铸造工艺学
铸造工艺学
铸造工艺学.上册铸造工艺学，即针对金属件和非金属件加工成型的一门学科。
它既包括了传统的铸造工艺，也包括其他新型成型技术，如模压成型、浇注成型等，用以制造各种精密零件。
基于不断发展的铸造工艺，有助于改变传统的制造方法，提升产品品质，满足实际的应用要求，推动世界制造业的发展。
铸造工艺学是一门让学生了解和掌握各种铸造过程的课程。
本章将重点介绍铸造工艺学的内容：一、铸造的历史1. 古代铸造铸造技术在古代已出现，古代以铸铁和铸铝等金属为原料，利用各种高温烧结技术在木模型中塑造出想要的结构。
2. 近代铸造近代铸造技术发展较快，金属成形更加复杂、精细。
例如转火铸钢及其复合材料的大规模应用，被应用到航天、轨道交通、核能发电等高科技行业。
二、铸造的方法1. 选料在铸造过程中，很重要的一步是对原料进行选择，铸造过程中使用的材料一般是铸铁、铸钢、铝材等各种可以被熔化的金属。
2. 合金合金也是铸造过程中重要的一部分，常见的合金有铁锰合金、铝锡合金等，它们可以提高铸件的耐热性、耐腐蚀性、强度及硬度等特性。
3. 模具模具是铸件加工过程的关键装备，它可以定义出铸件的外形、结构及尺寸。
一般的模具可分为模具的型腔板和钻孔、锻塑机及模具模座，它们结合在一起，可以使得模具更加精细化、可靠性更高。
三、铸造的术语1. 冷铸：指在室温下进行铸造，由于温度比较低，所以铸件的精度也不高。
2. 热铸：指在较高的温度下进行铸造，它可以使铸件具有更精细的配置，更高的精度及耐久性。
3. 投入：指在铸模内投入一定金属加工材料，以得到所要打造的铸件。
4. 机加工：指利用机械设备加工卡具等材料，以获得所需要的铸件。
四、铸造的大类1. 普通铸造：普通铸造方法比较简单，无需使用复杂的铸造工艺，只需金属材料由熔炉灌注到模具内就可以完成整个铸造过程。
2. 精密铸造：精密铸造技术是普通铸造技术的升级版，利用一系列的技术，可以提高加工铸件的性能和精度，适用于制造高精度的部件和组件。
铸造工艺学
砂型铸造利用型砂作铸型，将液态金属在重力下浇注到铸型中冷却凝固成型的铸造方法溃散性落纱破碎的难易程度砂型在铸造生产中用原砂、粘结剂及其他辅料做成的铸件型腔砂型指在铸造中用来造型的材料，一般由铸造用原砂，型砂粘接剂和附加物等造型材料按一定比例混合而成面砂是特殊配制的造型时与模样接触的一层型砂背砂是在模样上覆盖面砂后，填充沙箱用的型砂含泥量原砂中颗粒直径小于0.020部分所占的质量分数统称为原砂的含泥量透气性型砂使气体逸出的能力称为透气性发气性型砂在高温作用下产生气体的能力。
耐火度型砂抵抗高温热作用的性能退让性型砂在金属凝固、冷却过程中，能相应变形，退让而不阻碍铸件收缩的能力浇铸位置浇铸时铸件在铸型中所处的位置分型面指两半铸型相互接触的表面铸造工艺参数指在铸造工艺设计时需要确定的工艺数据机械加工余量在铸造工艺设计时，将加工表面留出的，准备切去的金属层厚度起模斜度为方便起出模样或砂芯，在模样，芯盒的出模方向留有为避免损坏砂型或砂芯的的一个斜度工艺补正量因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度分型负数在拟定工艺参数时，为抵消铸件在分型面部位的增厚，在模样相应减去的尺寸浇口比直浇道、横浇道和内浇道断面积之比顶注式浇注系统：以浇铸位置为基准，内浇道设在铸件顶部的浇注系统底注式浇注系统以浇铸位置为基准，内浇道设在铸件底部的浇注系统冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的结构体热节是指铁水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域补贴在铸件壁厚补加的一块逐渐增厚的金属块，补加的倾斜的金属块即为补贴模样铸件被补缩部位的体积与散热表面积的比值冷铁为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的激冷物铸造工艺装备是造型、制芯及合型过程中所使用的模具和装置的总称模样模拟铸件形状，形成铸型型腔的工艺装备或易耗件模板将模样、浇冒口系统模与模底板装配成整体的造型工具芯盒将芯砂制成型芯的工艺装备分盒面两半芯盒相互接触的平面。
铸造工艺学
一、名词解释1.铸造工艺设计：对于某一个铸件，编制出其铸造生产工艺过程的技术文件就是铸造工艺设计。
2.零件结构铸造工艺性：指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质、简化铸造工艺过程和降低成本。
3.芯头：指伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。
4.分型面：指两半铸型相互接触的表面。
5.工艺补正量：因工艺需要在铸件相应非加工面上增加的金属层厚度称为工艺补正量。
6.反变形量：为了解决挠曲变形问题，在制造模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，这种在模样上做出的预变形量称为反变形量。
7.分芯负数：在砂芯的分开面处，将砂芯尺寸减去间隙尺寸，被减去的尺寸称为分芯负数。
8.起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯，这个斜度称为起模斜度。
9.分型负数：为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时，为抵消铸件在分型面部位的增厚，在模样上相应减去的尺寸，称为分型负数。
10.砂芯负数：为了保证铸件尺寸准确，将芯盒的长、宽尺寸减去一定量，这个被减去的尺寸称为砂芯负数。
11.缩孔：铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，在铸件最后凝固的部位若得不到金属液的补偿，则会容易出现孔洞，称为缩孔。
12.缩松：铸件内分散在某区域的细小缩孔通常称为缩松。
13.冒口：在铸型内专门设置的储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属液。
（习惯上把冒口所铸成的金属实体也称为冒口）14.浇注时间：液态金属从开始进入铸型到充满铸型所经历的时间叫浇注时间。
15.冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。
16.活块：模样上妨碍起模的部分设计分割成活动的，这种活动而又可拆卸的部分叫做活块。
17.砂箱：砂箱是铸造车间造型所必须的工艺装备，是构成铸型的一部分，其作用是制造和运输砂型。
18.芯盒：芯盒是是制造砂芯专用的工艺装备，其尺寸精度和结构合理与否，将在很大程度上影响砂芯的质量和造芯效率。
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铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属和非金属材料的加工工艺的学科，它涉及到材料的熔炼、浇注、冷却、热处理、机械加工等工艺过程。
一、熔炼工艺
熔炼工艺是铸造工艺的基础，它是将原料熔炼成液态金属的过程。
熔炼工艺的主要方法有电弧熔炼、电极熔炼、燃烧熔炼、热风熔炼、热压熔炼等。
二、浇注工艺
浇注工艺是将熔炼的金属从熔炼容器中浇入模具中的过程，它是铸造工艺的核心。
浇注工艺的主要方法有重力浇注、压力浇注、真空浇注、液压浇注等。
三、冷却工艺
冷却工艺是将浇注后的金属从模具中取出，使其冷却到室温的过程。
冷却工艺的主要方法有水冷却、油冷却、气冷却、空气冷却等。
四、热处理工艺
热处理工艺是将冷却后的金属经过加热、保温、冷却等工艺处理，以改变金属的组织结构和性能的过程。
热处理工艺的主要方法有正火、退火、回火、淬火、渗碳等。
五、机械加工工艺
机械加工工艺是将热处理后的金属经过机械加工，以改变金属的形状和尺寸的过程。
机械加工工艺的主要方法有铣削、钻削、切削、磨削、冲压等。
铸造工艺学课程设计案例
成果报告需以PDF格式提交，同时附上所有相关数据和图表。
报告内容
报告需包含设计思路、工艺流程、数据分析及结论等部分，要求 内容详实、逻辑清晰。
成果展示形式和内容安排建议
展示形式
鼓励采用多媒体形式进行展示，如PPT、视频等。
内容安排
建议按照设计背景、设计思路、工艺流程、数据 分析、结论与展望等顺序进行展示。
时间安排
每个小组展示时间不超过20分钟，需提前做好时 间规划。
课程设计评价标准及成绩评定方法
01
评价标准
将从设计创新性、实用性、技术 难度、报告质量等方面进行综合 评价。
02
成绩评定方法
03
优秀作品选拔
采用百分制评分，其中设计创新 性占30%、实用性占20%、技术 难度占20%、报告质量占30%。
铸造材料选择
根据零件使用要求、生产批量和成本 等因素，选择合适的铸造合金，如铸 铁、铸钢、铝合金等。
性能要求
铸造合金应具有良好的流动性、收缩 性、偏析倾向小等性能，以保证铸件 质量。同时，合金成分和性能应符合 相关标准或技术条件的规定。
03
案例分析：典型铸件生产工艺设计
铸件结构分析与设计优化建议
根据评分结果，选拔出优秀作品 进行表彰和奖励。
THANKS
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推广新技术和新材料
积极推广先进的铸造技术和新材料，如3D打印技术、高性能铸造合 金等，提高铸件的精度和性能。
加强人才培养
加强铸造领域的人才培养和引进，提高从业人员的专业素质和技能水 平，为铸造行业的发展提供有力的人才保障。
06
课程设计成果展示与评价标准
课程设计成果提交要求说明
提交时间
所有成果需在课程结束前一周内提交，逾期将不予受理。
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铸造工艺学.上册
铸造工艺学是一门研究金属铸造工艺的学科，主要研究铸造的原理、方法、工艺流程以及铸件的质量控制。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学的教材之一，通常包含铸
造工艺学的基础知识和常用工艺流程。
铸造工艺学.上册可能包含以下内容：
1.铸造的原理：介绍金属铸造的基本原理，包括流动、填充、冷却和凝固的过程。
2.铸造的方法：介绍各种常见的铸造方法，包括压铸、锻铸、铸轧和铸锻等。
3.铸造的工艺流程：介绍铸造工艺流程的各个环节，包括模具设计、型腔清理、
型腔加热和浇注等。
4.铸件的质量控制：介绍铸件质量控制的各项措施，包括材料控制、工艺参数控
制和检验控制等。
铸造工艺学.上册是铸造工艺学学习的重要教材，通过阅读和理解这本书，学生可
以掌握铸造工艺学的基础知识，为进一步深入学习打下坚实的基础。
铸造工艺学.上册可能还包括以下内容：
5.模具设计：介绍模具设计的基本原则和方法，包括模具的结构、尺寸和材料的
选择等。
6.型腔加热：介绍型腔加热的目的和方法，包括加热的温度和时间的选择等。
7.浇注：介绍浇注的基本原则和方法，包括浇注的速度和压力的选择等。
8.铸件冷却：介绍铸件冷却的基本原则和方法，包括冷却的温度和时间的选择等。
9.铸件拆模：介绍铸件拆模的基本原则和方法，包括拆模的工具和技术的选择等。
10.铸件修整：介绍铸件修整的基本原则和方法，包括修整的工具和技术的选择等。
这些内容是铸造工艺学.上册的重要部分，学生在学习时应当加强对这些内容的理
解和应用，以便更好地学习和掌握铸造工艺学的知识。
铸造工艺学
一、名词解释铸造：采用熔炼方法，将金属熔化成液态在砂型、陶瓷型、金属型等铸型中直接成形的加工方法。
铸造工艺学：是研究铸件成形方法的一门学科，包括铸造工艺方案及参数设计、铸型材料和铸造方法、铸型及芯的制造、合金熔体充型的过程及原理与浇注系统设计、补缩系统原理及设计。
技术审查：审查零件工艺性、生产条件是否能满足铸造零件的规模、精度要求和技术要求。
零件的工艺性：零件的结构是否合理如铸件壁厚分布是否合理、厚度是否大于最小壁厚，铸件壁的联结处的联结方式是否合理，薄厚壁是否均匀过渡，拐角处是否圆角过渡，是否利于起模，是否有利于清砂。
浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的具体位置。
铸造工艺参数：指需要确定的工艺数据，具体包括铸造线收缩率、机械加工余量、拔模斜度、最小铸出尺寸、工艺补正量、分型负数、分芯负数和反变形量。
铸造线收缩率:指铸件在凝固过程中所产生的长度方面的缩小，表达式为％模件模100L L -L ⨯=ε机械加工余量：指在铸件加工表面上留出的，准备切去的铸件表层厚度。
往往和铸件尺寸公差配合使用。
加工余量值由两部分构成，一部分是尺寸公差CT 值，另一部分为要求的铸件机械加工余量RMA 值。
起模斜度：为了利于起模或脱芯，在模样或芯盒的出模方向设有一定的斜度，以避免损坏铸型和芯子。
最小铸出孔及槽：对于一些较小的孔和槽，如果采用铸造方法生成，往往会产生问题，如：精度、粘砂，有时铸出的孔和槽产生偏差后再用机加工方法校正反而不如直接铸死再进行机加工，故通常采用的方法是不将较小的孔和槽铸出。
工艺补正量：有时模样和芯盒的尺寸准确无误，但是铸出工件的尺寸仍不符合图样要求，对于这种情况通常采用工艺补正的方法解决。
分型负数：分型面在制造过程中往往因为修整、烘烤等原因以及防止跑火在合箱时在分型面上铺垫的石棉绳、泥条或油灰条等，这样在分型面处增加了铸件尺寸，为了保证铸件尺寸精度，通常采用在分型面处减去一定的模样尺寸。
通常与铸件大小、工艺习惯以及铺垫材料有关。
铸造工艺学
设计铸造模具：根据铸造工艺方案和铸 件要求，设计合适的铸造模具，包括模 具结构、模具材料、模具制造工艺等。
设计铸造工艺流程：包括熔炼、浇注、冷 却、脱模等环节，以保证铸件的质量和生 产效率。
铸造工艺参数选择
浇注温度： 根据合金种 类和铸件大 小选择合适 的浇注温度
浇注速度： 根据铸件大 小和壁厚选 择合适的浇
航空航天：飞机发动机、火箭发动机 等零部件的制造
机械制造：各种机械设备的制造，如 机床、模具等
船舶行业：船舶发动机、螺旋桨等零部 件的制造
电子行业：电子元器件、集成电路等 电子产品的制造
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铸造材料
铸造用原材料
铸铁：含碳量在 2%-4.3%之间的 铁碳合金，常用 于制造机器零件、 汽车零件等
铸钢：含碳量在 0.2%-2%之间的铁 碳合金，常用于制 造高强度、耐磨损 的零件
铸造合金材料
铸造合金的分类：铁基合金、 铝基合金、铜基合金等
铸造合金的性能：强度、硬度、 韧性、耐腐蚀性等
铸造合金的应用：汽车、船舶、 飞机、火箭等
铸造合金的发展趋势：轻量化、 高强度、耐高温、耐腐蚀等
耐火材料：用于铸造过程中的耐 高温、耐腐蚀材料
铸造用辅助材料
铸造砂：用于制造砂型和芯盒， 提供铸件形状和尺寸
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汇报人：
浇铸设备 的设计： 包括浇铸 机、浇铸 模具等
造型设备 的设计： 包括砂箱、 砂芯盒等
制芯设备 的设计： 包括制芯 机、制芯 模具等
铸造工艺 装备的选 择：根据 铸造工艺 要求和生 产效率进 行选择
铸造工艺 装备的维 护和保养： 定期检查、 维修和更 换磨损部 件，确保 设备正常 运行。
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铸造生产工艺
注速度
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《铸造工艺学》为铸造专业的系列教材之一。
全书涵盖了铸造工艺设计的全部内容，并增加了消失模铸造工艺设计、计算机在铸造工艺中的应用等最新内容，通过去粗取精、整编精简，力求体现现代铸造工艺实践性强的特色。
《铸造工艺学》为铸造专业的系列教材之一。
全书涵盖了铸造工艺设计的全部内容，并增加了消失模铸造工艺设计、计算机在铸造工艺中的应用等最新内容，通过去粗取精、整编精简，力求体现现代铸造工艺实践性强的特色。
《铸造工艺学》主要论述了铸造工艺设计的基本概念、铸造工艺方案、浇注系统设计、铸件凝固与补缩的基本原则、消失模铸造工艺设计的特点，对计算机技术在铸造工艺方法和设计中的应用也做了简要介绍。
《铸造工艺学》在叙述上力求深入浅出、重视理论基础，并密切联系实际，反映当代先进技术，注意培养学生分析问题、归纳问题和解决问题的能力。
全书分为7章：铸造工艺设计的基本概念、铸造工艺方案的确定、浇注系统设计、铸件的凝固与补缩、铸造工装设计、消失模铸造工艺设计、计算机技术在铸造工程中的应用。
《铸造工艺学》可作为高等院校材料成型及控制工程铸造方向学生和高等院校铸造专业本专科生教材。
亦可供相关铸造行业的工程技术人员学习、参考。
第1章铸造工艺设计的基本概念
1.1 铸造工艺符号及其表示方法
1.2 铸造工艺图概述
1.2.1 铸造工艺图及其绘制程序
1.2.2 铸造工艺图示实例
1.3 工艺卡及其他
1.4 铸造工艺设计与环境保护的关系
1.4.1 铸造业的主要环境问题简述
1.4.2 铸造工艺和环境的关系
习题与思考题
第2章铸造工艺方案的确定
2.1 零件结构及其技术条件的审查
2.1.1 从避免缺陷方面审查铸件结构
2.1.2 从简化铸造工艺方面改进零件结构
2.2 造型、造芯方法和浇注位置的确定
2.2.1 造型、造芯方法的选择
2.2.2 浇注位置的选择
2.3 分型面的选择
2.3.1 铸件全部或大部分置于同一半型内
2.3.2 尽量减少分型面的数目
2.3.3 分型面应尽量选用平面
2.3.4 便于下芯、合箱和检查型腔尺寸
2.3.5 不使砂箱过高
2.3.6 受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度2.3.7 注意减轻铸件清理和机械加工量
2.4 砂芯设计
2.4.1 确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则2.4.2 芯头设计
2.5 铸造工艺设计参数
2.5.1 铸件尺寸公差
2.5.2 铸件重量公差
2.5.3 机械加工余量
2.5.4 铸造收缩率（模样放大率）
2.5.5 起模斜度
2.5.6 最小铸出孔及槽
2.5.7 工艺补正量
2.5.8 分型负数
2.5.9 反变形量
2.5.1 0砂芯负数（砂芯减量）
2.5.1 1非加工壁厚的负余量
2.5.1 2分芯负数
习题与思考题
第3章浇注系统设计
3.1 浇注系统基本组元中的水力学特点
3.1.1 液态金属流动的水力学特性
3.1.2 液态金属在浇口杯中的流动
3.1.3 液态金属在直浇道中的流动
3.1.4 液态金属在横浇道中的流动
3.1.5 液态金属在内浇道中的流动
3.2 浇注系统的基本分类
3.2.1 按浇注系统各单元截面积的比例分类3.2.2 按金属液导入铸件型腔的位置分类3.3 浇注系统设计
3.3.1 浇注系统位置的选择
3.3.2 浇注系统的计算
3.4 各种合金铸件浇注系统特点
3.4.1 可锻铸铁件的浇注系统
3.4.2 球墨铸铁件的浇注系统
3.4.3 铸钢件的浇注系统
3.4.4 轻合金铸件浇注系统
3.4.5 铜合金的浇注系统
习题与思考题
第4章铸件的凝固与补缩
4.1 铸件的凝固
4.1.1 铸件的凝固特性及其影响因素
4.1.2 凝固方式与铸件质量的关系
4.2 铸件的缩孔和缩松
4.2.1 缩孔
4.2.2 缩松
4.2.3 缩孔与缩松的分配规律
4.2.4 防止铸件产生缩孑L和缩松的措施4.3 冒口的种类及补缩原理
4.3.1 冒口的种类和形状
4.3.2 常用冒口补缩原理
4.4 铸钢件冒口的设计
4.4.1 模数法
4.4.2 模数一周界商法
4.5 铸铁件实用冒口设计
4.5.1 铸铁件的凝固特性
4.5.2 铸铁件实用冒口设计
4.5.3 铸铁件的均衡凝固
4.6 提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口4.6.1 大气压力冒口
4.6.2 发热保温冒口
4.6.3 易割冒口
4.7 冷铁
4.7.1 外冷铁
4.7.2 内冷铁
4.8 铸肋
4.8.1 收缩肋
4.8.2 拉肋
习题与思考题
第5章铸造工装设计
5.1 模样及模板
5.1.1 模样
5.1.2 模板
5.2 砂箱
5.2.1 设计和选用砂箱的基本原则5.2.2 砂箱类型的选择
5.2.3 砂箱结构
5,3芯盒
5.3.1 金属芯盒的种类及特点
5.3.2 芯盒结构设计
5.4 其他工艺装备
5.4.1 高压造型用直浇道模和浇口杯模5.4.2 压砂板和成型压头
5.4.3 砂芯检验用具
5.4.4 烘干器（板）
5.4.5 工装图样的通用技术条件
习题与思考题
第6章消失模铸造工艺设计
6.1 消失模铸造工艺特点
6.1.1 消失模铸造分类
6.1.2 消失模铸造特点
6.2 泡沫模样成型工艺
6.2.1 消失模铸造对模样的要求
6.2.2 模样材料种类及其性质
6.2.3 泡沫模样成型方法及步骤
6.2.4 泡沫模样发泡模具设计要点
6.3 消失模铸造浇注系统
6.3.1 消失模铸造浇注系统的作用
6.3.2 浇注系统的结构形式
6.3.3 浇注系统各组元尺寸的确定
6.3.4 空心直浇道及浇注系统与模样的连接6.3.5 冒口的设计
6.4 消失模铸造干砂造型
6.4.1 砂箱和干砂
6.4.2 加砂和紧实
6.4.3 干砂循环系统简介
习题与思考题
第7章计算机技术在铸造工程中的应用7.1 铸造工艺CAD基本概念
7.1.1 概述
7.1.2 铸造工艺CAD研究与开发
7.1.3 铸造工艺CAD特点
7.2 铸造工艺CAD技术基础
7.2.1 图形处理的软件系统
7.2.2 铸造成型过程数值模拟
7.3 铸造工艺CAD实例
7.3.1 托轮铸件的仿真模拟
7.3.2 防喷器双闸板壳体铸造工艺7.3.3 防喷器四通铸造工艺仿真
7.3.4 铝合金进气歧管铸造工艺研究7.4 数字化快速铸造技术
7.4.1 快速成型技术原理
7.4.2 快速成型技术分类和比较
7.4.3 数字化铸造技术
习题与思考题
参考文献。