也须采用多箱造型。多箱造型由于分型面多，操作

41、较复杂，劳动强度大，生产效率低，铸件尺寸精度不高，所以，只易单件小批量生产，其造型过程如图411所示。6刮板造型 在制造旋转体或等截面形状的铸件时，还可以用与铸件截面形状相适应的刮板来造型。采用刮板造型的方法，于实模造型相比，节省制模材料和加工工时，但造型操作复杂，效率低，对技术水平要求高，求铸件尺寸精度低。因此，只适于单件或小批量生产。根据刮板在造型中的运动方式，分旋转车板和导向刮板。旋转车板造型，刮板绕一固定轴线旋转，是刮板造型中应用最多的一种形式，其造型过程如图412所示。在车板造型时，常会碰到分档（分肋）的计算问题，要求操作者懂得这方面的知识。对于半径为R得圆，将圆周几等分，每一等分的

42、弦长可用下是计算：S=2Rsin180/n例如，六等分圆周时：S= 2Rsin180/n=2Rsin180/6=R即六等分圆周时，每段弧所对的弦长等于圆的半径。现将不同数目轮副等分的圆周时弦长与半径的关系列表41表4-1 不同数目轮辐的弦长辐轮数目n弦长S辐轮数目n弦长S34561.732 R1.414 R1.176 R1.000 R789100.868 R0.765 R0.684 R0.618 R7地面造型 当生产的中型或大型铸件数量较少时，而又无合适的现成砂箱时，可以在沙地上活低坑内制造一部分或全部型腔，这种造型方法叫地面造型会低坑造型。造型之前先在地上制造“砂床”，通常的砂床按其紧实程度

43、分软砂床和硬砂床两种。软砂床地坑的紧实度不高，只要把砂地刮制成水平表面即可。软砂床低坑绝大部分是采用无盖箱的地坑造型，用于制造平板、芯骨等不需加工而上表面为平面的铸件，其造型过程如图413所示。硬砂床的沙型再造型之前先在砂床的底部埋设通气道，然后填砂紧实砂床底部砂层，复印模样底部型迹，校正模样水平后固定、压牢，并填实模样的四周型砂，在刮平分型面，舂制砂型，其制造过程如图414所示。硬砂床造型一般要采用盖箱。8实物造型 利用零件做模样的造型方法称为实物造型，其制造过程如图415所示。 实物造型与模样造型相比，要注意下面几个问题。（1）对于需用砂芯的铸件，造型之前先配置好砂芯座以便合型时固定和安放

44、砂芯。（2）休型实在需要机械加工的部位，割制加工余量。（3）对于阻碍零件由砂型中起出的那部分砂型，应制成可移动的活块砂块。以便与把零件从砂型中顺利起出，而不损坏砂型，二、机器造型用机器全部的完成或至少完成紧砂操作的造型称为机器造型。随着我国铸造生产向集中和专业化方向发展，机器造型的应用将日益广泛。1砂型紧实度 即砂型紧实后的压缩程度。砂型上某一点的紧实度，可以用“紧实度”或砂型“硬度”来表示。紧实度是指单位体积内所包括的型砂质量，即=G/V式中 型砂紧实度，g/cm3;G型砂的质量，g；V型砂的体积，cm3。几种常见的型砂紧实度：十分松散的型砂，0.61.06 g/cm3；一般紧实的型砂，1.551.7 g/cm3；非常紧密地型砂，1.81.9 g/cm3。实际生产中，砂型的紧实度通常用硬度来衡量。硬度时砂型硬度计在砂型表面直接测量而得的数值。手工或一般造型机制造的铸型，砂型表面硬度通常为6080单位。为了保证砂型有较好的透气性，在远离型腔处的紧实度可适当降低些。高压造型，砂型硬度可达90单位以上。对紧实后砂型的最低要求实能经受住搬运或翻转的震动而不塌落；其次要求砂型型腔表面能抵抗浇注时金属液的压力，减少型壁移动。2砂型紧实方法 机械造型紧实型砂的方法有下面几种。 （1）压实紧实