砂型鑄造實訓用鋁合金砂箱的設計與制作

◆唐春龍

砂型鑄造是在砂型中生產鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產、成批生產和大量生產均能適應，長期以來，一直是鑄造生產中的基本工藝。砂型鑄造實訓是鑄造工技能培訓的重要環節。

1 砂箱的設計

根據鑄造工技能培訓中對外砂型和型芯組合制作的技術要求，綜合考慮搬運、合型、澆注、設汁制作和使用成本，砂箱的設計如圖1、圖2所示。

2 砂箱的材料選用及制作成本

圖1 砂箱的下底板效果圖

圖2 砂箱上、下箱效果圖

根據設計要求，綜合考慮材料成本，選用ZL101A為箱體制作材料（ρ=2.7×103kg/m3，σb≥195 MPa，δ5≥5%，HBS(5/250/30)≥60），上、下箱凈重各為1.965 kg，下底板凈重4.959 kg，按兩箱造型情況每套砂箱凈重8.892 kg。綜合考慮加工損耗等因素，每套用材料應在10 kg左右，ZL101A市場價格14000元/噸左右，所以每套砂箱材料成本在140元左右。按40人培訓班型設計，40套（按兩箱造型設計：一底板、上箱一個、下箱一個）澆鑄加工制作費用2000元左右。砂箱總體效果圖如圖3、圖4所示。

3 鋁合金砂箱的使用參數

圖3 砂箱總體效果圖Ⅰ

圖4 砂箱總體效果圖Ⅱ

圖5 砂箱在砂型鑄造實訓中的使用情況Ⅰ

圖6 砂箱在砂型鑄造實訓中的使用情況Ⅱ

砂箱的上、下箱長、寬、高尺寸為260 mm×200 mm×80 mm，壁厚10 mm，下底板長、寬為350 mm×250 mm，厚度15 mm，底邊緣厚25 mm，寬15 mm，可制作尺寸長、寬在180 mm×120 mm范圍內的砂型，砂型高度不受限制（可采用多箱造型），能夠滿足一般實訓要求。

4 鋁合金砂箱的使用效果

圖5、圖6為鋁合金金砂箱在砂型鑄造實訓過程中使用的情況。經多輪、3000余人次的砂型技能培訓使用，證明該砂箱經濟、實用，完全能滿足培訓使用要求，使用效果好。

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