一、模样的设计
模样影响铸件的形状、尺寸精度和表面粗糙度。它应该有足够的强度、刚度、尺寸精度和表面粗糙度。还要有使用方便、制造简单、成本低廉的特点。 1. 模样材质的确定
(1) 木模：优点是轻便，易加工，来源广，价格低廉。但强度低，易吸潮而变形，精度低，寿命短，适用于单件、小批生产的各种铸件以及航空产品铸件的试制模具。
(2) 金属模：表面光洁，尺寸精确，强度高，刚性大，使用寿命长。但难加工，生产周期长，成本高。适用于大量、成批生产的各种铸件以及航空航天产品铸件的定型模具。制造前，应经过专门的设计。常用金属材料有铝、钢和铸铁。
(3) 塑料模：大多为环氧树脂玻璃钢结构。制造、修理简便，表面光洁，不吸潮，变形小，轻巧耐磨，寿命长，成本为金属模的20—50％。但导热性差，不能加热，不宜在型砂周转快、砂温高的流水线上应用。多用于成批生产的中小铸件。
(4) 聚苯乙烯泡沫塑料模(气化模)：造型后不取出模样，直接浇注。模样遇金属液气化烧去。要求模样气化迅速，烟尘和残留物少，密度小(0.15—0.03g／cm3)。单件生产的中大模样，一般用泡沫板粘合加工成需要的形状。常用的粘合剂为聚酯酸乙烯乳液。大批量的中、小模样，一般直接发泡成型。使用泡沫塑料模能简化造型，节约砂芯，铸件尺寸精度高，易实现机械化、自动化生产。但模样只能用一次，
舂砂时模样易变形，浇注时有烟尘。用于铸铁件易产生皱皮缺陷。多用于负压实型铸造小铸件和单件生产的中大型铸钢件。
由于本铸件用于小批量生产，综合经济性，操作性，实用性等各方面的因素采用木模，自由收缩率为1.0%。 2.模样的结构设计
结构设计总的原则是在满足铸造工艺要求的前提下，便于加工制造。特别复杂，难于加工的模样，可采用陶瓷型等精密铸造法铸出。一般金属模应尽量采用机床加工，减少钳工量。
（1） 模样本体结构类型：平装式结构简单，容易加工，最常用。嵌入式在特殊条件下应用。选定模样结构后，便可依据铸造工艺图确定模样的外形。
（2） 壁厚及加强筋：在保证模样使用寿命和足够强度和刚度的前提下，应尽量减轻模样重量，除了小于50×50mm或高度低于30mm的薄小铸件以外，都应制成空心结构。平均轮廓尺寸大于150mm的模样，内部设加强筋。 3.确定模样的基本尺寸
模样的尺寸直接影响到铸件的尺寸，因此正确地确定模样的尺寸极为重要。模样的尺寸有两类：一类是与铸件有关的尺寸；另一类为非关联尺寸，如芯头长度等
模样尺寸=铸件尺寸×（1+K）,K已经取为1%，标注保留2位小数。
（2）非关联尺寸按铸造工艺图上的尺寸标注，不加放收缩率。
（3）金属模样(芯盒)工作表面均有标注尺寸偏差、粗糙度和分模面平面度等要求。其偏差一般为铸件公差的1／3～1／4。
（4）模样在模底板上的装配偏差：在保证上、下模样的装配相对位移偏差不大于0.1mm条件下，模样在模底板上的位置偏差规定为：单画模板≤0.7mm，双面模板≤0.5mm。
（6）浇冒口模的尺寸偏差为：内浇道模对有箱造型为±0.3mm，对无箱造型为±0.15mm。其余部位对有箱造型为±0.7mm，对无箱造型为±0.5mm。
4.模样在模底板上的定位
模样在模底板上的定位与紧固：设计装配式模板上的木模样时，要考虑模样与模底板的装配形式和定位紧固问题。模样上钻通孔，螺钉穿过模样与模底板固定，称为上固定法。其优点是；便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便。其缺点是：破坏模样的工作表面，紧固后需用塑料等填平模样表面上之螺钉孔坑。模底板上钻通孔，模样上攻螺丝孔的固定方法称下固定法。优点是模样工作表面不受损害。缺点是确定螺孔位置要躲开摸底板底部之筋条，还要让出扳手空间，安装不甚方便；下固定法用于模样高大且四周没有低矮的突边可利用的条件下。螺栓孔位置应尽量靠近模样四周，并均匀分布。定位销孔的位置应选在模样上矮而平的部位，两孔间距尽量远。每块模样上至少应设2个，至多不超过4个(大模样)。
选用定位销穿过模样装配在模底板上 ,上模板与上模底版的装配选用上固定法，下模板与下模底板选用下固定法，选用平放式放置
模样。
二、 模板的设计
模板是将模样、浇冒口系统沿分型面与模底板装配成整体的造型
模具。采用模板造型，可以简化造型操作，提高造型效率，而且形成的型腔尺寸准确。所以模板不仅在大批、大量的机器造型中使用，就是在小批生产的手工造型中，如大部分航空产品铸件，为提高铸型质量也多使用模板造型。 (一) 对模板的要求
模板尺寸应符合造型机的要求，模底板和砂箱、各模样之间应有准确的定位，模板应有足够的强度、刚度和耐磨性，制作容易，使用方便，尽量标准化。 1.模板结构
（1）模底板上应有与砂箱定位用的定位销、同造型机连接用的突耳、供运输用的吊轴和手把、顶杆起模用的通道等。翻转式造型机用的模板上还应有固定砂箱用的机构或突耳等。
（2）通常模底板外廓和砂箱一致，模底板的高度、壁厚和筋的有关尺寸可查相关表格
（3）模底板高度和模板框的高度，还应满足造型机的工艺要求。 （二）模板与砂箱的定位
造型时，砂箱在模板上应用导销定位，两个导销分别安装在底板中心线两端的耳台上，底板上装定位销耳台，当底板上模样不太高时，一般设计成单层销耳台，当模样较高时为保持导销稳定，需设计成双
层销耳台。销耳台上装导销用的孔径和技术要求应与导销相配合，两个装导销孔的中心距应与砂箱上装导套孔的中心距相一致。 定位导销与砂箱上的圆孔定位导套相配合起定位作用，导向导销与砂箱上椭圆形或平面开口导套相配合起导向作用。导销上根据各段作用不同可划分为导向段、定位段和固定段，模样较高且铸造斜度小时，定位段就要长些。
底板上的吊轴及手把对于平均尺寸＜500mm的小型底板，可以不设吊轴，有必要时可设手把。中、大型底板为便于翻箱起模和吊运要设计吊轴。常用吊轴分为整铸式和铸接式两类，铸钢底板用整铸式。铸接式吊轴及手把常用A3、20和45钢制造。底板常用螺栓固定在造型机工作台上，因此底板上应设计出供紧固用的耳台结构。
三 砂箱的设计
砂箱是砂型的成型和运输工具，其结构和尺寸合理与否，对铸件质量、生产效率、劳动强度有很大的影响。砂箱设计的内容有：选择砂箱类型和材质，确定砂箱尺寸，结构设计，定位及紧固等。 一、设计和选用砂箱的基本原则
(1) 满足铸造工艺要求。如砂箱和模样之间应有足够的吃砂量；箱带不妨碍浇冒口的安放、不严重阻碍铸件的收缩；定位装置的公差配合应保证铸件的尺寸精度等。
(2) 尺寸和结构应符合造型机、起重设备、烘干设备的要求。砂箱的吊轴、吊环、手把和紧固装置要稳定可靠。
(3) 有足够的强度和刚度，使用中保证不断裂或发生过大变形。