砂型铸造实训用铝合金砂箱的设计与制作

◆唐春龙

砂型铸造是在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。砂型铸造实训是铸造工技能培训的重要环节。

1 砂箱的设计

根据铸造工技能培训中对外砂型和型芯组合制作的技术要求，综合考虑搬运、合型、浇注、设汁制作和使用成本，砂箱的设计如图1、图2所示。

2 砂箱的材料选用及制作成本

图1 砂箱的下底板效果图

图2 砂箱上、下箱效果图

根据设计要求，综合考虑材料成本，选用ZL101A为箱体制作材料（ρ=2.7×103kg/m3，σb≥195 MPa，δ5≥5%，HBS(5/250/30)≥60），上、下箱净重各为1.965 kg，下底板净重4.959 kg，按两箱造型情况每套砂箱净重8.892 kg。综合考虑加工损耗等因素，每套用材料应在10 kg左右，ZL101A市场价格14000元/吨左右，所以每套砂箱材料成本在140元左右。按40人培训班型设计，40套（按两箱造型设计：一底板、上箱一个、下箱一个）浇铸加工制作费用2000元左右。砂箱总体效果图如图3、图4所示。

3 铝合金砂箱的使用参数

图3 砂箱总体效果图Ⅰ

图4 砂箱总体效果图Ⅱ

图5 砂箱在砂型铸造实训中的使用情况Ⅰ

图6 砂箱在砂型铸造实训中的使用情况Ⅱ

砂箱的上、下箱长、宽、高尺寸为260 mm×200 mm×80 mm，壁厚10 mm，下底板长、宽为350 mm×250 mm，厚度15 mm，底边缘厚25 mm，宽15 mm，可制作尺寸长、宽在180 mm×120 mm范围内的砂型，砂型高度不受限制（可采用多箱造型），能够满足一般实训要求。

4 铝合金砂箱的使用效果

图5、图6为铝合金金砂箱在砂型铸造实训过程中使用的情况。经多轮、3000余人次的砂型技能培训使用，证明该砂箱经济、实用，完全能满足培训使用要求，使用效果好。

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