造型

現在鑄造工廠所采用的造型方法，過去十年間沒有大的變化而造型技術有了大的進步。對濕砂造型、精密砂型、消失模鑄造分別敘述如下。

1．濕砂造型法。Mount公司認為：適用于大部分金屬材質、大批量生產的造型法中，粘土濕砂造型是經濟的造型法。鑄造工廠裝備有技術的控制裝置，就應逐步做到，用濕型砂控制技術可以反復得到的性能。這些控制裝置包括，篩分分離金屬、回用砂的冷卻、回用砂混練時準確釋量添加劑等等。

Vulcan 公司認為，現在的粘土濕砂造型機具有優(yōu)良的性能，能以二年前從未達到過的速度，制造要求嚴格、允許差別很小時濕砂型。再加上準確控制效率高的供砂裝置，使粘土濕砂型在鐵基合金和非鐵合金的造型中保持重要的地位。

Macler Assoc認為，在濕砂造型中，垂直分型與水平分型兩種加以比較，對于大批量生產中、小型，灰鐵件或球鐵件的鑄造工廠，重直分型造型都占優(yōu)勢，因其設備費用比較便宜、可以高速造型、所需人員少、緊實度的偏差小等優(yōu)點。但采用垂直分型工藝，在澆口方案與昌口與形態(tài)上，以及在用復雜的芯子、過濾片、冷鐵、套管、舂入芯等方面都受到限制。此外，用流動性好的合金鑄造時，由于金屬靜壓比較高，容易引起金屬滲透粘砂。

在制造有色合金鑄件方面，已設計了適合這類合金鑄件的大批量生產各種特性垂直分型造型法，現正在推廣。但是，具有要求的機械特性的鑄件，在用這種造型法達到相當高度的大批量生產之前，作為大批量鋁合金鑄件的生產方式，金屬型鑄造法依然占有優(yōu)勢。

消失模鑄型

Vulcan消失模鑄造由于設備和原料改進而有所發(fā)展，采用的比率在不斷擴大。多方向的充填工作點，充填砂（后續(xù)砂）即時充填等新技術、使鑄件質量，造型速度提高而成本降低。

消失模鑄造的優(yōu)點有：發(fā)泡模可沒有斜度或鈄度很小，有時還可用鈄度使復雜形狀可以造型，設計上有自由度。此外，可使鑄件重量減輕，減少甚至不需機械加工，不用芯子也可鑄造等。設備上的革新，組成的部件、涂料、充填介質等新的開發(fā)、使鑄件質量和生產效率提高，從而使市場日益擴大。

結構設計

1、金屬型型體設計

（1）金屬型壁厚：金屬型壁厚主要影響鑄型的重量、強度及鑄件的冷卻速度。型壁太厚，增加了鑄型重量，加快了鑄件冷卻速度。型壁太薄，由于溫度不均勻而產生應力使其變形，縮小使用壽命。

金屬型的壁厚與鑄件壁厚、鑄件材料、鑄型外廓尺寸及毛胚加工方法有關，也與金屬型本身的材質有關，必須綜合考慮各種影響因素來確定不同條件下合適的金屬型壁厚。如下表：（鋁合金鑄件用金屬型壁厚單位㎜）

工藝性設計

1、鑄件工藝性設計原則鑄件工藝性設計應在盡量滿足產品結構要求的前提下，通過調整機械加工余量、增大鑄造斜度、增加工藝余量和工藝肋及工藝凸臺等方法，使鑄件結構更加合理，從而獲得優(yōu)質鑄件。鑄件工藝性設計原則：

①為了簡化金屬型結構，提高鑄件質量，產品中需要機械加工的小孔（螺紋孔、安裝孔）一般不鑄出來

②產品中局部厚大處，當不便于設置冒口補縮時，有些小孔也應鑄出來，以加快厚大部位的冷卻速度，避免產生縮松。

③為了便于設置冒口以對整體鑄件進行補縮，有些大孔也不應該鑄出，同時還要調整加工余量，滿足鑄件順序凝固的要求

④為了防止鑄件在生產過程中變形，對一些形的鑄件應增加防變形肋，待后工序

加工去掉。

⑤加工過程中裝卡定位性能差的鑄件，可以根據需要設計定位裝卡凸臺，其位置應有利于鑄件補縮。

⑥在不影響產品性能的前提下，可以局部加大鑄造斜度，避免設計活塊。

2、鑄件工藝性設計參數的選擇

①零件尺寸精度要求高、表面粗糙度值要求低的加工面，可適當放大加工余量。

②加工面越大，加工余量應相應加大。

③加工面距加工基準面越遠，加工余量應相應增加。

④用砂芯形成的鑄件表面，應比用金屬芯形成的表面給予較大的加工余量。

⑤澆冒口開設的加工面應予較大的加工余量。

3、鑄件圖的繪制

繪制鑄件圖的過程就是鑄造與零件設計、機械加工等部門將鑄件的基準面、加工余量位置及數值、特殊位置的鑄造斜度等鑄造工藝因素及技術要求，以圖加以說明。鑄件圖既是設計、制造金屬型和鑄件驗收的技術依據，也是機械加工、設計制造工裝夾具的技術文件之一。

4、澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)的設計原則。設計和計算可以參照砂型鑄造的方法，但應考慮金屬型鑄造冷卻快、排氣條件差、澆注位置受到限置等特點，具體原則如下：

① 澆注系統(tǒng)尺寸的大小應保證金屬液在規(guī)定的時間內能良好的充滿金屬型。

② 金屬液應平穩(wěn)流入型腔，不直接沖擊芯和型壁，避免產生渦流和飛濺。

③ 金屬液應順序地充填鑄型，以利于金屬型腔中氣體的排除。

④ 鑄型的熱分布應合理，有利于鑄件金屬凝固，以便于鑄件得到充分的補縮。

⑤ 澆注系統(tǒng)結構設計應簡單、體積小、在保證鑄件質量的前提條件下，金屬液消耗盡可能小。

5、燒注系統(tǒng)的組成部分

①澆口杯：澆口杯接受和貯存一定量的金屬液，同時起到緩沖和浮渣的作用。

②直流道：1)直流道一般設計成封閉式；2)不帶澆口杯的直流道，上部喇叭口直徑不小于d30mm；3)垂直澆道底部受金屬液的沖擊力很大，故高度一般不應超過150mm，如果直流道需要設計得比較高時，可改用傾斜澆道，但傾斜澆道高度也不應超過250mm；4)當直澆道設計超過250mm，可采用蛇形澆道；5)直澆道的截面形狀是圓形。而且直徑不超過25mm。否則易產生渦流，造成澆注過程中金屬液內產生中空現象，卷入氣體，造成氧化夾渣；6)對于大型鋁合金鑄件，可將一個大的截面的直澆道分成2-3個截面較小的直澆道。

③橫澆道：橫澆道起緩沖、穩(wěn)流和擋渣的作用，并將直澆道的金屬液分配給內澆道。金屬液一般不設計，除了底注式加上橫澆道。

④內澆道：內澆道直接與鑄件相連，起著控制金屬液流動速度和方向的作用。