2.4　模型

2.4.1　模型设计

模型设计时应该考虑铸件的形状、尺寸、材料、组织变化与铸造缺陷等许多因素。并应根据造型方法的特点确定模型的结构、尺寸、材料和制造方法。

1. 模型材料

砂型铸造用模型常由铸铁、碳素钢、铜合金、铝合金、合成树脂与木材等制成。从强度、耐磨性、工作性能等方面考虑，以铸铁模型使用最多。壳型法所用金属模是在250～300℃受热状态下使用，从热膨胀、热容量、强度，耐磨性、加工性和脱壳性等方面考虑，几乎都使用铸铁模，其材料牌号为FC25、FC30或合金铸铁。为了防止铸铁模在工作条件下受热变形，应该预先进行低温退火处理。

2. 拔模斜度

为了便于起出模型，应使模型垂直面具备一定的拔模斜度，其值视模型表面粗糙度、型砂特性、造型方法而定。拔模斜度关系到铸件的加工余量，应该尽量减小。特别是加工基准面的拔模斜度，更应从机械加工方面进行充分分析后再作决定。一般来说，砂型铸造的拔模斜度约为1/50，芯型铸造的拔模斜度为1/50～1/100。

3. 收缩余量

液态金属凝固时收缩，使得铸件尺寸小于型腔，所以应在模型尺寸上放出收缩裕量。铸件收缩率不仅与其材料有关，还受铸件形状、壁厚等因素的影响。一般而言，铸铁件的收缩余量为8/1000～12/1000，铸钢件的收缩余量为15/1000～20/1000。

4. 加工余量

根据铸件材料、形状、尺寸、加工条件、铸造性等因素，确定加工余量。加工余量虽应尽量减少，但有时还要适当加大，以作为铸造缺陷（激冷、夹渣等）的预防措施。其值一般常取1～4mm。

5. 芯头座

确定芯头座是支持和固定砂芯的重要部位，芯头座和砂芯之间要有适当的装配裕量。此装配裕量不仅影响铸件的铸造披缝量，而且影响铸件的壁厚。在砂型中使用壳芯时，必须考虑它们之间膨胀系数的差异。

6. 铸造方案

铸造方案关系到铸件质量的稳定和防止铸造缺陷的发生，必须慎重确定。设计铸造方案时，除应掌握各种铸造方法的特征外，还应充分考虑铸件形状、尺寸、壁厚和材料等因素。对于浇口系统的诸要素（直浇口、横浇口、内浇口等），应进行流体力学理论方面的计算。

2.4.2　模型制造

模型制造采用数字控制的机械加工方法，以提高精度，缩短加工时间。一般常用的金属模型加工设备见表2-7。由于铸件形状复杂，结构纤细，当以机械加工方法不能获得预期形状时，则需采用下述特殊加工方法。

1. 模型仿形加工

用于石膏、合成树脂、木材等材料制造的模具。

2. 雕刻加工

使用对小转弯极细部位进行加工的机械。

3. 电火花加工

用于不能以机械加工方法成型的模具。目前，像数字控制机床那样，为许多模具制造者所采用。

4. 数字控制加工

加工的精度高，适于重复加工。

5. 肖氏铸造法

它是一种精密的铸造方法，铸态的尺寸精度极高，可大幅度降低机械加工量。对于已制成的模型，除应检查形状外，还应对照设计图样，严格检查那些对产品质量有密切影响的直浇道、内浇道和浇注系统比是否符合要求。此外，在使用过程中，还应定期检查模型的磨损情况和损伤程度，并对不合要求的部位及时修理，以防止因造型不当发生铸造废品。 7UaVFKl1+FBJUYV6gtagrQVR2dGRFULAt0gL0WfQAEyXn19LOLg87rXvlr4CJXPe