1.手工造型的操作顺序

造型是获得铸件外部轮廓的工艺过程。由于铸件形状千差万别，因而所选择的造型方法也有所不同，但操作方法类似。下面举例说明手工造型的操作顺序。

（1）安放模样和砂箱 按铸造工艺方案将模样安放在造型平板的适当位置（见图2-21），然后安放下砂箱，使模样与砂箱内壁之间留有合适的吃砂量。若模样容易粘附型砂，则可撒（或涂）上一层防粘模材料（如硅石粉等），如图2-22所示。

图2-21 安放模样

图2-22 撒防粘模材料（一）

（2）填砂和舂砂 在模样的表面筛上或铲上一层面砂，将模样盖住（见图2-23），再在面砂上铲入一层背砂，用砂舂扁头将分批填入的型砂逐层舂实，如图2-24所示。填入最后一层背砂，用砂舂平头舂实，如图2-25所示。

（3）修整和翻型 用刮板刮去多余的背砂，使砂型表面和砂箱边缘平齐，如图2-26所示。在砂型上用通气针扎出通气孔，如图2-27所示。翻转下砂型，如图2-28所示。

图2-23 筛上面砂

图2-24 填舂背砂

a）用砂舂扁头舂砂 b）铲填背砂

图2-25 用砂舂平头舂砂

图2-26 刮去多余的型砂

图2-27 扎出通气孔

图2-28 翻转下砂型

（4）修整分型面 用镘刀将模样四周砂型表面修平，撒上一层分型砂，如图2-29所示。用手风箱吹去模样上的分型砂，如图2-30所示。

图2-29 撒分型砂

图2-30 吹去模样上的分型砂

（5）放置上砂箱 将上砂箱套放在下砂型上，再均匀地撒上防粘模材料，如图2-31所示。

（6）填砂和舂实 安放直浇道模样，加入面砂，如图2-32所示。放上冒口，铲入背砂，用砂舂扁头逐层舂实，最后用砂舂平头舂实型砂。

图2-31 撒防粘模材料（二）

图2-32 安放直浇道模样和加面砂

（7）修型和开型 用刮板刮去多余的背砂，使砂型表面和砂箱边缘平齐，用镘刀修平浇冒口处的型砂，扎出通气孔，取出直浇道模样并在直浇道上开挖漏斗型浇口盆。若砂箱无定位装置，则需在砂箱上做出定位装置（如做上泥粉号）。敞开上砂型并翻转放好，如图2-33所示。

（8）修整分型面 扫除分型砂，用水笔润湿靠近模样处的型砂，如图2-34所示。开挖浇道，如图2-35所示。

（9）起模 将模样向四周松动，然后用起模钉将模样从砂型中小心起出，如图2-36所示。将损坏的砂型修补好，如图2-37所示。

图2-33 敞开上砂型

（10）合型 将修整后的上砂型按照定位装置对准放在下砂型上，放置压铁，抹好箱缝，准备浇注，如图2-38所示。浇注冷却后从砂型中取出带浇注系统的铸件，如图2-39所示。

图2-34 刷水

图2-35 开挖浇道

图2-36 起模

图2-37 将损坏的砂型修补好

图2-38 合型后的砂型

图2-39 带浇注系统的铸件

图2-40 安放模样时应注意起模方向

a）模样大端朝向平板，起模后型腔完好 b）模样放错，起模后型腔损坏

2.手工造型操作技术

在铸造生产中，手工造型的方法较多，但造型时都具有某些共同的工艺过程和操作要求。下面对造型各主要工序的操作要领进行介绍。

（1）安放模样 在安放模样时应注意以下几点：

1）起模方向如图2-40所示。

2）应留有安放浇冒口的位置。

3）模样至砂箱内壁及顶部之间需留有一定的距离，即吃砂量，其值不应小于表2-1中的数值，以防浇注时发生抬型（跑火）现象，但也不宜过大，以免增加造型的工作量和型砂用量。

表2-1 模样和浇道与箱边间的距离

4）铸件的重要加工面应朝下或侧立，防止其产生气孔、夹渣等缺陷。

（2）填砂 填入砂箱中的型砂通常有两种：面砂和背砂。紧贴模样的一层砂是面砂，面砂的厚度取决于铸件的壁厚，一般舂实后为20～60mm，其余可用背砂填入，如图2-41所示。生产小型铸件时，为防止模样移动，第一次往砂箱中填砂时，应先用手按着模样，并随即用手将模样周围的型砂紧实。机器造型时为提高效率多采用单一砂。

（3）舂砂 舂砂是造型过程中最基本的操作之一。其目的是使砂型达到合适的紧实度。操作时应注意：

1）砂型紧实度的分布。由于砂型各部分的工作条件不同，因此其要求的紧实度也不同。合理的紧实度既能使砂型在翻转、搬运时不被损坏，在浇注时能承受金属液的冲击，又能使气体排出，防止铸件产生气孔。其具体分布如下：

①箱壁和箱带处的型砂要比模样周围紧一些，这不仅使砂型的气体容易逸出，而且可防止在翻转、吊运时塌箱。

②砂型下部的型砂要比上部的型砂逐渐舂得结实一些。这是因为越是往下，金属液对砂型的压力越大，若砂型紧实度太低，铸件则会产生胀砂现象，如图2-42所示。

图2-41 填砂

a）正确填砂 b）不正确填砂

1—面砂 2—背砂

图2-42 胀砂

a）砂型硬度分布 b）铸件胀砂情况

③下砂型应比上砂型舂得紧实一些，以防止铸件产生气孔。这是因为上砂型受到金属液的压力小，而经过它逸出的气体却较多。

2）舂砂方法。舂砂时为了防止模样移动和浇道模样歪斜，应先用砂舂扁头在模样和浇道模样四周舂几下，把它们固定住，如图2-43所示。舂砂时应先从砂箱边上开始，顺序地靠近模样，如图2-44所示。这样既可避免某些地方漏舂，又能防止局部舂得太硬。舂砂时应先用砂舂扁头舂实，以便各层型砂之间结合得更好，最后一层用砂舂平头舂实。

图2-43 舂砂前固定模样的位置

图2-44 舂砂路线

舂砂时，舂头应和模样保持20～40mm的距离，不可太靠近模样，否则会舂坏模样，还会把此处的砂舂得太硬，使砂子粘牢在模样上，起模时被模样带走，或在金属液的作用下分离，使铸件表面产生结疤等缺陷，如图2-45所示。

模样凹陷处或不易舂实的部位，在舂砂前应先用手塞紧或舂实，但不宜太硬，否则起模时易将此处的型砂带出。

手工舂砂时填砂层的厚度每层约为100mm，用风动捣固器舂砂时填砂层的厚度约为200mm。厚砂层下面的型砂不易舂实，浇出的铸件会形成竹节状胀砂，如图2-46所示。

图2-45 舂砂带来的缺陷

a）局部舂得太硬 b）起模时砂块被带走 c）形成结疤

1—砂块 2—结疤

（4）撒分型砂 上砂型的舂砂操作是将上砂型放在下砂型上进行的，为了使上、下砂型不致粘连，在分型面上应均匀地撒上一层薄薄的隔离材料。常用的隔离材料多是细粒无粘土的干砂，称为分型砂。分型砂只能撒在砂型面上，落在模样上的分型砂要用掸笔或手风箱清除掉，特别是模样凹角或者是圆拱形模样的底面上不能存留分型砂，不然将影响铸件的表面质量。当分型面有较大的倾斜度，撒上的砂粒不能留住时，对于需烘干的砂型，可先在分型面上喷刷一些水，再撒细干砂，对于湿型砂，可在分型面上铺一张纸进行隔离，如图2-47所示。

图2-46 填砂层太厚的缺点

a）砂型硬度分布 b）竹节形胀砂铸件

A—型砂较松处 B—胀砂处

图2-47 用纸隔离湿型斜坡分型面

1—分型纸 2—分型面

（5）砂型的排气 砂型在浇注时会产生大量的气体。若不及时将气体排出，铸件就容易产生气孔缺陷。虽然气体可以通过型砂颗粒间的空隙排出一部分，但是排出不完全，必须采取措施尽快把型腔中的气体排出。

加强砂型排气的措施如下：

1）扎通气孔。气体可以通过通气孔排出型外，如图2-48所示。扎通气孔时应注意以下几个方面：

①通气孔应在砂型舂实刮平后再用通气针扎出，否则扎出的通气孔又会在刮平砂型的过程中被堵塞，如图2-49所示。

图2-48 通气孔的作用

图2-49 砂型的通气孔被型砂堵死

a）扎通气孔后再刮平 b）通气孔被型砂堵死

②通气针的粗细应根据砂型大小来选择，一般为ϕ2～ϕ8mm。

③通气孔的数目一般应保持在每平方分米内有4～5个。

④通气孔最里端与模样之间应有2～10mm的距离。若通气孔太深，则浇注时金属液会进入通气孔，使其失去作用；若通气孔太浅，则通气孔的作用会大大减弱，不能将气体及时排出。

2）安放出气冒口浇注时，型腔上部会聚积很多气体，造成较大的反压力，阻碍金属液充满型腔，尤其是一些细薄部位，极易产生浇不到现象，如图2-50a所示。如果设置出气冒口，则可消除上述现象，如图2-50b所示。出气冒口一般位于铸件最高处，特别是细薄部位，如图2-51所示。

图2-50 出气冒口的作用

a）无出气冒口 b）有出气冒口

1—铸件 2—出气冒口

图2-51 出气冒口的位置

1—铸件 2—出气冒口 3—浇道

3）将砂型安放在疏松的砂地上，以便排气。较大的砂型，最好在砂地表面开出通气沟槽。

（6）定位 起模后合型时，上砂型必须准确地合到下砂型上原来的位置，否则会产生错型现象，如图2-52所示。因此，砂型定位非常重要。

图2-52 砂型的定位

a）定位正确 b）砂型错位

下面介绍几种常用的定位方法：

1）定位销定位。在舂制上砂型前，上砂型是通过定位销和砂箱上的定位销孔进行定位的，合型时也按此方法定位，如图2-53所示。

图2-53 用定位销定位(www.daowen.com)

a）低型砂箱的插销法 b）高型砂箱的套销法

2）泥号定位。砂箱无定位销孔装置时，可用泥号方法定位，如图2-54所示。泥号要在上砂型舂实后开型前做好。泥号应做在分型面上，以及下砂箱外壁的前、左、右三个侧面。具体做法是：先在应做泥号的砂箱位置涂刷泥浆水，再敷上细型砂，然后用镘刀在型砂上划出细而直的线条即可。湿砂型还可做粉号定位。

3）用内箱销定位。在将上砂型舂实后，将内箱销从上面打下去，使销伸到下砂型一定深度，拔去内箱销，在上、下砂型上便留下锥型定位孔，合型时，再将内箱销插入上砂型锥形孔中，以此来引导合准上、下砂型，如图2-55所示。

图2-54 用泥号定位

1—上砂型 2—合型线 3—下砂型

图2-55 用内箱销定位

1—内箱销 2—上砂型 3—悬吊砂芯 4—下砂型

用内箱销定位时应注意下述几点：

①内箱销必须垂直打入砂型中。

②两根内箱销的距离应尽量放得远一些，以提高合型精度。

③为防止将上砂型位置合错，可将一根内箱销放在对角线上，另一根则偏离对角线。

④打入内箱销时，要注意避开模样。

4）用内箱锥定位。其方法是在分型面适当位置放置内箱锥，如图2-56a所示。先将铁制内箱锥中空部分填入型砂并紧实，再用长的铁钉将内箱锥固定在分型面上（见图2-56b），然后放置上砂型舂制，合型时内箱锥就起到定位销的作用。在实际生产中，根据砂型的大小可设置2～4个内箱锥。

图2-56 用内箱锥定位

1—下砂型 2—内箱锥 3—铁钉 4—型砂

（7）开型 取出模样，移去上型的过程称为开型。开型方法必须正确，否则会将砂型损坏。开型时应注意以下几点：

1）开型前用撬棒在上、下砂型搭手间略微撬动，使上、下砂型和模样间产生微小间隙，这样开型时砂型就不易损坏。

2）开型时，上型必须垂直提起，当较大的砂型用起重机开型时，要把起重吊钩调整到上砂型重心的地方，并把几根起重链条的松紧程度调到一样，然后再起吊。

3）若上砂型的吊砂不高又有一定斜度，则可用图2-57所示的转动开型方法：以上砂型的一个箱边为轴线，将上砂型绕轴线转动而开起，这样可防止因开型时摇摆不稳而将吊砂碰伤。

（8）起模 使模样与砂型分离的操作过程称为起模。为了将模样顺利地从砂型中起出，必须先做好以下准备工作。

1）刷水。用掸笔润湿模样周边的型砂，增加其粘结力，防止起模时损坏型腔的边缘；但不能刷太多的水，否则浇注时将产生过多的气体。

图2-57 转动开型法

2）敲模。敲模能使模样与型腔之间产生间隙，便于起模。其方法是：将起模针垂直扎在模样重心位置上，然后用锤子沿四周敲起模针下部，使模样与型腔之间产生均匀的间隙，以便于顺利起模，如图2-58所示；但不能松动得太厉害，否则会增大型腔尺寸，严重时还会损坏型腔，如图2-59所示。

图2-58 起模针要扎在模样重心上

a）正确 b）错误

图2-59 松动过度使型腔损坏

3）插钉。为了防止起模时将模样四周的型砂带走，可在模样四周的砂型上插钉加固。

起模操作要小心细致，避免破坏砂型。起模时先用锤子敲起模针，使粘在模样上的型砂脱落，然后慢慢地将起模针垂直向上提起，同时，用木锤轻轻敲打模样，待模样即将全部起出时，要快速起出，不能偏斜和摇动。对于起模较困难的模样，可在模样四周放压板起模，如图2-60所示。起出的模样应擦净，防止损坏。

（9）修型 当模样形状复杂、质量较差，或者舂砂、起模操作不当时，砂型易被损坏，此时要使用各种修型工具，用面砂仔细修补。修补的地方要牢固、准确、光滑、平整。下面介绍修型方法及其注意事项。

1）修型方法

①对于局部松软处，可用镘刀划松要修整处，用手揿实或用锤子等工具再次舂实。

图2-60 用压板防止型砂被带走

1—起模针 2—模样 3—压板

②对于两壁相交处的损坏部位，可用镘刀粘上砂子，沿一定方向将砂抹到缺口上，如图2-61所示。

图2-61 型腔两壁相交处的修补

a）将砂型缺口处用镘刀划松 b）用镘刀将型砂补好 c）镘刀向下运动，抹平铅垂壁上的型砂 d）用砂钩挑型砂修补立面

③对于被模样带出的大块型砂处，可将被带出的型砂取出后，刷上泥浆，使其水覆盖在损坏处进行补实。

④对于面积较大、深度较浅处，修补前要将下面的砂挖去一些，以免单纯地把砂铺在表面，造成修补后大片脱落。

⑤对于型腔尖角部分（包括浇道），为了防止型腔内的尖角砂被金属液冲坏，要用镘刀（或双头铜勺）将其修成圆角。

⑥对于砂型损坏较大的部位，可借助直尺、挡板等，用镘刀进行修补，如图2-62所示。

⑦对于深窄槽底面、立壁，可用砂钩进行修补，如图2-63所示。

图2-62 借助挡板用镘刀修补

⑧对于分型面，为了避免模样靠近分型面处周围的型砂在起模时被带走，合型时将此处砂型压坏，起模前需将此处砂型稍微压低形成一条披缝，如图2-64所示。干砂型所留的披缝宽度一般为1～2mm，湿砂型可不留披缝。

图2-63 用砂钩修补型腔

a）修补型腔底平面 b）修补较窄深的立壁

图2-64 在下砂型分型面处修出披缝

a）起模时砂型四周损坏 b）将模样四周压低 c）合型后的披缝

2）修型过程中应注意的问题

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或破坏。

②砂型上需修补的地方可先用水润湿一下，但水不宜太多，否则浇注时会产生大量的气体，将修补上去的型砂冲坏，造成夹砂等缺陷，如图2-65所示。

③修补平面时，不能用镘刀在型腔表面来回多次修平，以免使型腔表层与里层分离，浇注时使铸件产生夹砂、起皮等缺陷。

④补上去的砂应比砂型表面高一些，以使其在压实和修平后能和砂型表面平齐。

（10）插钉 型腔中一些薄弱部位，如转角凸台、浇冒口附近、大平面及损坏的修补处，特别是大型厚壁铸件，为了防止浇注时被金属液冲坏，常用铁钉来增加此处的强度，如图2-66所示。

图2-65 修型时刷水太多的缺点

图2-66 铁钉增加型腔中凸台的强度

1）插钉的形式。插钉的形式分为明钉和暗钉两种。

①明钉。明钉必须使用新钉，插入后应与砂型表面齐平，并应分行错开排列，如图2-67所示。

图2-67 明钉的插法

a）正确 b）、c）、d）错误 e）各行错开排列

②暗钉。暗钉插入后要比砂型表面低1～2mm，上面用型砂盖平。但是在将暗钉插入前应将钉头敲扁，以便于使盖上的型砂能与钉头咬牢。

2）插暗钉时的注意事项

①暗钉长度为50～200mm，钉与钉之间的距离为25～100mm。

②使用前要把暗钉用水润湿一下，以增强其与砂型的粘结力。

（11）开设浇注系统 浇注系统是为了填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，通常由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成，如图2-68所示。浇注系统开设得不当，将会对铸件质量造成很大的影响。

有些简单的小型铸件可不用横浇道，由直浇道直通内浇道；有时甚至内浇道也不用，由直浇道直通型腔，如图2-69所示。

图2-68 浇注系统的组成

1—浇口杯 2—直浇道 3—横浇道 4—内浇道

图2-69 简单浇道

a）直浇道直通内浇道 b）直浇道直接和型腔相通

开设浇注系统时应注意以下几个问题：

1）浇道表面要光滑，防止金属液将砂粒冲下带入型腔中。

2）不能将内浇道开设在正对着砂芯的部位和型腔内的薄弱部位，以防止浇注时金属液冲坏砂芯和砂型。

3）内浇道不能开设在横浇道的尽头、上面和直浇道的下面，以将金属液中的杂质存留在横浇道中，如图2-70所示。

4）内浇道的数目根据铸件大小、壁厚而定。简单的小型铸件可开一道，大的薄壁铸件要多开几道。

（12）上敷料和涂料 制好的砂型如果是湿型，则需要用粉袋在型腔内撒一层石墨粉等敷料；如果是干型，则需要在型腔表面刷上一层液体涂料，以防止铸件粘砂。

刷涂料时应注意以下几点：

图2-70 内浇道的开设

a）内浇道开设正确 b）、c）、d）内浇道开设错误

1）涂料是一种悬浊液，很容易产生沉淀，因此使用前要搅拌均匀。

2）为了使铸型表面光洁，需要刷多次涂料，刷完后要用镘刀修光，最后一层用较稀的涂料刷均匀即可。

3）除型腔表面外，在分型面和型腔交接处，浇注系统及芯头和芯座处也应涂刷适当的涂料层。

（13）合型 合型是一项非常细致的操作工序，对铸件质量有很大的影响，如果操作不当，铸件就会产生错型、偏芯、气孔、砂眼等缺陷。

下面介绍合型操作的注意事项：

1）仔细检查砂型各个部位是否有损坏的地方。型腔中散落的砂子、灰尘可用手风箱或压缩空气吹去，也可用吸尘器吸出。

2）检查砂芯尺寸和安放位置是否正确，型腔各部分的壁厚是否合乎要求。

3）必要时，合型后再将上砂型吊起来，检查在合型时有无压坏的地方。

4）干砂型合型时，需要在分型面上铺上一圈石棉绳或泥条，以增加砂型的密封性。

5）合型后用粘土泥条或型砂抹塞砂箱箱缝，以防浇注时金属液从分型面处射出，造成跑火。

6）合型后，要将浇口杯和冒口盖住，以防灰尘、砂粒或杂物进入型腔。

（14）紧固 为了防止浇注时上砂型被金属液的浮力抬起，浇注前需要做好砂型的紧固工作。紧固时要注意以下几点：

1）压铁要对称放置，如图2-71所示。

2）压铁不得妨碍浇注工作及砂型排气。

3）压铁应放在箱带或箱边上，防止压坏砂型，如图2-72所示。

图2-71 砂型压铁的位置

a）砂型压铁放置正确 b）砂型压铁放置错误

1—冒口 2—上砂型 3—压铁 4—浇口杯

图2-72 上砂型被弯曲的压铁压坏

4）用卡子或螺栓紧固时，应两面同时紧固，避免上砂型翘起形成间隙而导致跑火。

5）浇注后，压铁等紧固工具不能去除得太早，以免金属液还未凝固，将上砂型顶起而导致跑火。

3.手工造型工作场地的布置

手工造型工作场地分为固定和不固定两种。造型始终在一个地方进行，浇注在别处进行的称为固定造型工作场地；造好的砂型在原地浇注，而造型工要不断移动造型位置的称为不固定造型工作场地。

准备固定造型工作场地时应注意以下两点：

1）照明光线应来自左上方，这样可以较容易看清型腔底部，以减轻造型工眼睛疲劳。

2）底板或模板应放在正前方，空砂箱放在左侧，造型工具放在右侧，这样造型时能顺利取到所需要的东西。修型时，所用的修型工具应全部拿在左手备用，不能随便乱放。