（1）地坑造型的禁忌

1）无盖箱地坑造型不可用来生产对表面质量要求较高的铸件。地坑造型只是在单件生产与小批生产大型铸件时，由于生产车间没有合适的砂箱，而制造砂箱又不经济的情况下才被采用。使用它操作较安全，工艺装备较简单，但它占造型面积时间长，并需要有较大的起重设备。造型时通常它仅用一个盖箱或者不采用砂箱，因此存在有盖箱和无盖箱的区别。无盖箱地坑造型是指在地坑中所造砂型敞露在外，其上面不加盖箱，这样浇注的铸件缺乏必要的静压头，常是其上表面粗糙不平、有气孔、夹杂物、粘砂、胀砂等，因此不可用来生产对表面质量要求较高的铸件，只可用来生产芯骨、要求不高的炉条、砂箱等。生产这类铸件时，往往采用软砂床，而不是硬砂床。例如用软砂床制造铸铁芯骨（图2-353a为几种铸铁芯骨），该铸铁芯骨通常是由框架和齿两部分组成。其框架的大小和截面尺寸可根据砂芯的轮廓尺寸和质量来确定，而芯骨的结构、形状则必须与砂芯的外形轮廓相适应。制造时（参见图2-353b）通常是在砂地上挖出一个每边比所造铸铁芯骨框架砂型所需的长度长150～200mm，比铸齿高度深100～150mm的坑，在坑的四角各堆上一堆砂，在砂堆上沿坑的长度方向，放上两条平直的挡板，在挡板上再放上一个平直的刮板，用水平尺校正好挡板水平，将挡板固定，刮制出软砂床。然后用模样敲出芯骨框架，再根据砂芯的高度尺寸来确定芯骨齿的长短，用锥形插齿棒插出齿。如果根据砂芯形状某些齿是弯曲的，则可在这些地方插入铁丝或钢筋，浇注后便与框架铸合在一起，制芯时再弯制成需要的形状。如果砂芯大，为便于砂芯吊运和移动，还必须在铸铁芯骨上铸接出吊环。造型时，由于软砂床中的型砂是松散的，硬度很低，可将芯骨框架模样直接敲入砂床内造型，简单方便，省工省力，是软砂床地坑造型一个很重要的优点。但软砂床因硬度很低，不能承受较大的金属液压力，同时砂型下部气体也很难从地坑中排出，所以只能用来浇注矮小的铸件，如芯骨、吊砂骨架等。

2）用软砂床无盖箱地坑造型时，在金属液最后流到的地方不宜无溢出口。在软砂床无盖箱地坑中浇注时，灼热的金属液会严重影响浇注工对浇注情况的观察，易发生金属液溢出和浇不到，造成金属液的浪费或使铸件报废。为此，通常在金属液最后流到的地方制作一个溢出口，它可比砂型顶面低3～5mm，浇注时见到金属液进入溢出口，便可停止浇注。

图2-353 铸铁芯骨及其制造示意图

1—吊攀 2—芯骨齿 3—芯骨框架 4—砂床 5—芯骨

3）决不可采用不够结实、忽视安全的地坑进行重、大型铸件地坑造型。地坑造型常用来生产数量较少的大型、甚至特大型铸件，少则上吨、重则十几吨、几十吨、甚至几百吨，因此准备用于地坑造型的地坑必须注重结实，并且把安全放在首位。通常要求：

①地坑与地下管线（如下水道、电缆线等）和厂房柱脚的间距不应小于2m，以防金属液渗入地层，损坏这些设施，引发重大事故。

②防水：必须使地坑不会被水渗入，因为浇注的大量髙温金属液如果遇到型腔下面的水其后果将不堪设想，甚至厂房都有可能被产生的气浪掀掉。

③地坑的尺寸由模样的可能轮廓尺寸决定：模样侧面下缘与地坑壁间距离应大于0.6m，在有浇道的侧面应大于0.8m；模样底面与地坑底的距离根据砂床的类型控制为0.3～0.8m。

④较大的铸件应尽量采用坑底和坑壁的强度均高的专用水泥地坑造型。在一个水泥地坑内同时造两个砂型时，可用闸板（铁挡板）或砂箱圈或压铁隔断。

⑤生产特大铸件做加固硬砂床时，地坑底部需要打夯。

⑥地坑的使用次数一般规定为：底部有铸件者使用三次，底部无铸件者使用6～8次。

4）铸造厂或车间内相邻地坑的间距不要太窄。铸造厂或车间内同时用多个地坑造型时，相邻地坑的间距不应太窄，以方便造型、合型及浇注，并保证其能承受金属液的静压力。浅坑间应放置压铁；深坑间则应放闸板；坑深H＜400mm，若不放压铁时，相邻地坑间的上缘距离B应大于两坑中小坑的深度，最小距离不得小于1.5m（见图2-354），以防止金属液静压力过大时，压穿地坑间型底和型壁的砂层造成事故。

图2-354 相邻地坑的间距不宜太窄

1—地坑1 2—金属液压穿透地坑间壁流向邻近地坑 3—地坑2 4—加固地坑的闸板

5）地坑造型决不可无排气道、通气孔。为了使浇注后砂型底部产生的大量气体能顺利排出，应修筑排气道。它是在紧实的坑底舂实1～2层填充砂，铲平后放一层厚100～150mm、粒度为30～100mm的焦炭或炉渣作排气层，在排气层上铺覆一层草席或草袋，以防填充砂进入排气层堵塞焦炭或炉渣之间的空隙，影响排气，同时在排气层上要安放一根或几根内径大于ϕ80mm的排气管，以便将排气层中的气体引出地面（见图2-355）。通常，砂床的面积小于10m²或制作狭长铸件时，放两根ϕ80mm以上的排气管；当砂床的面积大于10m²时，应在地坑的四角各放一根排气管。另外，靠近排气管下端处的排气材料层应厚一些，以利于浇注时气体的排出；而排气管露出地面的一端，在浇注前要用布或纸将管口堵住，避免杂物落入而影响排气。在草袋或草席上舂实背砂层，其总厚度为200～250mm，在背砂层上扎通气孔，其孔距一般为200～300mm，通气孔要扎至排气层，以便型砂中的气体由通气孔进入排气层，再经排气管顺利排出型外。在背砂层上填一层面砂，将通气孔盖住，以免浇注时金属液钻入通气孔。另外，在地坑造较高、大铸件用砂型时，为便于烘干和浇注时排气，还要在舂砂时沿模样四周（距模壁100～150mm处）立放ϕ20～ϕ25mm的出气棒（一般用圆钢），其间距为300～600mm，在修型时取出，留下的出气孔用干砂填满。如果砂芯需从盖箱出气，则在舂制盖箱时，按模样上的出气孔定位标志设置钢管或耐火砖管作为出气孔。

图2-355硬砂床结构

1—填充砂 2—排气层 3—草袋 4—地坑 5—背砂 6—排气管 7—出气孔 8—型腔 9—面砂

6）地坑造型有软砂床、硬砂床、加固硬砂床之分，为生产出数量少或较少、质量要求高的大型、特大型铸件，不可不知其中硬砂床、加固硬砂床的制作方法。地坑造型有软砂床、硬砂床、加固硬砂床之分，其中硬砂床的制作方法（其结构参见图2-355），是先在准备好的地坑内用水润湿坑底及坑壁，舂实1～2层填充砂并刮平，再如上述5）所指明的那样设置排气层，然后铺覆草袋，分层舂制背砂层，其总厚度为200～250mm，最后一层型砂应舂成与模样相应的形状。必要时可在填实背砂过程中在纵横方向压两层圆钢筋，圆钢筋间距200～250mm，以加强砂型。舂完背砂后，在背砂层上扎出气孔至排气层，出气孔间距200～300mm。然后在其上舂面砂层。而加固硬砂床则是在硬砂床的底部进行特别加固，使其具有更高的承载能力和刚度，便于铸造特大铸件。其制作方法是在地坑底舂实填充砂、刮平后，纵横各铺放一层钢轨，钢轨端部要固定牢，防止移动，相邻两轨间的中心距约250～300mm，轨长超出铸件边缘约500mm（见图2-356）。也可以用砌砖垛或砂箱代替钢轨，侧立砖每2～3块或3～5块为一垛，砖垛的间距为150～250mm，铺砖垛的面积一般每边超出铸件边界约300mm。在钢轨或砖垛间的空隙内填满炉渣或焦炭等排气材料，其安放排气管与盖草袋等工序同硬砂床，但背砂层总厚度为300～400mm，每舂两层背砂压一层圆钢筋或砂钩，以增强砂型。在背砂层上扎通气孔直通排气层。宜指出的是：

①对底面积较小，但金属液压头较大的铸件如立浇的砧座，在制作加固硬砂床时，可用反放砂箱的办法代替铺设钢轨。

②如果两个铸件合用一个砂床时，排气层不得相互连通，以免浇注时互相串气。

图2-356 加固硬砂床结构

1—填充砂 2—钢轨 3—排气层 4—草袋 5—背砂 6—地坑 7—排气管 8—圆钢筋 9—出气孔 10—面砂 11—型腔

7）在地坑硬砂床上不可忽视如何进行大型实样模底面造型；切忌地坑排气层上面和模底面之间的砂层存在不紧实之处。大型实样模底面造型应视模底面是平面，还是有一定凹面或是有较深大凹腔等才能较好地确定底面造型方法。

①平面法：如果模样的底面是大平面，可先在硬砂床上舂实一定厚度的面砂，刮平后沿表面埋入两根校直的圆钢管，用水平仪校平，作为刮砂基准面，将砂型底面刮平后放入模样。

②拓印法：如果模样底面不是平面，可先将模样压入砂床后再起出，根据其留下的印迹，挖去被模样压紧处的型砂，在疏松或空缺处填入型砂。经反复调整，直到模样底部砂型的硬度均匀适宜、印迹清晰为止。当模样尺寸大时，常开有舂砂孔，可先将模样放于砂床上，下面用耐火砖垫好，用水平仪校平模样，在模样上压以重物，然后从模样的舂砂孔及侧面舂实面砂。面砂要舂实、舂均匀，每次填松散面砂的厚度约200mm，舂实后砂层厚度不大于100mm；特大铸件每次填松散面砂厚度约150mm，舂实后的面砂厚度不大于70mm。

③翻转法：适用于底面有较深大凹腔的模样。先将模样翻转放在地坑旁边，在模样的凹腔内填以型砂并逐层舂紧，表面刮平后扎通气孔，然后以模样的一边为翻身支点，将模样翻转倒扣在地坑内已预先铺平的砂床上。

应注意的是，硬砂床排气层上面和模底面之间的型砂必须春实，不允许有不紧实之处，否则浇注时，由于高、大铸件的金属液静压力大，金属液会从不紧实处渗入排气层，以致发生“底漏”，使地坑砂型似乎总是浇不满。底漏不仅浪费大量金属液，严重时还有可能引起爆炸事故。

8）对地坑实样模进行其侧面造型时，通常不可忘在模样上压重物，也不可舂的不够紧实。对地坑实样模进行其侧面造型时，底面造型完毕，将模样就位并校水平后，要在模样上压上重物，以防模样在舂砂过程中抬起。舂实高、大模样侧壁型砂时，为防止铸件产生粘砂、胀箱等缺陷，一定要舂的紧实。通常每舂2～3层型砂要压入一层铁钩或圆钢筋，间距约200mm，上、下两层铁钩要交错排列。为检查所舂实砂型的紧实度，可用每层填放松散砂的厚度和舂实后的砂层厚度来衡量。对中、小型砂型，当松散砂填放厚度为200mm左右时，舂实后砂层的厚度不应大于100mm；对特大砂型，当松散砂每次填放厚为150mm左右时，舂实后砂层的厚度不应大于70mm。下型舂好后，沿分型面刮平，平面尺寸要大于盖箱尺寸。

9）地坑造型舂砂时要适当控制面砂层的厚度，不可太薄，也不宜过厚。地坑造型与用砂箱手工造型一样常采用面砂和背砂。面砂铺覆在模样的表面构成型腔的表层，浇注时它与金属液直接接触，因而要求其具有较高的可塑性、强度、耐火度和适宜的透气性等，一般全部用新砂配制。而背砂是在面砂的背后用于充填、加固的型砂，只要求有较好的透气性和一定的强度，因此通常把旧砂稍加处理就可用作背砂。为确保铸件质量，填砂时要使面砂在模样上具有适宜的厚度。如果太薄，砂型湿强度、干强度及高温强度均低，铸件容易产生冲砂、掉砂、粘砂缺陷；面砂层如果太厚，不但造成浪费，而且使砂型退让性差，不利于铸件在冷却凝固时的收缩。适宜的面砂层厚度可根据铸件的壁厚控制在60～100mm，盖箱大平面处可适当增大。

10）舂制盖箱时，为防止可能产生塌箱，有时不可不采取加固措施。上型的造型基本同砂箱造型，放砂箱时要垫高些。起模前应在型面上划出下芯位置线并作出清晰的标志。起模后对砂型的松软，损坏和露出背砂处要舂实修光，有的还应插钉加固，钉间距根据铸件的壁厚为80～100mm。对较大的盖箱为防止塌箱，一般都要绑“拍子”（用圆钢纵横排列绑成格架，再用铁丝吊在箱带上）来加固上箱型面。拍格间距为150～200mm，拍子距型面为10～20mm。当上箱部分有较大的模样活块时，为防止翻箱时模样脱落，可先用铁丝或螺栓将模样紧固在上箱的箱带上。

11）不可不知常用于有盖箱地坑造型的定位方法，而采用导桩定位时不可将导桩打入太斜、太低或呈反斜度。有盖箱的地坑造型常采用导桩定位，有时也用定位线定位（划线法定位），后者是在起模前将模样的中心线或相关位置线引出，作为合型时的定位线。而采用导桩定位，则是在开型前在砂箱的两对角线或四个角上分别打入2～4根导桩，合型时，上型即沿导桩合下。应注意的是导桩不可打得太斜和太低（见图2-357a右边），基础要牢固，以免影响定位的准确度。因为太斜、太低，导桩只能起合型后的砂型的最终定位作用，而不能起导向作用。若合型导桩打入成上部与砂箱接触而下部不接触的反斜度（见图2-357a左边），则会因两导桩上端开度太小，盖箱进入导桩内对准较困难，而且易将导桩碰动。因此，导桩的打入必须避免这类不正确的打入法，才能保证定位精度（见图2-357b）。

12）大件地坑造型时，木模埋在砂型中的时间不宜过长。大件地坑造型的造型过程一般耗时较长，埋在砂型中的木模尽管大多涂刷了防水涂料，但在湿度很大的型砂中停留时间过长，仍有可能吸水膨胀而变形，严重时，会使模样难以从地坑中起出。故一般要求木模停留在地坑砂型中的时间最好不得超过三天。

图2-357 地坑造型盖箱合型的导桩定位法

1—导桩打入太斜、太低 2—导桩呈反斜度打入 3—正确打入的导桩

（2）砂箱造型的禁忌

1）根据模样周围的吃砂量来选定粘土砂造型用砂箱尺寸时，所制定的吃砂量不允许过小。造型时模样至砂箱内壁及顶部箱带之间须留有一定的距离来确保形成型腔的型砂层厚度，此距离称为吃砂量。吃砂量过小，如图2-358中4及5所示，由于起模后该处的砂层过薄，以致使这些部位的砂型不足以承受金属液体的压力，导致金属液从这些薄弱部位钻出而产生跑火、型漏缺陷。如果吃砂量过大，就要增加造型的工作量和砂箱的尺寸以及型砂的用量。为此，生产中常根据模样尺寸及浇冒口的开设以及拟采用的是湿型，还是干型等来选定吃砂量及砂箱尺寸，一般可参照表2-88。

图2-358 模样周围吃砂量不宜太小

1—砂箱 2—型砂 3—金属液 4—跑火 5—型漏

表2-88 手工造型的吃砂量 （单位：mm）

2）作为铸造工作者，不可不知采用砂箱、模样进行手工造型的基本操作过程。操作者先要熟悉零件图样和有关工艺文件，明确所生产铸件的工艺要求。以采用整模造型的某零件为例，其具体操作为：

①安放模样和砂箱：将清理干净的模样放在干净的模底板上，套上下砂箱，注意查看吃砂量是否合适。如果模样易粘模，还要撒分型粉或喷或刷分型剂；如果模样重，为防止过重模样翻箱时掉落，宜用铁丝或螺栓将其紧固在箱带上，待翻箱竖起时或翻箱后垫在垫架上松开螺栓或铁丝。

②冷铁（假如工艺规定需要）应按工艺要求放置，表面有锈、有油污、凹凸不平或不光滑的冷铁不得使用。

③填砂与舂砂：先放面砂将模样盖住，再将填入的背砂逐层舂实，最后铲平；面砂紧实后的厚度不应小于表2-89的规定；每层松散背砂填入厚度可参考表2-90；吃砂量较大或容易脱落的地方，应下铁钉等加固。

④修整与翻箱：用刮板刮去多余的背砂，使砂型表面与砂型边缘平齐，扎出气孔，扎的出气孔应尽量扎到靠近型腔表面，但又不能扎穿，一般扎到距模样表面的距离：湿型为5～15mm，干型为20～50mm，每100mm×100mm面积内，扎的出气孔不少于五个，气孔针直径为ϕ3～ϕ5mm。再翻转下砂型。

⑤修整分型面：用镘刀将模样四周砂型表面光平，撒上分型砂（模样上的分型砂要吹掉）。

⑥放置上砂箱：将上砂箱套在下砂箱上。

⑦填砂和舂砂：放好浇冒口模样，用少量面砂固定其位置，然后再按规定要求加面砂、背砂，分层舂实。

⑧修整和开型：刮去多余背砂，光平浇冒口处，扎通气孔（不宜少于下砂型），做好合型定位标志，敞开上砂型。

⑨修整分型面，扫除分型砂，模样四周刷水，以便起模。

⑩起模：敲打松动模样，使模样和型腔壁之间产生一定间隙，以利起模。起模敲动量按表2-91规定，不宜过大。再开挖浇道，修补松散及破损处，涂敷石墨粉（假定为铸铁件、湿型，面砂中未加入防粘砂的附加物）。

（11）合型：按定位标志合型，放好压铁或锁紧。浇注后取出铸件。

表2-89舂实后面砂层的厚度

注：铸件壁厚大于90mm者，面砂层厚度应大于90mm。

表2-90 每层松散背砂填入厚度

表2-91 起模敲动量 （单位：mm）

3）舂砂时，舂砂工具不得撞击模样、冷铁、浇冒口模样；舂砂工具的运动路线不应紊乱无序。舂砂时应避免舂砂工具直接撞击模样，否则不仅易使模样的位置移动，影响工艺的执行，甚至有可能将模样打坏；也不得让舂砂工具直接撞击冷铁或浇冒口模样，因为撞击力易使冷铁、浇冒口的位置移动，很可能会导致其不符合制定的工艺要求，易使铸件产生缺陷，甚至成为废品。舂砂时还应注意舂砂工具的运动路线不能紊乱无序，应由外向内逐层舂实，如图2-359所示。只有这样，才不会造成有的部位可能遗漏未被舂紧，有的部位又因反复舂砂而过分紧实的问题；先从砂箱的边上开始舂实，再逐渐接近模样，也便于控制不同部位的紧实程度，有助操作者时刻把铸件质量放在重要位置。

图2-359 舂砂时，舂砂工具应按一定路线由外向内逐层舂实

4）舂砂时，砂型中各处的紧实度不宜完全相同。舂砂的目的是使型砂具有一定的紧实度，在翻转、搬运时不致损坏，在浇注时能承受金属液的冲击而不会被冲垮。但砂型并不是舂的越紧实越好，因为舂的太紧实，在浇注过程中砂型产生的大量气体就越不易排出，易使铸件生成气孔缺陷。从生产实践总结出来的砂型紧实度较合理的分布应该是：靠近砂箱内壁和箱带处的砂型应舂的很紧实，这主要是增加型砂与箱壁、箱带的摩擦力，防止砂型翻转与搬运时脱落下来，即防止产生塌箱；靠近模样周围也即型腔壁附近的砂型也宜舂的较紧实，才能承受金属液压力，有助获取表面质量良好的铸件；远离型腔部位的砂型其紧实度宜逐渐减低，以利于砂型中气体的排出；而砂箱下部或下型则应比上部或上型舂的紧些，因为越是往下金属液对砂型的压强越大，否则铸件会产生胀砂。

5）采用活块模造型时，连接活块模的燕尾销不可太紧或太松；而连接活块的销钉在舂砂时勿忘记拔出。单件、小批量生产中，对铸件上因勾砂而妨碍起模的某个（或几个）侧面的小凸台（搭子）（参见图2-360a的支架零件图）、肋、耳等，常采用将凸台等拆活，用燕尾销或活动销钉将凸台活块连接在模样上（参见图2-360b的支架模样图），起模时，凸台活块脱离模样而单独留在砂型中，然后再从侧面取出凸台活块，这种造型方法叫做活块模造型（参见图2-360的a～g）。使用时要先检查活块与主体模样连接情况，燕尾销不可太紧或太松，太紧，起模时易将活块带出，造成砂型破坏或起模困难；太松，易错位。用定位销钉定位，在舂砂时则必须将活块四周型砂舂实后才拔出销钉，否则易造成活块错位或脱落。如果忘记拔出销钉，则起模时，势必使活块处砂型破坏，大都无法进行修补，只能使所造砂型报废。

图2-360 活块造型过程

1—支架零件 2—油标凸台 3—螺钉凸台 4—模样 5—靠销钉固定的活块 6—燕尾销定位活块 7—下砂箱 8—型砂 9—尖头砂冲 10—模样 11—上砂箱 12—活块

6）模样表面上不允许有分型砂。为了使上、下砂型在分型面处不致相互粘合，应在分型面上撒一层隔离材料即通常所称的分型砂，中、小砂型常采用的是细粒的石英砂。分型砂只能撒在分型面上，如果散落到模样表面，应用皮老虎（手用吹风器）或毛刷将其去掉，否则造上型时，分型砂将粘附或嵌入上砂型的表面，在浇注金属时，由于这些分型砂没有包覆必要的粘结剂，受到金属液流的强烈热烘烤（会产生膨胀而脱离型面）或金属液的冲刷，必然会进入金属液中使铸件产生缺陷。因此，不能让模样表面上残存分型砂。

7）无定位销的砂箱拟采用合型线合型时，不应只在两砂箱之间的一个方向上做合型线。没有定位销的砂箱，需要在砂箱上做合型线以代替定位销定位。如合型线只设在分型面两侧的上、下砂箱外壁的一个方向（如图2-361中x方向），则只能对x向尺寸起定位作用，而不能控制砂箱另一边（y方向）可能产生的错箱。因此合型线必须分别设置在砂箱外壁上两直角边x与y距离最远点的对角线附近，方能对x及y方向均可定位，并可限制砂箱绕z轴的转动。另外，两处合型线的线数应不相等，以免合型时搞错。有时为了合型方便，也为加强保险性，避免某一合型线因不可预估的原因被损坏，采取在砂箱的前、左、右三个侧面上都做出合型线。合型线的制作：对湿型造型来说，经常是用粉笔在相邻两砂箱外壁上涂抹，并用画针在粉笔印中刻出多条细线，作为开箱后再次重新合型的标记；也可用泥号，即在相邻两砂箱合型处的砂箱外壁上抹敷砂泥，并修光、刻线（包括在两砂箱分型面处也应刻线，使上、下泥号分离，确保开箱时泥号粘附在上、下砂箱壁上）。泥号不仅适合湿型，也常用于干型合型。

图2-361 合型线的开设位置

1—砂型 2—上砂箱 3—合型线 4—下砂箱

8）起模时，不宜在模样周围的砂型尚未被水润湿前就起模。粘土砂手工造型起模前，应用毛笔或毛刷在模样周围的砂型上刷少量水润湿，这样做虽然使砂型局部湿强度下降，但却提高了型砂变形的能力，改善了起模性，使起模后型腔周边的轮廓清晰、完整。如果不刷水，往往使起模后型腔的周边很毛糙，甚至被破坏，因此应当刷水。但刷水不可过多，因为水太多，会使该处型砂呈稀泥浆状，反易粘附模样，导致起模时型腔周边的轮廓受到破坏。

9）修型时，不可忽视一些操作要点。修型时应注意：

①修补工作应自上而下地进行，避免下面修好后，又被上面落下的散砂弄脏。

②修补的地方对湿型可用清水稍加润湿，但水量不能太多，否则湿型中局部水分太多，易导致铸件产生气孔缺陷；甚至产生的大量气体冲垮补上去的型砂，使铸件出现冲砂缺陷；对干型可刷少量白泥水，再用同类型砂填实补好，保证原来的尺寸形状；不应大修芯头座，以免下芯定位不准。

③修补平面时，不能用镘刀在型腔表面某处来回反复地抹光，以免表层和里层分离，浇注时产生夹砂缺陷。

④补上去的砂，应比砂型表面高一些，使得在压实和抹光后能和砂型表面平齐。

⑤砂型的背面不可用工具抹光，一方面是因背面扎有通气孔，用修型工具抹光，将使排气孔被堵塞，再则也会削弱砂型本身的透气性，因为抹光时给予的压力不仅使砂粒间进一步密实，而且也使微小砂粒及粘土等进入砂粒间的空隙中，从而易使铸件产生气孔缺陷。

10）砂箱造型中有所谓假箱造型，其假箱不可用来浇注铸件。假箱造型即在造型前，先做一个特制的假箱来代替造型用的成型模底板，使模样上妨碍起模的凸点处于分型面上（见图2-362），这样就可不必采用挖砂造型，而是直接在假箱上舂制下型，再在下型上舂制上型，并使模样能顺利起出。由于假箱只是将平常需要挖砂部分做成假箱来取代模板用于造型，而不是用来组成铸型浇注铸件，因此取名假箱造型。其假箱可用强度较高的型砂，也可用木材或其他材料制成成型模底板供多次反复使用，因此假箱造型比挖砂造型效率高，且造型质量也较好。

（3）刮板造型的禁忌

1）刮板造型不适合形状较复杂的铸件。对于某些特定形状的铸件，如旋转体或等截面形状的铸件，当它的尺寸较大、生产数量又少时，若制作模样则要消耗大量木材和制作模样的时间及费用，从经济、资源节约讲很不合算，这时可以用一块和铸件截面或轮廓形状相适应的刮板来代替模样，在砂箱或地坑内刮制出所需形状和尺寸的砂型型腔，从而可以大大节约制模木材、制模工时和有关费用。但这一方法不适合形状较复杂的铸件，因为外形较复杂，用刮板很难造出相应的型腔，只能依靠实体模成型。

图2-362 假箱造型

1—砂型 2—假箱

2）刮板造型用轴杠刮板架，其直轴上的转动臂不可不方便固定其上面的刮板模调节上、下、前、后的尺寸；而其木制刮板模的刮砂面也不宜采用木材。在制造旋转体或等截面形状的铸件时，可以用与铸件截面相适应的刮板来造型，它可分为旋转刮板、导向刮板和骨架模造型等，其中，旋转刮板能围绕固定位置的轴（垂直轴或水平轴，垂直轴应用较多，本部分只介绍垂直轴的）旋转，刮制出铸件的砂型。对于大型铸件，因进行刮制操作时要承受较大的作用力，所以要求刮板模本身要有较大的刚度，必须把刮板模用螺钉紧固在坚硬的由铸铁制成的转动臂上，由转动臂带着刮板模围绕固定的直轴旋转来进行造型。这种形式的刮板模称为轴杠刮板，其采用的轴杠刮板架如图2-363所示，它是由底座、直轴、带有长方形槽孔的转动臂和螺钉等组成。该转动臂可以上下移动，可用来调节刮板模的高低；而转动臂上的长方形孔槽则用于调节刮板模造型时刮制的砂型的尺寸大小和刮板模的固定。这种刮板架比刮制较小的铸件用刮板架（参见图2-364，其轴心与工作的半径在同一刮板模上制出，用铁钉做旋转轴的轴心）做起来要复杂，但具有坚固、耐用的优点。另外，转动臂上固定的刮板模一般为木制，为减少刮板模工作面在刮制砂型时的磨损，通常应在其背面钉一层薄钢板（参见图2-365），这也有助于保证所生产铸件的尺寸精度。为了减少刮砂阻力和降低刮砂面粗糙度值，刮板的工作边需制成刃口状。刮板工作边伸出的铁钉用于在砂型分型面上刮出分肋用的圆线。

图2-363 轴杠刮板架

1—底座 2—直轴 3—固定螺钉 4—止动环（调节环） 5—吊环 6—转动臂 7—长方形孔

图2-364 小型刮板架及小型铸件刮板造型示意图

1—支柱 2—悬臂 3—滑套 4—木桩（供旋转轴轴心的铁钉定位用） 5—定位螺钉 6—底座 7—旋转轴 8—刮板模 9—砂 箱10—砂型 11—铁钉

3）采用刮板造型时不可忽视刮板的安装和校调操作要点。其要点为：

①刮板的支承直轴要垂直且牢固安置，不能有松动，当刮板较高时，直轴上端需用压梁固定，以防晃动。

图2-365 轴杠刮板的一例

1—刮板模 2—薄钢板

②按铸造工艺图规定的尺寸调整刮板位置并固定好。

③校调刮板时要使分型面略高于砂箱边沿，并注意检查直轴垂直度。

4）为确保刮板造型能顺利进行，不可不知刮板造型过程和合型方法（以采用三箱造型、具有六根轮辐的带轮为例）。该带轮不大，可采用图2-364所示小型刮板架及类似刮板模进行刮板三箱造型，其造型操作过程为：

①刮制上型（参见图2-366）：

a.先铲平砂地，撒上分型砂并放上砂箱。

b.铲入型砂并舂实，用刮板刮平，在砂箱对角线的交点敲入木桩，供刮板模旋转轴上铁钉定位用。

c.安装并校正刮板，注意使分型面高出四周箱边，并按吊砂高度敲入一定数量的木片或铁片加固（轮辐处避开）。

d.砂型刮好后在吊砂上扎出气孔并在表面筛敷一薄层细面砂再刮一次，同时在吊砂平面上刮出一条圆线。

e.拆去刮板，喷水、修型。

f.将圆线六等分，画出轮辐等分中心线，用轮辐模样挖制轮辐。

②刮制中型：中型可在平板或平砂地上刮制，为使其两个分型面均略高于砂箱平面，故在放砂箱时要在砂箱底部四角处用铁片垫高（所选砂箱高度应略小于中型高度），为防止中型在吊运或手工搬运时塌箱，可在砂箱内壁刷一层白泥浆水或预先安装骨架或砂钩来加固砂型，箱角处型砂要舂紧一些。(www.daowen.com)

③刮制下型：基本方法类似于上型。不同之处为：因下型不用翻转，所以凸台处不必用木片等物来加强，轮辐形状等初合型后挖出。

④合型：

a.将中型平放在上型上，调整至轮缘四周壁厚相等，在两箱外壁交接处做上定位线。

b.将下型和中型进行合型，调整轮缘四周使壁厚相等。在下型的轮毂内放些黑石墨粉，再把上型按定位线合上（初合型），通过轮毂上冒口处吹入压缩空气，造成黑灰飞扬从而在下型上留下轮辐印痕。

c.取走上型，按印痕作出下型的轮辐，然后分别按定位线进行终合型。

图2-366 刮制上型

1—锤子 2—加固片 3—木桩 4—刮板架 5—分规 6—轮辐木模 7—刮板模

5）刮板两箱造型时，不可能利用中箱进行配箱，不可不知其合型方法。刮板两箱造型时，因不能利用中箱进行配箱，所以一般采用下列几种合型法：

①出气孔或冒口合型法：在上型轮缘外径处，作四个均布的出气孔或冒口，其根部必须与轮缘外径呈内切状态，通过上型透孔观察下型分型面位置即可进行合型，如图2-367所示。

②十字线合型法：是在上型和下型的分型面上，通过砂型的圆心，分别向箱壁画出两根互相垂直的直线（十字线），并将直线引至砂箱外侧，作上定位线。合型时，上型和下型便根据砂箱外侧的四根定位线进行合型，如图2-368所示。

图2-367 出气孔合型法

1—出气孔 2—型腔

③圆线合型法：有两种，即内圆线和外圆线合型法。内圆线合型法是：在刮制上型和下型的同时，分别在分型面上靠近箱角处刮出同心圆线，然后将下型四角圆线外侧的分型面挖低5～6mm，再把上型对应处的型砂挖空，合型时就可根据上、下型四角处的等值同心圆线合准砂型，如图2-369所示。用外圆线定位法，即在上、下砂箱四面的外壁上，粘贴一层红砂泥，然后以所生产的轮形件的圆心为圆心，以大于砂箱壁到圆心的垂直距离约5mm的尺寸为半径，在各个红砂泥上刮出圆弧线，并按圆弧线修正红砂泥。合型时，只需使上、下红砂泥的圆弧线对齐即可。

图2-368 十字线合型法

1—上型十字线 2—下型十字线

6）大型圆形铸件采用地坑刮板造型时不可忽视其操作要点。地坑刮板造型的地坑准备和砂床制做的方法与地坑实样造型相同，造型时的操作要点如下：

①直轴要安置得垂直和牢固，当刮板模较高时，直轴的上端要用压梁固定，压梁要保证平稳。

②按工艺图样尺寸制作刮板模：刮板模和直轴间的尺寸按下式计算（参见图2-370）刮制外圆时：A₁=（D₁/2）（1+ε）+Δ₁-d/2刮制内圆时：A₂=（D₂/2）（1+ε）-Δ₂-d/2

式中：D₁、D₂——铸件的外径和内径（mm）；

ε——线收缩率；

Δ₁、Δ2——外径和内径处的机械加工余量（mm）；

d——直轴直径（mm）。

③在转动臂上安装刮板模时，应使分型面略低于坑沿，将刮板模紧固后旋转一周，检查直轴的垂直度。在使用双轴杠刮板造型时，刮板模要在一个平面上。

④大型铸件刮板造型时，一般都应用舂砂网舂制砂型，分段舂实刮制。砂型的侧面和凸出的砂胎处要放入砂钩加固。

⑤砂型全部刮制好后定水线（基准线），依此画出铸型的十字线及相关中心线，作为装配合型时的依据。

图2-369 内圆线合型法

1—上型圆线 2—下型圆线

图2-370 刮板尺寸的确定

7）刮板造型时，往往遇到不同数目的轮辐要操作者自行分肋画线，不可忽视如何可以快速得知弦长。刮板造型在进行分肋画线时，需要知道等分圆的弦长，由图2-371所示可知，对于已知半径为R的圆其弦长S可由下式求出

S=2Rsinα/2

式中 S——等分圆弦长（mm）；

R——等分圆半径（mm）；

α——弦长对应的圆心角（°）。

图2-371 弦长和圆心角的关系

实际操作时，由于等分用的圆线与圆心经常不是在同一平面上，为便于操作，当分肋数为奇数时，等分数可取其倍数。例如：轮辐数是三，在等分圆周时要先等分六；轮辐数为五，等分数要取10。为此，画轮辐中心线时，只要连接圆周线上两个对称的等分点，就可画出轮辐中心线，但在画线时，要每间隔一个等分点画一根轮辐中心线，则举例中的三道或五道轮辐中心线画好后，即可按其中心线挖制轮辐。

分肋数n和等分圆弦长S的关系为：

n=3 S=1.732R；n=4 S=1.414R；n=5S=1.176R；n=6 S=R；n=7 S=0.866R；n=8 S=0.765R；n=9 S=0.648R；n=10S=0.618R。

生产中也可直接绘图得出弦长。以下为采用绘图等分3、5、7道肋的方法：

①三等分圆周：通过圆心O作直径AB，以B作圆心，以OB为半径，画一段圆弧使相交圆周于C点和D点，CD就是三等分圆周的弦长，如图2-372a所示。

②五等分圆周：作直径AB及垂直于AB的半径OC，将OB两等分得D点，以D点为圆心，DC为半径画弧，与AB相交于E点，再以C为圆心，CE为半径画弧，交圆周于F点，CF就是五等分圆的弦长，如图2-372b所示。

③七等分圆周：过圆心O作半径OC，以C为圆心，OC为半径画圆弧与圆相交于A、B两点，连接AB与OC相交于D点，AD或DB就是七等分圆周的弦长，如图2-372c所示。

图2-372 圆周等分3、5、7道肋的绘图法

8）不可忽视采用导向刮板造型、制芯过程。对一些尺寸较大而生产数量较少的管类铸件，因受车间设备限制（如起重能力），常采用硬砂床导向刮板有盖地坑造型。现以图2-373a所示直管铸件为例，其所采用刮板如图2-373b所示，说明采用导向刮板在地坑硬砂床进行造型的全过程，要点如下：

①制备硬砂床：根据铸件尺寸大小，先制备一个硬砂床，上平面刮平。

②安装导板：将导板平面置于硬砂床上平面（分型面）上并固定好。

③刮制砂型芯盒：挖去导板中间部分型砂，用刮板1沿导板刮出半个砂芯芯盒，如图2-374a所示。

④刮制外模样：将砂型芯盒型面修整后垫上一层纸，填入部分芯砂舂实，放入浸过泥浆水的芯骨，根据砂芯尺寸，填入草绳或焦炭作排气道，将填砂舂实，并用刮板2沿导板刮出上型外模轮廓，如图2-374b所示。

⑤刮制外模芯头：在导板上芯头的标记处，用刮板3刮出外模两端的芯头，去掉导板，修整型面，上箱外模即完成。

⑥上箱造型：在上箱外模样上撒上分型砂，放置上砂箱及浇冒口模样，填砂舂实，在砂箱的两对角线或四个角上分别打入定位导桩，开箱，修型，开挖浇道及上涂料。

⑦刮制砂芯：在原来位置安放导板，用刮板3刮去多余的芯砂，如图2-374c所示，并将砂芯吊出砂型，修型、上涂料及烘干。

⑧刮制下砂型：用刮板4刮去导板中段管子长度标记内的多余型砂，如图2-374d所示，修型、上涂料及烘干后再下芯及上型沿导桩合型、浇注。

图2-373 导向刮板造型实例

1—砂型芯盒用刮板 2—砂型模样刮板 3—砂芯刮板 4—砂型刮板

图2-374 导向刮板造型过程

9）分别用导向刮板刮制出的上、下型，不可忽视其合型的方法。因导向刮板的上、下型是分别刮制的，所以其合型方法较特殊，常用的有：

①直观法：即在未下芯前利用芯头排气缺口直接观察初合型情况，或用手伸进去摸一摸，看上、下型的型腔壁是否对齐、对准，如果对齐了，即在砂箱的外壁作出定位线记号，再吊起上型，下芯并按定位线合型。

②画线法：即在上、下型的分型面上，把型腔的相关轮廓线画出，分别延长到箱的外壁并作出定位线，再按定位线合型。由于管件的壁薄，为避免错箱，常需进行初合型，经印迹复查调整后再合型浇注。

（4）劈箱（劈模）造型的禁忌

1）劈模造型不适合用于较大件的单件生产。劈箱造型过去也叫劈模造型，是将原来整体中箱分别劈成两个以上砂箱并将整体模样也分成相应的几个部分，经分别造型后再组合起来，形成完整的铸型。采用此法可使造型、烘干、吊运、下芯、砂型装配、检验、开箱和落砂都比较方便，但为确保铸型装配的准确性和可靠性，对其工艺装备的要求很高，制模、制砂箱和铸型组合的工作量都大，生产准备周期长、成本高，因此，此法不适合较大件的单件生产，只适用于具备下述条件的铸件的生产：

①成批或大批量生产的铸件。

②比较定型的产品。

③较大或结构较复杂的铸件。

④采用抛砂机或树脂砂造型的铸件。

长期以来，此法大多使用在一些内腔结构复杂的箱体件上，如机床的床身、发动机的缸体等，因为这些零件的外表面适合模板造型，而内腔砂芯较多，要求下芯方便，而劈箱造型正符合这些要求。

2）劈箱造型用砂箱不可完全等同于普通砂箱造型用砂箱。劈箱造型可以说是一种特殊的砂箱造型法，其砂箱必须适应劈箱造型的特殊要求，因此它不可能完全等同于普通砂箱造型用的通用砂箱，它一般包括盖箱（上箱）、侧箱、端头、定位板和合型平台等，图2-375所示是劈箱造型用砂箱总装图，而图2-376所示则是劈箱造型用分段砂箱总装图。其中：

①盖箱和底箱：它们的结构形式和手工造型的通用砂箱一样，但如果盖箱、底箱是用于分段劈箱造型，则其两端头不能设置吊轴，应在盖箱、底箱的两侧面设置吊环。

②侧箱：侧箱的结构要求能水平造型而侧立配箱，其上、下侧面分别要和盖箱、合型平台（或底箱）配合，所以侧箱的这两个侧面间要有较好的平行度，因此两个侧面必须进行机械加工。侧箱如果太长，为减小砂箱变形，可以按具体情况分成两段或三段，配箱时分段侧可用螺栓紧固。而侧箱的吊运既要考虑水平造型起模、翻箱的起吊，还要考虑到侧立配箱时的吊平。

③端头：端头可分两种，一种是端头箱（见图2-377），其四个侧面均为配合面，应进行机械加工。铸件的端部形状就由端头箱在模板上造型而成；另一种是端头板（见图2-378），铸件端部的形状由端头砂芯形成，端头砂芯下好后紧固于端头板上。

④定位板：定位板的形状和尺寸应做成和铸件底面砂芯形状和尺寸一致，并根据砂芯形状设计成一块或数块。定位板的作用既可以用作底面砂芯的定位，也可用作侧箱和端头的定位。对于一些在浇注后，在冷却过程中容易挠曲变形的长条铸件，定位板还要预先做出“反变形量”。定位板的形式如图2-379所示。

图2-375 劈箱造型用砂箱总装图

1—侧箱 2—盖（上）箱 3—端头 4—合型平台

图2-376 劈箱造型用分段砂箱总装图

1—侧箱 2—端头 3—合型平台

图2-377 端头箱结构图

图2-378 端头板结构图

⑤合型平台：合型平台是配箱用的平台，用以代替底箱，一般由铸铁铸成带肋的平板。如果合型平台太大，可以设计成几块，组合使用。一般合型平台上都开有排气孔，以利砂芯向下排气；平台上一般都装有定位板，定位板在合型平台上的平面形状，就是铸型底面砂芯的形状。

（5）叠箱造型的禁忌

1）叠箱造型进行叠箱浇注时，所叠砂箱的高度不宜太高，也就是所堆叠的砂型数不宜过多。叠箱造型就是将几个或多个造好型的砂箱重叠起来一起进行浇注。叠箱造型除去最上和最下两个砂型外，其余每个砂型的上下两面都构成铸型的一部分，每层的直浇道皆穿透其铸型与下层连通，而形成一条垂直的公共直浇道，各自又有自己的内浇道，有时也有横浇道，金属液由同一浇包通过公共直浇道同时或逐层引入各个型腔中，可一次浇注多层且获得由直浇道连成一体的铸件串，这样的铸造方法与两箱砂型铸造比较，其优点是：

①能提高车间单位面积产量。

②能提高劳动生产率，改善浇注条件。

图2-379 定位板结构图

③减少浇注系统的金属消耗及浇注时金属液损失。

④一般情况下，除最上层铸型外，铸件可不设冒口，工艺出品率可在80%以上。

⑤可减少砂箱用量（如果单个浇注，一个铸件需要两个砂箱）。

⑥能用大浇包浇注小铸件，这样的浇注方法对小型铸钢件特别有利。

缺点就是：

①叠放铸型时，操作者的劳动消耗略有增加。

②叠箱用砂箱不能用普通有箱带的砂箱，必须采用专用砂箱。

那么，是不是浇注时层叠的砂箱数量越多，也就是堆叠的高度越高越好呢？这取决于金属液的充填性、铸型的紧实度及型砂强度、铸件尺寸大小和壁厚、层叠铸型所需金属量、浇注方法（指用手工还是吊车）、铸件精度以及金属液在铸型中的充填方式等因素。一般说来，流动性好，不易氧化的合金，铸型紧实度及型砂强度高、铸件尺寸小和壁薄、铸件精度要求不很严，以及用吊车浇注、金属液在铸型中以逐层充填的方式浇满叠箱的砂型，就可以层叠砂型高一些，但为了安全和减轻叠装劳动强度，其高度最好不超过1～1.25m。如果铸件尺寸大，而且铸件壁又厚，其砂型尺寸也就大而重，又因手工操作，其装配劳动强度大，操作麻烦，则其高度宜低不宜高。在实际工作中，综合分析上述因素后，确定一经济合理、操作者能接受的高度是较理想的作法。

2）叠箱造型用砂型不可忽视加强排气。叠箱造型用砂型常为湿型，浇注时产生的气体多，必须让其顺利排出，以免铸件产生气孔等缺陷甚至发生安全事故。通常在砂箱四周的箱壁上应有排气孔，以排除型腔中的气体；分型面也应在模板上设置排气条，以便在分型面形成排气槽来排除型腔中的气体。排气槽的尺寸：通往型腔的一般为0.5mm×（4～10）mm，离开型腔10mm后排气槽尺寸可加厚到2mm×（5～10）mm。为防止排气槽内钻入金属液，也可以将排气槽不与型腔接通，在离型腔10～15mm处开设截面较厚（2～5）mm×（5～10）mm的排气槽。

3）叠箱造型用砂箱如果采用箱带，决不可采用具有箱带的普通砂箱。这是由于具有箱带的普通砂箱，其箱带的布置不仅未考虑到叠箱造型直浇道的需要，而且其箱带通常都是与砂箱填砂面的箱壁齐平，满足不了叠箱造型的最基本要求。因为叠箱造型所得的砂型，其上、下两面不是一面为平面，一面为型腔，就是两面均有型腔，采用带箱带的普通砂箱造型，就将使上面具有型腔的部分无法成形；即使是平面，由于箱带会成为冷铁，也将使该处铸件质量受到影响。因此，叠箱造型用箱带应设置在砂箱高度上的某一位置，并保证所生产的铸件有必要的吃砂量，才可两面加压成形，即得到所谓双面型腔铸型，如图2-34所示。所以叠箱造型只能用专用砂箱，且其上下应有较高的平行度。

4）不可忽视叠箱造型的操作步骤及要点。叠箱造型适宜批量生产铸件，在我国经常采用的方法是采用震压造型机或手工造型。采用震压造型机造型时，一般要两块模板，即上模板和下模板，分别安装在震压造型机的压板和工作台上，而上、下型腔就同时造在一个砂箱的上、下两面。通常根据铸件的形状和高度来确定模样安装在上模板还是下模板上，例如对高度较低（一般在20mm以下）、形状不复杂的铸件模样，有的就将其安装在上模板上（见图2-380）；而对较高的或形状较复杂的就宜放在下模板上。这是因为上模板装在压板上面，靠压实成型，较高、较复杂铸件，其不高的压实比压无法保证砂型得到所需要的紧实度，但压实后，起型时就可直接叠放在先造好的砂型上，省时、省力；而下模板安放在工作台上，造型时可采用振动紧实，容易保证砂型所需要的紧实度，但起型后要翻一次箱，才能叠放在先造好的砂型上，既增加了操作者劳动强度，也影响生产效率，但对较高、较复杂的铸件，为能确保铸件质量，这样做还是必要的。现介绍采用震压造型机造型的操作步骤（模样安装在上模板）：在压板和工作台上分别安装好上、下模板，并校准→放砂箱→填充面砂（主要在横浇道处）→填充背砂→震实→填充面砂→挤压（造出上型）→用直浇道模（见图2-381）→插走直浇道位置的型砂（底箱不插，盖箱加如图2-382所示的横浇道）→合型、浇注。如需要下芯，则在每次叠放砂型前配芯。值得注意的是：

①震实时，震击次数不能多，以妨砂型过紧，导致上模板压入时型砂缺乏必要的可塑性，影响成型；但也不宜过松，因为太松，第二次填充的面砂就要超出砂箱较高，挤压一次难于压紧。

②这样造出的砂型，如用作底箱，有时会嫌砂层不够厚实，担心漏箱，则可在造完型后将图2-380b所示的横浇道用型砂补平。

如果铸件较高、较复杂，模样安装在下模板上，其造型操作步骤也基本同上述步骤。但其震击紧实次数可少受限制，因为震击主要借型砂的冲力紧实，震击过程中，砂箱下层的型砂受到上面各层型砂的作用，受的冲击力大，因而紧实度大，这是生产中所需要的。

图2-380 叠箱造型用上、下模板

1—模板 2—模样 3—直浇道窝 4—内浇道 5—横浇道

图2-381 插制直浇道模