澆口系統設計應考慮之因素
a.金屬流入砂模內時，擾流應愈少愈好。澆鑄小鑄件 時，澆口應在模穴的底部或靠近底部的地方。 b.藉控制金屬流動或使用乾砂心的方式來避免沖蝕通道 或模穴表面。 c.金屬進入模內，使之具方向性的凝固，由模子表面向 最熱的金屬處進行，以保持都有熔化金屬來補償鑄件 的收縮。 d.防止熔渣或其他外物進入模內，通往模子的澆口須稍 加限，以使有時間讓顆粒浮起，進入撇渣器，澆池也 可作成以烘乾的砂或陶瓷材料做成的過濾器，以過濾 金屬液及控制金屬流動。
•產品設計及製造流程
• • • • Conceptual design and evaluation ; feasibility study. • Detrition of product need marketing information maybe new product or revised products.
產品定義及 市場調查
產品概念設計 及可行性評估
Design analysis;codes/seanded review physical and analytical 分析模型及實體
設計分析（產品 模型）
models.
Including： forces，stresser deflection ，and optimalpart shape.
Computer-aided manufacturing and process planning. (CAM and CAPP)
Pilot production Computer-inter manufacturing. (CIM)
Production
Inspection and quality Assurance
二、Casting
鑄造：傳統鑄造法，現代鑄造。 鑄造程序：製模→熔融金屬→澆注（入模）→[冷卻]→鑄件清洗→回 收鑄模。
2.1砂模鑄造Sand Casting：
砂模種類（依pattern來分） 1.可取出模：用模砂包覆於模型的四周，然後自砂中取出模 型，以融化的金屬來填補所產生的鑄穴。 2.可消失模：用聚苯乙烯所製埋入砂中不取出，當熔化金屬注 入鑄模時，聚苯乙烯被汽化而從砂之孔隙逸出模 化。
Cast steel
Al Brass
1╱4 in╱ft 14mm╱m
5╱32 3╱16
2.5 模型：可由木材、塑膠，或金屬製成，材料的選用乃依據
鑄造工件大小、形狀、尺寸精度，鑄件量多寡及鑄 造方法而定。
由鑄件形狀來決定模型的製作一般可分為單件模型（onepiece pattern）及分離式模型（split patterns）。 Split patterns are used for the casting having the complicated shape.
一、Introduction
製造：一種將材料成型轉換成產品的過程，其包含產品設計 及生產方式，和技術的研發
製造過程整合須符合下列要求： 1.產品須完全符合設計要求與規格。 2.產品須由最經濟的加工方法完成。 3.品質控制須包含在每一加工程序中。 4.保持高度競爭能力，製造方法須具有高度彈性（彈性製造系 統），以利於及時反映市場需求，變化產品，製造比例、數量及 交貨期限。 5.整體製造程序為一大系統，每一單元加工程序彼此關連。可以模 型分析來研究關於市場變化，產品設計，材料費用，和製造方法 等對產品質的成本之影響。 6.高度產能的追求－材料、機器、能源、資金、即技術的最佳化使 用。
Packaging market and Sales literature
Product
製造程序的分類
1.改變材料形狀的加工：casting，cold forming，hot forming， rolling，forging，extrusion，drawing， power metallurgy，injection molding. 2.按尺寸切削加工：a. turning，boring（搪），drilling， milling， grinding，hobbing，routing（切槽） b.非傳統： ultrasonic（超音波），electrical discharge（放電加工），optical lasers（雷射 切割），eolectro arc rasive-jet maching（磨 料 噴射切削）， 3.Joint（聯結）：a. welding（熔接），b. soldering（軟焊）， c. brazing（硬焊），d. sintering（燒結） ， e.pressing（壓接），f. riveting（鉚接）， g.screw fastening（螺絲接）， h. adhesive joining（黏接）. 4.Finishing operation（表面加工）：polishing（磨光），honing （搪磨），lapping（研磨）， surface treating coating.
2.3 Major components of sand molds
◎Gating system（澆口系統）：使熔化金屬進入模穴的通 道，通常由豎澆池，豎澆口或垂直通路和一澆口所組成。 ◎Pouring basin or pouring cup：熔化金屬入口 ◎Sprue（豎澆口道）：熔化金屬流入之通道（downward） ◎Riser（冒口）：有二種open riser and blind riser. 供應額外熔化金屬得以進入鑄件模穴中， 以補償鑄件之收縮，其剖面應大，以便熔 化時間儘可能加長，且位置應靠近厚剖面 的地方，以補償較大的收縮，若位於頂部 ，重力會幫助金屬進入鑄件的適當地方。 Blind riser：鐘頂形冒口，位於上砂箱 ，通常是直接 置於澆口上方，即金屬進 入模穴處，如此在澆鑄時，該處金屬進入 時間較模穴內晚，溫度較高。 ◎Cores（砂心）：由模砂製，置入模穴中，以產生中空區。 ◎Vents（通汽口）：藉以帶走當熔融金屬進入和砂模接觸時 所產生的氣體，及原在模內的氣體。
Furnace
Solidification
shake out Removal of risers and gates.
製造優良鑄件的重要因素
造模程序、模型、模砂、砂心、機械設備、金屬，和澆注以及 鑄件的清洗。
2.2 Type Of Sand Molds
1.Green─Sand Molds：the most common mold material，which is mixed of sand、（least expensive） clay，and water.由溼模 砂 所製成，其為砂、黏土及水（溼砂模）的組成，顏色為 深棕色或黑色。（未曬乾之砂） 2.Skin─Dried Molds：一般常用有二種。（表面乾砂模） A.在模型外圍四周堆上一層厚約1╱2吋（約12.7 mm）的一 種混合黏結劑之模砂，當乾燥後，會在模型上留一層硬的 表面，而模型內部的砂仍填以溼砂。 B.整個模型皆用溼砂製成，而以噴霧劑或噴液劑來塗敷表面 ，然後加熱以硬化之。所用之噴料：亞麻子油、糖蜜水、 膠化澱粉…等。 優點：a. Generally used for large casting by their higher strength. b. Stronger then green─sand molds and impart better dimensional accuracy and surface finish to the casting. 缺點：a. Distortion of mold is greater. b. Production rate is slower. 3.Dry─Sand Molds：完全由粗模砂及黏結劑相混合而得，此砂 模在鑄造前（乾砂模）須先在爐中烘乾，所以砂箱須是金屬 製成。 優點：澆鑄時不易變形，且不會發生有害汽泡。
☆.取木模時，先以毛筆沾水，將模型周圍的砂弄溼，使模型 邊緣可以牢固，鬆動模型前，以起模釘，釘入模型中，並 在各方輕敲此釘，而後垂直取出模型。 ☆.欲澆注前，取鐵塊置於砂箱上，以避免澆後會浮起來。 ☆.除作一riser生口外，應作cavities排氣用。 ☆.模型製作時需加一裕度，以防止熱脹冷縮。收縮比例通常 不必一一計算，可用縮尺來量各種材料。(shrink rule) Material Cast iron Shrinkage allowance 1╱8 in╱ft 8mm╱m
2.5.1 Pattern Allowances 模型裕度
應付鑄造過程中收縮、起模、加工、變形和搖動，所造成工 作尺寸பைடு நூலகம்不精確，模型製作上須預留裕度。 Shrink收縮發生於： 1.由液態金屬冷卻至固態成型前。 2.相變化。（液→固） 3.在固態時由高溫至室溫時。 Draft.起模： 於砂模中取出模型時，置一起模斜度，以避免與模型接觸的 砂模邊緣會有撕裂的情形。 模型由於起模而留下的外部尺寸為1╱8～1╱4 in╱ft (1.04% ～2.08%)內孔的起模約3╱4 in╱ft。 加工裕度finish： 鑄件切削所需的尺寸，通常以加工符號標示於鑄造零件的細 部圖上。 Distortion.變形裕度→(1╱8 in)generally for小型和普通尺寸 Only happen in cooling process.(U形鑄件) Shake.搖動： 取模型時，沿各方向輕敲，以擴大模穴而便於起模，一般可 忽略。 But大型鑄件或不切削加工，即與其他工作配合者，需考慮 之。可藉稍為縮小模型尺寸來處理。
2.4製造砂模過程：
1.置模型於造模板上（molding board），且將下砂箱置於此 板上。 2.放面砂（乾分模砂，parting sand，細晶粒的乾細砂，沒有 強度，防止相黏） 3.堆砂：（模砂經篩選後覆於模型上，並壓實，須完全填滿 下砂箱） （如搥擊不實，在搬運或以澆入熔鐵產生衝擊時， 模型會分裂，若過緊，則水汽和汽體無法逸出） 4.加底板，並翻轉下砂箱，除去造模板，並加上一上砂箱。 5.置模型，並於二模型間加一些分離砂。 6.將一錐形豎澆口銷（sprue pin），直立置於離模型約1吋 （25m）處，以便能留一直立豎澆口。 7.如製造下砂箱之方法填砂，搥擊，並於模型四周刺穿若干 透氣孔。 8.抽出豎澆銷，並於頂部漏斗形開口，以便澆注金屬。 9.分離上、下砂箱，取出模型。 10.切出模穴和豎澆口間的通道，Gate(runner)(由深入淺，由 寬而窄，與模穴相接處截面最小，以便金屬澆入後，可在 澆口處，敲斷通道的金屬。 11.復合上、下砂箱。 12.開冒口。 13.澆注後敲掉多餘的部份，打掉即成型。