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　　2）生產(chǎn)準(zhǔn)備，包括準(zhǔn)備熔化用材料、造型制芯用材料和模樣、芯盒、砂箱等工藝裝備；
3）造型與制芯；
4）熔化與澆注；
5）落砂清理與鑄件檢驗(yàn)等主要工序。

　　成形原理

　　鑄造生產(chǎn)是將金屬加熱熔化，使其具有流動(dòng)性，然后澆入到具有一定形狀的鑄型型腔中，在重力或外力（壓力、離心力、電磁力等）的作用下充滿型腔，冷卻并凝固成鑄件（或零件）的一種金屬成形方法。

　　                                    圖1 鑄造成形過(guò)程

　　鑄件一般作為毛坯經(jīng)切削加工成為零件。但也有許多鑄件無(wú)需切削加工就能滿足零件的設(shè)計(jì)精度和表面粗糙度要求，直接作為零件使用。

　　型砂的性能及組成

　　1、 型砂的性能

　　型砂（含芯砂）的主要性能要求有強(qiáng)度、透氣性、耐火度、退讓性、流動(dòng)性、緊實(shí)率和潰散性等。

　　2、 型砂的組成

　　型砂由原砂、粘接劑和附加物組成。鑄造用原砂要求含泥量少、顆粒均勻、形狀為圓形和多角形的海砂、河砂或山砂等。鑄造用粘接劑有粘土（普通粘土和膨潤(rùn)土）、水玻璃砂、樹(shù)脂、合脂油和植物油等，分別稱為粘土砂，水玻璃砂、樹(shù)脂砂、合脂油砂和植物油砂等。為了進(jìn)一步提高型（芯）砂的某些性能，往往要在型（芯）砂中加入一些附加物，如煤粉、鋸末、紙漿等。型砂結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

　　                                   圖2 型砂結(jié)構(gòu)示意圖

　　工藝特點(diǎn)

　　鑄造是生產(chǎn)零件毛坯的主要方法之一，尤其對(duì)于有些脆性金屬或合金材料（如各種鑄鐵件、有色合金鑄件等）的零件毛坯，鑄造幾乎是唯一的加工方法。與其它加工方法相比，鑄造工藝具有以下特點(diǎn)：

　　1）鑄件可以不受金屬材料、尺寸大小和重量的限制。鑄件材料可以是各種鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金、鋅合金和各種特殊合金材料；鑄件可以小至幾克，大到數(shù)百噸；鑄件壁厚可以從0．5毫米到1米左右；鑄件長(zhǎng)度可以從幾毫米到十幾米。

　　2）鑄造可以生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的毛坯，特別適用于生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛坯，如各種箱體、缸體、葉片、葉輪等。

　　3）鑄件的形狀和大小可以與零件很接近，既節(jié)約金屬材料，又省切削加工工時(shí)。

　　4）鑄件一般使用的原材料來(lái)源廣、鑄件成本低。

　　5）鑄造工藝靈活，生產(chǎn)率高，既可以手工生產(chǎn)，也可以機(jī)械化生產(chǎn)。

　　鑄件的手工造型

　　手工造型的主要方法

　　砂型鑄造分為手工造型（制芯）和機(jī)器造型（制芯）。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成；機(jī)器造型是指主要的造型工作，包括填砂、緊實(shí)、起模、合箱等由造型機(jī)完成。泊頭鑄造工量具友介紹手工造型的主要方法：

　　手工造型因其操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)，工藝裝備簡(jiǎn)單，無(wú)需造型設(shè)備等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于單件小批量生產(chǎn)。但手工造型生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。手工造型的方法很多，常用的有以下幾種：

　　1． 整模造型

　　對(duì)于形狀簡(jiǎn)單，端部為平面且又是最大截面的鑄件應(yīng)采用整模造型。整模造型操作簡(jiǎn)便，造型時(shí)整個(gè)模樣全部置于一個(gè)砂箱內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)箱缺陷。整模造型適用于形狀簡(jiǎn)單、最大截面在端部的鑄件，如齒輪坯、軸承座、罩、殼等。

　　                                                  整模造型

　　2．分模造型

　　當(dāng)鑄件的最大截面不在鑄件的端部時(shí)，為了便于造型和起模，模樣要分成兩半或幾部分，這種造型稱為分模造型。當(dāng)鑄件的最大截面在鑄件的中間時(shí)，應(yīng)采用兩箱分模造型（圖3），模樣從最大截面處分為兩半部分（用銷釘定位）。造型時(shí)模樣分別置于上、下砂箱中，分模面（模樣與模樣間的接合面）與分型面（砂型與砂型間的接合面）位置相重合。兩箱分模造型廣泛用于形狀比較復(fù)雜的鑄件生產(chǎn)，如水管、軸套、閥體等有孔鑄件。

　　                                   套管的分模兩箱造型過(guò)程

　　鑄件形狀為兩端截面大、中間截面小，如帶輪、槽輪、車床四方刀架等，為保證順利起模，應(yīng)采用三箱分模造型。此時(shí)分模面應(yīng)選在模樣的最小截面處，而分型面仍選在鑄件兩端的最大截面處，由于三箱造型有兩個(gè)分型面，降低了鑄件高度方向的尺寸精度，增加了分型面處飛邊毛刺的清整工作量，操作較復(fù)雜，生產(chǎn)率較低，不適用于機(jī)器造型，因此，三箱造型僅用于形狀復(fù)雜、不能用兩箱造型的鑄件生產(chǎn)。

　　               三箱分模造型舉例

　　3．活塊模造型

　　鑄件上妨礙起模的部分（如凸臺(tái)、筋條等）做成活塊，用銷子或燕尾結(jié)構(gòu)使活塊與模樣主體形成可拆連接。起模時(shí)先取出模樣主體，活塊模仍留在鑄型中，起模后再?gòu)膫?cè)面取出活塊的造型方法稱為活塊模造型。活塊模造型主要用于帶有突出部分而妨礙起模的鑄件、單件小批量、手工造型的場(chǎng)合。如果這類鑄件批量大，需要機(jī)器造型時(shí)，可以用砂芯形成妨礙起模的那部分輪廓。

　　                                角鐵的活塊模造型工藝過(guò)程

　　4．挖砂造型

　　當(dāng)鑄件的外部輪廓為曲面（如手輪等）其最大截面不在端部，且模樣又不宜分成兩半時(shí)，應(yīng)將模樣做成整體，造型時(shí)挖掉妨礙取出模樣的那部分型砂，這種造型方法稱為挖砂造型。挖砂造型的分型面為曲面，造型時(shí)為了保證順利起模，必須把砂挖到模樣最大截面處（圖6）。由于是手工挖砂，操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，只適用于單件、小批量生產(chǎn)。

　　                              手輪的挖砂造型的工藝過(guò)程

　　手工制芯

　　型芯用來(lái)形成鑄件內(nèi)部空腔或局部外形。由于型芯的表面被高溫金屬液包圍，長(zhǎng)時(shí)間受到浮力作用和高溫金屬液的烘烤作用；鑄件冷卻凝固時(shí)，砂芯往往會(huì)阻礙鑄件自由收縮；砂芯清理也比較困難。因此造芯用的芯砂要比型砂具有更高的強(qiáng)度、透氣性、耐高溫性、退讓性和潰散性。

　　手工制芯由于無(wú)需制芯設(shè)備，工藝裝備簡(jiǎn)單，應(yīng)用得很普遍。根據(jù)砂芯的大小和復(fù)雜程度，手工制芯用芯盒有整體式芯盒、對(duì)開(kāi)式芯盒和可拆式芯盒。

　　                                   芯盒制芯示意圖

　　零件、模樣、芯盒與鑄件的關(guān)系

　　模樣用來(lái)形成鑄件的外部輪廓，芯盒用來(lái)制作砂芯，形成鑄件的內(nèi)部輪廓。造型時(shí)分別用模樣和芯盒制作鑄型和型芯。圖1 分別表示零件、模樣、芯盒和鑄件的關(guān)系。制造模樣和芯盒所選用的材料，與鑄件大小、生產(chǎn)規(guī)模和造型方法有關(guān)。單件小批量生產(chǎn)、手工造型時(shí)常用木材制作模樣和芯盒，大批量生產(chǎn)、機(jī)器造型時(shí)常用金屬材料（如鋁合金、鑄鐵等）或硬塑料制作模樣和芯盒。

　　       零件、模樣、芯盒與鑄件的關(guān)系

　　鑄造鑄件常見(jiàn)缺陷分析

　　鑄造工藝過(guò)程復(fù)雜，影響鑄件質(zhì)量的因素很多，往往由于原材料控制不嚴(yán)，工藝方案不合理，生產(chǎn)操作不當(dāng)，管理制度不完善等原因，會(huì)使鑄件產(chǎn)生各種鑄造缺陷。常見(jiàn)的鑄件缺陷名稱、特征和產(chǎn)生的原因，見(jiàn)表。

　　                              常見(jiàn)鑄件缺陷及產(chǎn)生原因

　　常見(jiàn)鑄件缺陷及其預(yù)防措施

　　鑄造鑄件金屬液的澆注

　　生產(chǎn)中，澆注時(shí)應(yīng)遵循高溫出爐，低溫澆注的原則。因?yàn)樘岣呓饘僖旱某鰻t溫度有利于夾雜物的徹底熔化、熔渣上浮，便于清渣和除氣，減少鑄件的夾渣和氣孔缺陷；采用較低的澆注溫度，則有利于降低金屬液中的氣體溶解度、液態(tài)收縮量和高溫金屬液對(duì)型腔表面的烘烤，避免產(chǎn)生氣孔、粘砂和縮孔等缺陷。因此，在保證充滿鑄型型腔的前提下，盡量采用較低的澆注溫度。

　　把金屬液從澆包注入鑄型的操作過(guò)程稱為澆注。澆注操作不當(dāng)會(huì)引起澆不足、冷隔、氣孔、縮孔和夾渣等鑄造缺陷，和造成人身傷害。

　　為確保鑄件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率以及做到安全生產(chǎn)，澆注時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守下列操作要領(lǐng)：
（1）澆包、澆注工具、爐前處理用的孕育劑、球化劑等使用前必須充分烘干，烘干后才能使用。
（2）澆注人員必須按要求穿好工作服，并配戴防護(hù)眼鏡，工作場(chǎng)地應(yīng)通暢無(wú)阻。澆包內(nèi)的金屬液不宜過(guò)滿，以免在輸送和澆注時(shí)溢出傷人。
（3）正確選擇澆注速度，即開(kāi)始時(shí)應(yīng)緩慢澆注，便于對(duì)準(zhǔn)澆口，減少熔融金屬對(duì)砂型的沖擊和利于氣體排出；隨后快速澆注，以防止冷隔；快要澆滿前又應(yīng)緩慢澆注，即遵循慢、快、慢的原則。
（4）對(duì)于液態(tài)收縮和凝固收縮比較大的鑄件，如中、大型鑄鋼件，澆注后要及時(shí)從澆口或冒口補(bǔ)澆。
（5）澆注時(shí)應(yīng)及時(shí)將鑄型中冒出的氣體點(diǎn)燃順氣，以免由于鑄型憋氣而產(chǎn)生氣孔，以及由于氣體的不完全燃燒而損害人體健康和污染空氣。