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作者：潘爱民,朱海燕等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2016-02-01

书籍编号：30468306

ISBN：9787121279638

正文语种：中文

字数：156168

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：金工实训

作者：潘爱民　朱海燕

ISBN：9787121279638

版权所有 · 侵权必究

前言

本书是根据高等职业院校教学实际情况和特点以及高职高专教育人才培养目标的要求，参照职业技能鉴定规范及中、高级技术工人等级考核标准而编写的金工实习教材，主要内容有钢的热处理、铸造、锻压、焊接、钳工、车工、铣工、刨工、磨工和数控机床加工、电火花线切割加工等部分，内容上尽量做到布局合理、丰富、难度适中，逻辑性、系统性和实践性强，并且与理论教学具有互补性。

本书由郑州电力职业技术学院机电工程系和金工实习中心教师合作编写。全书由潘爱民统稿，由机电工程系主任祁建中教授、一级实习指导教师郝天才主审。参与编写的有朱海燕、薛慧、王进芝、景红芹、赵磊、姚铎军、马小谭、曹祥慧、刘光定、张剑。在编写过程中，我们简化了理论知识介绍，突出了技能和工艺过程的培养，注重理论与实践的相互结合和渗透，做到重点内容突出、文字叙述精炼、插图形象生动，以便于学生自学和实习指导教师示范讲解。为了方便学生复习，培养分析和解决实际问题的能力，每章附有能力测试题，供学生练习。

本书适合高等职业院校机械类、近机械类专业使用，也可作为职业技术培训教材或供有关技术人员参考。

通过本书的学习，主要实现以下教学目标。

（1）引导学生了解企业的状况，使学生具有一定的感性认识和实践经验。

（2）培养学生吃苦耐劳、爱岗的敬业精神。

（3）突出强化实践技能的培养，提高学生的动手能力和实践技能。

（4）培养综合应用能力和分析能力，引导学生通过自学掌握一些简单技能，学会应用所学理论知识对实习中的一些实际问题和工艺过程进行分析。

（5）强化学生的安全意识、质量意识、效益意识和环境保护意识，培养和造就素质高、知识面宽的应用型人才。

本书在编写过程中，参阅了大量的文献资料，在此表示衷心的感谢。

编 者

第1章 金工实训基础知识

1.1 概述

1.1.1 金工实训的目的和要求

《金工实训》是学生进行工程训练、培养工程意识、学习工艺知识、提高工程实践能力的重要的实践性教学环节，是学生学习机械制造系列课程必不可少的先修课程，也是建立机械制造生产过程的概念、获得机械制造基础知识的奠基课程和必修课程。其目的如下。

（1）建立起对机械制造生产基本过程的感性认识，学习机械制造的基础工艺知识，了解机械制造生产的主要设备。

在金工实训中，学生要学习机械制造的各种主要加工方法及其所用主要设备的基本结构、工作原理和操作方法，并正确使用各类工具、夹具、量具，熟悉各种加工方法、工艺技术、图纸文件和安全技术，了解加工工艺过程和工程术语，使学生对工程问题从感性认识上升到理性认识。这些实践知识为以后学习有关专业技术基础课、专业课及毕业设计等打下良好的基础。

（2）培养实践动手能力，进行基本训练。

学生通过直接参加生产实践，操作各种设备，使用各类工具、夹具、量具，独立完成简单零件的加工制造全过程，以培养学生对简单零件具有初步选择加工方法和分析工艺过程的能力，并具有操作主要设备和加工作业的技能，初步奠定技能型、应用型人才应具备的基础知识和基本技能。

（3）全面开展素质教育，树立实践观点、劳动观点和团队协作观点，培养高质量人才。

工程实践与训练一般在学校工程培训中心的现场进行。实训现场不同于教室，它是生产、教学、科研三结合的基地，教学内容丰富，实习环境多变，接触面宽广。这样一个特定的教学环境正是对学生进行思想作风教育的好场所、好时机。

金工实训对学好后续课程有着重要意义，特别是技术基础课和专业课，都与金工实训有着重要联系。金工实训场地是校内的工业环境，学生在实训时置身于工业环境中，接受实训指导人员思想品德教育，培养工程技术人员的全面素质。因此，金工实训是强化学生工程意识教育的良好教学手段。

本课程的主要要求是：①使学生掌握现代制造的一般过程和基本知识，熟悉机械零件的常用加工方法及其所用的主要设备和工具，了解新工艺、新技术、新材料在现代机械制造中的应用。②使学生对简单零件初步具有选择加工方法和进行工艺分析的能力，在主要工种方面应能独立完成简单零件的加工制造并培养一定的工艺实验和工程实践能力。③培养学生生产质量和经济观念，理论联系实际，一丝不苟的科学作风，热爱劳动、热爱公物的基本素质。

金工实训的基本内容分为铸、锻、焊、钳工、车、铣、刨、磨、数控加工等工种。通过实际操作、现场教学、专题讲座、电化教学、综合训练、实验、参观、演示、实训报告或作业以及考核等方式和手段，丰富教学内容，完成实践教学任务。

1.1.2 实训安全技术

在实训劳动中要进行各种操作，制作各种不同规格的零件，因此，常要开动各种生产设备，接触到焊机、机床、砂轮机等。为了避免触电、机械伤害、爆炸、烫伤和中毒等工伤事故，实训人员必须严格遵守工艺操作规程。只有施行文明生产实习，才能确保实训人员的安全和保障。

（1）实训中做到专心听讲，仔细观察，做好笔记，尊重各位指导教师，独立操作，努力完成各项实训作业。

（2）严格执行安全制度，进车间必须穿好工作服。女生戴好工作帽，将长发放入帽内，不得穿高跟鞋、凉鞋。

（3）机床操作时不准戴手套，严禁身体、衣袖与转动部位接触；正确使用砂轮机，严格按安全规程操作，注意人身安全。

（4）遵守设备操作规程，爱护设备，未经教师允许不得随意乱动车间设备，更不准乱动开关和按钮。

（5）遵守劳动纪律，不迟到，不早退，不打闹，不串车间，不随地而坐，不擅离工作岗位，更不能到车间外玩，有事请假。

（6）交接班时认真清点工具、夹具、量具，做好保养保管，如有损坏、丢失按价赔偿。

（7）实训时，要不怕苦、不怕累、不怕脏，热爱劳动。

（8）每天下班擦拭机床，清整用具、工件，打扫工作场地，保持环境卫生。

（9）爱护公物，节约材料、水、电，不践踏花木、绿地。

（10）爱护劳动保护品，实训结束时及时交还工作服，损坏、丢失按价赔偿。

1.2 金属材料的性能

1.2.1 工艺性能与使用性能

金属材料的性能一般分为工艺性能和使用性能两类。

所谓工艺性能，是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏决定了它在制造过程中加工成型的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。

所谓使用性能，是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。

1.2.2 金属材料力学性能

在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能。

金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种力学性能。

1.强度

强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏（过量塑性变形或断裂）的性能。由于载荷的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，因此强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定的联系，使用中一般较多以抗拉强度作为最基本的强度指标。

2.塑性

塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不被破坏的能力。

3.硬度

硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。目前生产中测定硬度方法最常用的是压入硬度法，它是用一定几何形状的压头在一定载荷下压入被测试的金属材料表面，根据被压入程度来测定其硬度值。常用的方法有布氏硬度（HBW）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）等方法。

4.冲击韧性

以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧性。

5.疲劳强度

前面所讨论的强度、塑性、硬度都是金属在静载荷作用下的力学性能指标。实际上，许多机器零件都是在交变载荷下工作的，在这种条件下零件会产生疲劳。材料在交变载荷作用下而不被破坏的能力，称为疲劳强度。

1.2.3 常用金属材料

工业上将碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金称为钢。钢具有良好的使用性能和工艺性能，因此获得了广泛的应用。

1.钢的分类

钢的分类方法很多，常用的分类方法有以下几种。

（1）按化学成分分类：碳素钢可分为低碳钢（碳质量分数＜0.25%）、中碳钢（碳质量分数0.25%～0.6%）、高碳钢（碳质量分数＞0.6%）；合金钢可以分为低合金钢（合金元素总含量＜5%）、中合金钢（合金元素总含量5%～10%）、高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

（2）按用途分类：可分为结构钢（主要用于制造各种机械零件和工程构件）、工具钢（主要用于制造各种刀具、量具和模具等）、特殊性能钢（具有特殊的物理、化学性能的钢，可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等）。

（3）按品质分类：可分为普通碳素钢（P≤0.045%、S≤0.05%）、优质碳素钢（P≤0.035%、S≤0.035%）、高级优质碳素钢（P≤0.025%、S≤0.025%）。

2.碳素钢的牌号、性能及用途

常见碳素结构钢的牌号用“Q+数字”表示，其中“Q”为屈服强度的“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服强度的数值。若牌号后标注字母，则表示钢材质量等级不同。

优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示钢的平均含碳量的质量分数的万分数，例如，20钢的平均碳质量分数为0.2%。常见的碳素结构钢的牌号、力学性能及其用途如表1-1所示。

表1-1 常见碳素结构钢的牌号、力学性能及其用途

3.合金钢的牌号、性能及用途

为了提高钢的性能，在碳素钢基础上特意加入合金元素所获得的钢种称为合金钢。

合金结构钢的牌号用“两位数（平均碳质量分数的万分之几）+元素符号+数字（该合金元素质量分数，小于1.5%不标出；1.5%～2.5%标2；2.5%～3.5%标3，以此类推）”表示。常见的合金钢牌号、力学性能及其用途如表1-2所示。

表1-2 常见合金钢的牌号、力学性能及其用途

对合金工具钢的牌号而言，当碳的质量分数小于1%，用“一位数（表示碳质量分数的千分之几）+元素符号+数字”表示；当碳的质量分数大于1%时，用“元素符号+数字”表示。

注意：高速钢碳的质量分数小于1%，其含碳量也不标出。

4.铸钢的牌号、性能及用途

铸钢主要用于制造形状复杂，具有一定强度、塑性和韧性的零件。碳是影响铸钢性能的主要元素，随着碳质量分数的增加，屈服强度和抗拉强度均增加，而且抗拉强度比屈服强度增加得更快，但当碳的质量分数大于0.45%时，屈服强度很少增加，而塑性、韧性却显著下降。所以，在生产中使用最多的是ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570三种。常见碳素铸钢的成份、力学性能及其用途如表1-3所示。

表1-3 常见碳素铸钢的成分、力学性能及其用途

5.铸铁的牌号、性能及用途

铸铁是碳质量分数大于2.11%，并含有较多Si、Mn、S、P等元素的铁碳合金。铸铁的生产工艺和生产设备简单，价格便宜，具有许多优良的使用性能和工艺性能，所以应用非常广泛，是工程上最常用的金属材料之一。常见的灰铸铁的牌号、力学性能及其用途如表1-4所示。

铸铁按照碳存在的形式可以分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁；按铸铁中石墨的形态可以分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。

表1-4 常见灰铸铁的牌号、力学性能及其用途

1.3 常用量具

在工艺过程中，必须应用一定精度的量具来测量和检验各种零件尺寸、形状和位置精度。

1.3.1 常用量具及其使用方法

1.钢直尺

钢直尺是最简单的长度量具，用不锈钢片制成，可直接用来测工件尺寸，如图1-1所示。它的测量长度规格有150mm、200mm、300mm、500mm几种。测量工件的外径和内径尺寸时，常与卡钳配合使用。测量精度一般只能达到0.2～0.5mm。

图1-1 钢直尺

2.卡钳

卡钳是一种间接度量工具，常与钢直尺配合使用，用来测量工件的外径和内径。卡钳分内卡钳和外卡钳两种，如图1-2所示，其使用方法如图1-3所示。

图1-2 卡钳

图1-3 卡钳的使用方法

3.游标卡尺

游标卡尺是一种中等精度的量具，可直接测量工件的外径、内径、长度、宽度和深度等尺寸。按用途不同，游标卡尺可分为普通游标卡尺、游标深度尺、游标高度尺等几种。游标卡尺的测量精度有0.05、0.1、0.2mm三种，测量范围有0～125mm、0～150mm、0～200mm、0～300mm等。

图1-4所示为一普通游标卡尺，它主要由尺身和游标组成，尺身上刻有以1mm为一格间距的刻度，并刻有尺寸数字，其刻度全长即为游标卡尺的规格。游标上的刻度间距，随测量精度而定。现以精度值为0.02mm的游标卡尺的刻线原理和读数方法为例进行介绍。

图1-4 游标卡尺

a—测量外表面尺寸；b—测量内表面尺寸；c—测量深度尺寸；

1—尺框；2—紧定螺钉；3—内外量爪；4—游标；5—尺身

尺身一格为1mm，游标一格为0.98mm，共50格。尺身和游标每格之差为1-0.98=0.02mm，如图1-5所示。读数方法是游标零位指示的尺身整数，加上游标刻线与尺身线重合处的游标刻线乘以精度值之和，如图1-6所示。

图1-5 0.02游标卡尺的刻线原理

图1-6 0.02游标卡尺的读数方法

用游标卡尺测量工件的方法如图1-7所示，使用时应注意下列事项。

（1）检查零线。使用前应首先检查量具是否在检定周期内，然后擦净卡尺，使量爪闭合，检查尺身与游标的零线是否对齐。若未对其，则在测量后应根据原始误差修正读出值。

图1-7 游标卡尺的使用方法

（2）放正卡尺。测量内外圆直径时，尺身应垂直于轴线；测量内外孔直径时，应使两量爪处于直径处。

（3）用力适当。测量时应使量爪逐渐与工件被测量表面靠近，最后达到轻微接触，不能把量爪用力抵紧工件，以免变形和磨损，影响测量精度。读数时为防止游标移动，可锁紧游标；视线应垂直于尺身。

（4）测量毛坯面。游标卡尺仅用于测量已加工的表面，表面粗糙的毛坯件不能用游标卡尺测量。图1-8所示为游标深度尺和游标高度尺，分别用于测量深度和高度。游标高度尺还可以用做精密划线。

图1-8 游标深度尺和游标高度尺

4.千分尺

千分尺（又称分厘卡）是一种比游标卡尺更精密的量具，测量精度为0.01mm，测量范围有0～25mm、25～50mm、50～75mm等规格。常用的千分尺分为外径千分尺和内径千分尺。

外径千分尺的构造如图1-9所示。

千分尺的测微螺杆3和微分筒7连在一起，当转动微分筒时，测微螺杆和微分筒一起沿轴向移动。内部的测力装置是使测微螺杆与被测工件接触时保持恒定的测量力，以便测出正确尺寸。当转动测力装置时，千分尺两测量面接触工件。超过一定的压力时。棘轮10沿着内部棘爪的斜面滑动，发出“嗒嗒”的响声，这时可读出工件尺寸。测量时为防止尺寸变动，可转动锁紧装置4通过偏心锁测微螺杆3。

图1-9 外径千分尺

1—尺架；2—砧座；3—测微螺杆；4—锁紧装置；5—螺纹轴套；6—固定套管；7—微分筒；8—螺母；9—接头；10—棘轮

千分尺的读数机构由固定套管和微分筒组成（图1-10），固定套管在轴线方向上有一条中线，中线上、下方都有刻线，相互错开0.5mm；在微分筒左侧锥形圆周上有50等份的刻度线。因测微螺杆的螺距为0.5mm，即螺杆转一周，同时轴向移动0.5mm，故微分筒上每一小格的读数为0.5/50=0.01mm，所以千分尺的测量精度为0.01mm。

图1-10 千分尺的刻线原理与读数方法

测量时，读数方法分为以下三步。

（1）先读出固定套管上露出刻线的整毫米数和半毫米数（0.5mm），注意看清露出的是上方刻线还是下方刻线，以免错读0.5mm。

（2）看准微分筒上哪一格与固定套管纵向刻线对准，将刻线的序号乘以0.01mm，即为小数部分的数值。

（3）上述两部分读数相加，即为被测工件的尺寸。

使用千分尺应注意以下事项。

（1）校对零点。将砧座与螺杆接触，查看圆周刻度零线是否与纵向中线对齐，且微分筒左侧棱边与尺身的零线重合，如有误差修正读数。

（2）合理操作。手握尺架，先转动微分筒，当测微螺杆快要接触工件时，必须使用端部棘轮，严禁再拧微分筒。当棘轮发出“嗒嗒”声时应停止转动。

（3）擦净工件测量面。测量前应将工件测量表面擦净，以免影响测量精度。

（4）不偏不斜。测量时应使千分尺的砧座与测微螺杆两侧面准确放在被测工件的直径处，不能偏斜。

图1-11所示是用来测量内孔直径及槽宽等尺寸的内径千分尺。其内部结构与外径千分尺相同。

图1-11 内径千分尺

1—尺框；2—内外量爪

5.百分表

百分表是一种指示量具，主要用于校正工件的装夹位置、检查工件的形状和位置误差及测量工件内径等。百分表的刻度值为0.01mm，刻度值为0.001mm的称为千分表。

钟式百分表的结构原理如图1-12所示。当测量杆1向上或向下移动1mm时，通过齿轮传动系统带动大指针5转一圈，小指针7转一格。刻度盘在圆周上有100个等分格，每格的读数值为0.01mm，小指针每格读数为1mm。测量时指针读数的变动量即为尺寸变化量。小指针处的刻度范围为百分表的测量范围。钟式百分表装在专用的表架上使用（图1-13）。

图1-12 钟式百分表的结构原理

1—测量杆；2、4—小齿轮；3、6—大齿轮；5—大指针；7—小指针

图1-14所示为杠杆式百分表，图1-15所示为测量内孔尺寸的内径百分表。

图1-13 百分表架

图1-14 杠杆百分表

图1-15 内径百分表

1—可换侧头；2—接管；3—百分表；4—活动测头；5—定心桥

1.3.2 量具维护与保养

量具是用来测量工件尺寸的工具，在使用过程中应加以精心的维护与保养，才能保证零件测量精度，延长量具的使用寿命。因此，必须做到以下几点。

（1）在使用前应擦干净，用完后必须拭洗干净、涂油并放入专用量具盒内。

（2）不能随便乱放、乱扔，应放在规定的地方。

（3）不能用精密量具去测量毛坯尺寸、运动着的工件或温度过高的工件，测量时用力适当，不能过猛、过大。

（4）量具如有问题，不能私自拆卸修理，应交实习指导教师处理。精密量具必须定期送计量部门鉴定。

能力测试题

1.什么是材料的力学性能?常用的力学性能指标有哪些?

2.何谓强度?衡量强度的常用指标有哪些?什么是塑性?塑性好的材料有什么实用意义?

3.碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢及铸造碳钢的牌号如何表示?

4.简述合金结构钢和合金工具钢的牌号编制原则。

5.什么是铸铁?铸铁分哪几类?

6.灰铸铁有何特点?为何机床床身常用灰铸铁制造?

7.分别用游标卡尺、千分尺和百分表做测量试验。

第2章 铸造实习

2.1 概述

铸造是将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯或零件的方法。

铸造是机械制造业中应用极其广泛，在机器设备中铸件占有相当大的比重，是常用的制造方法。

铸造的优点如下。

（1）可以铸出内腔、外形很复杂的毛坯和零件。

（2）工艺灵活性大。几乎各种合金、各种尺寸、形状、重量和数量的铸件都能生产。

（3）成本较低。原材料来源广泛，价格低廉。

铸造的缺点如下。

（1）铸造组织疏松、晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。

（2）铸件的机械性能较低。

（3）铸造工序多，难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。

（4）劳动条件较差，劳动强度较大。

我国铸造技术历史悠久，早在3000多年前，青铜器已有应用；2500年前，铸铁工具已经相当普遍。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。

2.1.1 铸造历史

在材料成型工艺发展过程中，铸造是历史上最悠久的一种工艺，在我国已有6000多年历史了。从殷商时期就有灿烂的青铜器铸造技术。河南安阳出土的商代祭器司母戊鼎，重达800多公斤，长、高都超过1m，四周饰有精美的蟠龙纹及饕餮（古代传说中的一种野兽）。北京明代永乐青铜大钟重达46.5t，钟高6.75m，钟唇厚22cm，外径3.3m，钟体内遍铸经文22.7万字，击钟时尾音长达2min以上，传距20km。外形和内腔如此复杂、重量如此巨大、质量要求如此高的青铜大钟，若不采用铸造方法和具有精湛的铸造技术，是难以用其他任何方法制造的。

图2-1 型芯形成内型的三通铸件示意图

1—铸件；2—型芯

图2-1所示为型芯形成内型的三通铸件示意图，难以用机械加工的方法成批制造，当采用了型芯形成三通的内腔后，三通铸件的大批量生产问题便迎刃而解了。

铸造生产是机械制造业中一项重要的毛坯制造工艺过程，其质量和产量以及精度等直接影响到机械产品的质量、产量和成本。铸造生产的现代化程度，反映了机械工业的水平，反映了清洁生产和节能省材的工艺水准。

2.1.2 铸造的分类

铸造的成型方法主要分为砂型铸造和特种铸造。砂型铸造是利用砂型生产铸件或零件的方法，在各种铸造中占有的比例大约在90%以上，是目前最基本的应用最广的铸造方法。特种铸造是有别于砂型铸造的其他铸造方法。随着科学技术的发展，对铸造的更高要求，高精度、高性能、效率高低成本铸件而发明的许多新的铸造方法，包括金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、壳型铸造等。

2.2 型砂和芯砂

砂型铸造是以砂为主要造型材料制备铸型的一种铸造方法。

主要工序为：制作模样及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化与浇注，铸件的清理与检查等。

2.2.1 型砂和芯砂的制备

砂型铸造用的造型材料主要是用于制造砂型的型砂和用于制造砂芯的芯砂。通常型砂是由原砂（山砂或河砂）、黏土和水按一定比例混合而成的，其中黏土约为9%，水约为6%，其余为原砂。有时还加入少量如煤粉、植物油、木屑等附加物以提高型砂和芯砂的性能。紧实后的型砂结构如图2-2所示。

图2-2 型砂结构

1—砂粒；2—空隙；3—附加物；4—黏土膜

砂芯是为了解决铸件的内腔及外形难于出砂的部位而设置的。芯砂由于需求量少，一般用手工配制。型芯所处的环境恶劣，所以芯砂性能要求比型砂高，同时芯砂的黏结剂（黏土、油类等）比型砂中的黏结剂的密度要大一些，所以其透气性不及型砂，制芯时要做出透气道（孔）；为改善型芯的退让性，要加入木屑等附加物。有些要求高的小型铸件往往采用油砂芯（桐油+砂子，经烘烤至黄褐色而成）。型（芯）砂是由原砂、黏结剂、水和附加物按一定比例混合制成的。

（1）原砂。原砂（即新砂）的主要成分是石英（SiO₂）。铸造用砂，要求原砂中二氧化硅含量为85%～97%。砂的颗粒以圆形、大小均匀为佳。为了降低成本，对于已用过的旧砂，经过适当处理后，还可以掺在型砂中使用。对一般手工生产的小型铸造车间，则往往只将旧砂过筛一下以去除砂团、铁块、铁钉、木片等杂物。

（2）黏结剂。能使砂粒相互黏结的物质称为黏结剂，黏结剂有黏土、水玻璃、桐油、合脂等，应用最广的是价廉而丰富的黏土。用黏土作为黏结剂的型（芯）砂称为黏土砂。用其他黏结剂的型（芯）砂则分别称为水玻璃砂、油砂、合脂砂。黏土主要分为普通黏土和膨润土两类。湿型（造型后砂型不烘干）型砂普遍采用黏结性能较好的膨润土，而干型（造型后将砂型烘干）型砂多用普通黏土。

（3）附加物。为了改善型（芯）砂性能而加入的物质称为附加物。常用的附加物有煤粉、木屑等。加入煤粉能防止铸件粘砂，使铸件表面光洁，加入木屑可改善铸型和芯的透气性。

（4）水。通过水使黏土和原砂混成一体，并具有一定的强度和透气性。水分过多，易使型砂湿度过大，强度低，造型时易粘模，使造型操作困难；水分过少，型砂则干而脆，造型、起模困难。因此，水分要适当，当黏土和水分的重量比为3∶1时，强度可达最大值。此外，为防止铸件表面粘砂并使铸件表面光滑，常在铸型型腔表面覆盖一层耐火材料，称为扑料。通常在铸铁件的湿型表面，扑撒一层石墨粉或滑石粉，铸钢件的湿型表面，扑撒石英粉。对于干型和芯的表面，则可以刷一层涂料，而铸铁件可用石墨粉加黏土水剂，铸钢件则常用石英粉加黏土水剂。

2.2.2 型砂的性能

型砂的质量直接影响铸件的质量，型砂质量差会使铸件产生气孔、砂眼、粘砂、夹砂等缺陷。良好的型砂应具备下列性能。

（1）透气性。型砂能让气体透过的性能称为透气性。高温金属液浇入铸型后，型内充满大量气体，这些气体必须由铸型内顺利排出去，否则将使铸件产生气孔、浇不足等缺陷。

铸型的透气性受砂的粒度、黏土含量、水分含量及砂型紧实度等因素的影响。砂的粒度越细，黏土及水分含量越高，砂型紧实度越高，透气性则越差。

（2）强度。型砂抵抗外力破坏的能

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