手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。手工造型操作灵活、适应性广、工艺装备简单、成本低,但其铸件质量差、生产率低、劳动强度大、技术水平要求高,所以手工造型主要用于单件小批生产,特别是重型和形状复杂的铸件。
手工造型一般的话是用于单件或者是小批量的生产,这种生产方式对于铸钢件生产厂家的员工技术水平要求非常高,紧砂和起模都是由手工完成的,可以用来铸造各种大小形状的铸件。
手工造型的方法很多,常用的有以下几种:
1.整模造型
对于形状简单,端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便,造型时整个模样全部置于一个砂箱内,不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件,如齿轮坯、轴承座、罩、壳等(图2)。
图2整模造型
2.分模造型
当铸件的最大截面不在铸件的端部时,为了便于造型和起模,模样要分成两半或几部分,这种造型称为分模造型。当铸件的最大截面在铸件的中间时,应采用两箱分模造型(图3),模样从最大截面处分为两半部分(用销钉定位)。造型时模样分别置于上、下砂箱中,分模面(模样与模样间的接合面)与分型面(砂型与砂型间的接合面)位置相重合。两箱分模造型广泛用于形状比较复杂的铸件生产,如水管、轴套、阀体等有孔铸件。
图3套管的分模两箱造型过程
铸件形状为两端截面大、中间截面小,如带轮、槽轮、车床四方刀架等,为保证顺利起模,应采用三箱分模造型(图4)。此时分模面应选在模样的最小截面处,而分型面仍选在铸件两端的最大截面处,由于三箱造型有两个分型面,降低了铸件高度方向的尺寸精度,增加了分型面处飞边毛刺的清整工作量,操作较复杂,生产率较低,不适用于机器造型,因此,三箱造型仅用于形状复杂、不能用两箱造型的铸件生产。
图4三箱分模造型举例
3.活块模造型
铸件上妨碍起模的部分(如凸台、筋条等)做成活块,用销子或燕尾结构使活块与模样主体形成可拆连接。起模时先取出模样主体,活块模仍留在铸型中,起模后再从侧面取出活块的造型方法称为活块模造型(图5)。活块模造型主要用于带有突出部分而妨碍起模的铸件、单件小批量、手工造型的场合。如果这类铸件批量大,需要机器造型时,可以用砂芯形成妨碍起模的那部分轮廓。
图5角铁的活块模造型工艺过程
4.挖砂造型
当铸件的外部轮廓为曲面(如手轮等)其最大截面不在端部,且模样又不宜分成两半时,应将模样做成整体,造型时挖掉妨碍取出模样的那部分型砂,这种造型方法称为挖砂造型。挖砂造型的分型面为曲面,造型时为了保证顺利起模,必须把砂挖到模样最大截面处(图6)。由于是手工挖砂,操作技术要求高,生产效率低,只适用于单件、小批量生产。
图6手轮的挖砂造型的工艺过程
5.假箱造型
铸钢件生产厂家为了克服挖砂造型的挖砂缺点,会在造型之前先做个底胎,然后在底胎上制作下箱,因为底胎不参与浇注,所以称作为假箱。假箱造型要比挖砂造型的操作简单,且分型面整齐。
6.刮板造型
刮板造型就是用刮板来代替实体模样造型,这样可以节省模样成本,节省木材,而且还可以缩短生产的周期,但是这个方式对铸钢件生产厂家的技术人员要求很高,比较适合用来生产有等截面或者是回转体的铸件。