铸造工艺设计
支架零件铸造工艺设计说明书
支架零件铸造工艺设计一、零件的生产条件、结构及技术要求1、生产性质：大批量生产2、材料：HT2003、零件加工方法：零件上有多个孔，除中间的大孔需要铸造以外，其他孔在考虑加工余量后不宜铸造成型，采用机械方法加工，均不铸出。
造型方法：机器造型；造芯方法：机器制芯4、主要技术要求：满足HT200的机械性能要求，去毛刺及锐边，铸件表面不允取有缺陷。
二、零件图及立体图结构分析1、零件图如下：零件主视图零件俯视图2、立体图如下：三、工艺设计过程1、铸造工艺设计方法及分析（1）铸件壁厚为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。
铸件的最小允许壁厚与铸造的流动性密切相关。
在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表1。
表1. 铸件最小允许壁厚查得灰铁铸件在100~200mm的轮廓尺寸下，最小允许壁厚为5~6mm。
由零件图可知，零件中不存在壁厚小于设计要求的结构，在设计过程中，也没有出现壁厚小于最小壁厚要求的情况。
（2）造型、制芯方法造型方法：该零件需批量生产，为中小型铸件，因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模，采用技术先进的机器造型。
制芯方法：在造芯用料及方法选择中，如用粘土砂制作砂芯原料成本较低，但是烘干后容易产生裂纹，容易变形。
在大批量生产的条件下，由于需要提高造芯效率，且常要求砂芯具有高的尺寸精度，此工艺所需的砂芯采用热芯盒法生产砂芯，以增加其强度及保证铸件质量。
选择使用射芯工艺生产砂芯。
采用热芯盒制芯工艺热芯盒法制芯，是用液态固性树脂粘结剂和催化剂制成的一种芯砂，填入加热到一定的芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短的时间内硬化。
而且只要砂芯表层有数毫米的硬壳即可自芯取出，中心部分的砂芯利用余热可自行硬化。
（3）砂箱中铸件数目的确定及排布初步确定一箱中放几个铸件，作为进行浇冒口设计的依据。
一箱中的铸件数目，应该是在保证铸件质量的前提下越多越好。
本铸件在一砂箱中高约130mm，长约200mm，宽约110mm，体积约99.7cm^3,密度7.2g/cm^3,重约0.8Kg。
砂型铸造及铸造工艺设计
砂型铸造及铸造工艺设计砂型铸造是一种常见的铸造工艺，它通过制作砂型并在其中注入熔化金属，使金属在砂型中凝固成型。
砂型铸造具有成本低、生产周期短、适用于各种金属材料等优点，因此在工业生产中得到广泛应用。
砂型铸造的工艺设计主要包括以下几个方面：模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等。
首先是模型制作。
模型是铸造过程中的主要参照物，它决定了最终铸件的形状和尺寸。
模型可以采用实物模型、木模、塑料模等材料制作。
在模型制作过程中，需要考虑到模型的缩短率，即模型尺寸与最终铸件尺寸之间的比例关系。
其次是砂型制备。
砂型是砂型铸造的核心部分，它承担着承载和固定熔化金属的功能。
砂型制备的关键在于砂型材料的选择和配比。
常用的砂型材料有硅砂、水玻璃、氯化钠等。
在制备砂型的过程中，需要考虑到砂型的强度、耐火性以及砂型表面的光洁度等因素。
浇注系统设计是保证铸件质量的重要环节。
浇注系统包括浇注口、浇注道和浇注杯等部分。
浇注系统的设计应考虑到金属液体的流动和凝固过程，以确保金属能够充分填充砂型，并且避免气体和杂质的混入。
砂型充填与密实是决定铸件质量的关键步骤。
在砂型充填过程中，需要确保熔化金属能够均匀地填充砂型，并且避免产生气孔和缩孔等缺陷。
砂型密实的方法包括振动、压实等。
振动可以提高砂型的密实度，压实则可以增加砂型的抗压强度。
凝固与固化是铸造过程中不可或缺的环节。
在凝固过程中，金属由液态逐渐转变为固态，并在这个过程中释放出大量的热量。
凝固过程的控制将直接影响到铸件的组织结构和性能。
固化过程的目的是使砂型的结构稳定，以便后续的剥离和修整。
最后是砂型剥离与修整。
在铸件凝固后，需要将砂型从铸件上剥离，并对铸件进行修整和清理。
砂型剥离的方法包括机械剥离、化学剥离等。
修整的目的是去除铸件上的毛刺、气孔等缺陷，使铸件达到设计要求的形状和尺寸。
总之，砂型铸造工艺设计的关键在于模型制作、砂型制备、浇注系统设计、砂型充填与密实、凝固与固化、砂型剥离与修整等方面的考虑。
铸造工艺设计说明书
铸造⼯艺设计说明书铸造⼯艺设计说明书⽬录1. 零件结构分析 (3)1.1. 零件信息 (3)1.2. 技术要求 (3)2. 铸造⼯艺⽅案分析 (5)2.1. 铸造⽅法的确定 (5)2.2. 分型⾯的选择 (5)2.3. 铸件浇注位置的确定 (7)3. 铸造⼯艺参数 (9)3.1. 铸件尺⼨公差 (9)3.2. 铸件重量公差 (9)3.3. 机械加⼯余量 (9)3.4. 铸造收缩率 (9)3.5. 起模斜度 (9)3.6. 最⼩铸出孔及槽 (10)3.7. ⼯艺补正量 (10)3.8. 分型负数 (10)3.9. 反变形量 (10)3.10. 砂芯负数 (11)3.11. ⾮加⼯壁厚的负余量 (11)3.12. 分型负数 (11)4. 砂芯设计 (12)4.1. 砂芯的概念 (12)4.2. 芯头设计 (12)5. 浇注系统设计 (16)5.1. 浇注系统设计原则 (16)5.2. 浇注系统位置确定 (17)5.3. 浇注系统类型确定 (17)5.4. 浇注系统尺⼨计算 (17)6. 冒⼝及冷铁 (22)6.1. 冒⼝补缩原则 (22)6.2. 冒⼝及冷铁位置个数的选择 (22)6.3. 冒⼝种类选择及参数计算 (23)6.4. 铸件成品率 (25)1. 零件结构分析1.1. 零件信息产品名称：⽀架材料：铸钢外形尺⼨：91×42×66cm 3 质量：463Kg g 463000cm 58983cm g 85.7v m 33=≈?=?=ρ⽣产批量：成批⼤量⽣产。
造型⽅法：⼿⼯造型其零件⽰意图如下图1.2. 技术要求铸件重要的⼯作表⾯，在铸造是不允许有⽓孔、砂眼、渣孔等缺陷。
2.铸造⼯艺⽅案分析2.1.铸造⼯艺的确定铸造⼯艺包括：造型⽅法、造芯⽅法、铸造⽅法及铸型种类的选择2.1.1.造型⽅法、造芯⽅法的选择根据⼿⼯造型和机器造型的特点，选择⼿⼯造型2.1.2.铸造⽅法的选择根据零件的各参数，对照表格中的项⽬⽐较，选择砂型铸造。
铸造方案设计
铸造方案设计铸造工艺方案设计，是整个铸造工艺及工装设计中最基本而又最重要的部分之一。
正确的铸造工艺方案，可以提高铸件质量，简化铸造工艺，提高劳动生产率。
铸造工艺方案设计的内容主要有：铸造工艺方法的选择；铸件浇注位置及分型面的选择；铸件初加工基准面的选择；铸造工艺设计有关工艺参数的选择，型芯的设计等。
一、铸造工艺方法的选择目前铸造方法的种类繁多，按生产方法可分为砂型铸造和特种铸造两大类，而砂型铸造按浇注时砂型是否经过了烘干又分为湿型、干型、表面干型和自硬型铸造。
特种铸造可分为金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、壳型铸造，熔模铸造、陶瓷型铸造，等等。
各种铸造方法都有其特点和应用范围，究竟应该采用哪一种方法，应根据零件特点、合金种类、批量大小、铸件技术要求的高低以及经济性加以综合考虑。
1.零件结构特点零件的结构特点主要包括铸件的壁厚大小、形状及重量大小等，应根据不同铸件的结构特点选择合适的铸造工艺方法。
（1）砂型铸造的特点①由于内部砂芯、活块模样、气化模及其他特殊的造型技术等有利条件，可以生产结构形状比较复杂的铸件。
②铸件的大小和重量几乎不受限制，铸件重量一般是几十克到几百千克。
③砂型铸造对铸件最小壁厚有一定限制。
（2）熔模铸造的特点①可以铸出形状极为复杂的铸件，其复杂程度是任何其他方法难以达到的。
虽然一个压型所能制出的熔模形状较简单，但可用几个压型分别制出复杂零件的不同部分，然后焊合在一起，组成复杂零件的熔模。
②熔模铸造可铸出清晰的花纹、文字。
③能铸出孔的最小直径可达0.5mm，铸件的最小壁厚为0.3mm，但不宜铸造壁厚大的铸件。
其比较适宜生产的铸件重量为几十克至几千克，但它能生产的铸件重量为几克至几十千克。
（3）金属型铸造的特点①金属型铸造的铸件重量范围一般为0.1～135kg，个别可达225kg。
②由于金属型的型腔是用机械加工方法制出的，所以铸件的结构形状不能很复杂，更应考虑从铸型中取出铸件的可能性。
铸造工艺设计
铸造工艺设计
铸造工艺设计是指将零件从最初的基本形状转变成最终的定型
形状的整个工艺行为。
它主要涉及了很多方面，包括选择铸件形状、选择熔炼性能、选择合金材料、选择铸件精度等。
在设计铸件工艺时应考虑铸件体积、重量、强度以及其他性能，因此必须仔细考虑各方面因素，以确保铸件工艺的正确性。
首先，要正确选择铸件形状。
铸件形状受到铸件的材料、尺寸、结构特征和其他因素的限制，因此在铸件设计之前必须进行全面的考虑和分析，以确保铸件形状的正确性。
其次，要确定熔炼性能。
根据铸件的材料、尺寸和结构，熔炼工艺应有所不同，以确保树脂的完美熔炼。
此外，还要正确选择合金材料。
合金材料可提高铸件的强度，从而满足铸件的要求。
最后，要确定铸件精度。
精度要求根据铸件的功能和性能而定，需要进行技术性的分析和优化，以确保铸件的准确性。
在设计铸件工艺时，除外边的要素外，还必须考虑模具的设计和制造，以满足铸件尺寸和精度的要求；同时，还必须考虑到铸锻模具和机械加工模具的选择，以确保铸件的质量。
此外，必须注意铸件加工过程，例如铸造温度、浇铸方式、铸件表面处理和其他因素，以保证铸件质量。
以上是铸造工艺设计的基本内容，只有正确了解并设计出合适的铸件工艺，才能确保铸件的质量。
因此，在设计铸件工艺时，应当有深入的了解，并将各部分因素考虑进去，以确保设计的铸件工艺能够
满足铸件使用要求。
铸造工艺设计说明书
“永冠杯”第三届中国大学生铸造工艺设计大赛参赛作品铸件名称：B件---铰接支架自编代码：AB33510A方案编号：目录摘要 (1)1 零件简介 (2)1.1零件名称及用途 (2)1.2零件的技术要求 (2)1.3零件的结构 (2)2铸造工艺方案 (3)2.1材料选择 (3)2.2工艺方案的选择 (3)2.3工艺参数的确定 (5)2.3.1铸件的尺寸公差 (5)2.3.2铸件的质量公差 (5)2.3.3机械加工余量 (5)2.3.4模样的起模斜度 (5)2.3.5铸造收缩率 (5)2.3.6最小铸出孔 (5)2.4浇注系统的设计 (6)2.4.1浇注系统的选择 (6)2.4.2浇注系统尺寸的计算 (6)2.4.3浇注系统设计的校核 (8)2.5砂芯设计 (9)2.5.1砂芯设计的要点 (9)2.5.21#砂芯 (10)2.5.32#砂芯 (11)2.6冒口设计 (12)2.6.1冒口设计的说明 (12)2.6.2冒口的尺寸计算 (12)2.7出气孔的设计 (13)3砂箱的设计 (13)4铸件充型及凝固过程数值模拟 (14)4.1ViewCast 模拟软件 (14)4.2充型过程模拟 (14)4.3铸造凝固过程数值模拟 (17)4.4铸造工艺改进方案 (18)结论 (19)参考文献 (20)附图1 ——铸造工艺图附图2 ——合箱图附图3 ——铸造工艺卡片附图4 ——砂箱图摘要该铸件为驾驶室右铰接支架，通过分析零件的结构特点和性能要求，选用粘土砂湿型手工造型方法，采用两箱造型，确定了浇注位置和分型面等工艺方案，使零件整体位于下箱。
确定了机械加工余量、起模斜度、铸件收缩率等工艺参数。
根据各铸造工艺参数用Pro/Engineer软件画出铸件的三维实体图。
根据零件的形状特征，选用两个竖直放置的砂芯，1#砂芯采用盖板砂芯的形式固定。
选用了封闭式底注式浇注系统，采用了两个内浇道，用奥赞公式计算了浇注系统各部分的截面面积和尺寸，根据工艺方案在铸件顶部放置了两个用于补缩的暗冒口。
铸造工艺学-冒口设计
2 冒口位置的选择原则
① 在热节的上方或侧旁；
② 尽量在铸件最高、最厚部位， 低处热结设补贴或冷铁；
③不应设在铸件最重要、受力 大的部位；
④ 不要选在铸造应力集中处， 应减轻对铸件的收缩阻碍，避免 裂纹；
⑤ 尽量用一个冒口同时补缩几 个热节或铸件；
⑥ 冒口布置在加工面上，可节 约铸件精整工时，外观好；
可锻铸铁：补缩距离为4-4.5T。
3）有色合金的冒口补缩距离 铜合金见表。
锡青铜、磷青铜：糊状凝固，有效补缩距离短，易出现 分散缩松。
无锡青铜和黄铜：凝固范围窄，补缩距离大。黄铜5-9T。 铝、锰青铜5-8T。
共晶型铝合金：4.5T。 非共晶型的铝合金：2T。
4）外冷铁对补缩距 离的影响
在两个冒口间放冷铁， 形成两个末端区，显著 增加有效补缩距离。 端 部放冷铁延长末端区。
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在金属冷却和 凝固过程中，补给金属液，从而防止缩孔、缩松的形成， 同时还有集渣和排气的作用。
习惯上 ，把冒口所铸成的金属实体也称为冒口。
8.1.1 冒口的种类和形状
顶冒口
1 按工艺冒口分为
依位置分
侧(边)冒口
普通冒口
明冒口
依顶部覆盖
暗冒口
通用冒口
大气压力冒口
依加压方式
ε=5% m补=548kg 1）计算模数M件铸件体积
V=[π（63²-33²）ˣ43/（4ˣ2）]=48607.2cm² 铸件的表面积=两个平面+两个侧面+上下端面 A=[(63-33)ˣ43+ π(63+33)ˣ43/2+ π（63²-33²）]/4=10031.76 M件=V/A=48607.2/10031.76=4.85 ≈5cm （2）计算冒口模数
第一章 铸造工艺设计概论
4 铸造工艺设计内容 1）分析零件的技术要求和结构工艺性 2）选择铸造工艺方法 3）确定浇注位置和分型面 4）选择工艺参数 5）设计型芯 6）设计浇注系统、冒口、冷铁和铸肋 设计浇注系统、冒口、 7）绘制铸造工艺图和铸件毛坯图 8）工艺装备设计与制造 9）生产调试与制订生产工艺 10）编制工艺卡 10）
第一章
铸造工艺设计概论
1.1 铸造工艺设计内容和步骤 1 铸造工艺设计的概念 根据零件的结构特点、技术要求、 根据零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条 件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图， 件等，确定铸造工艺方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编 制工艺卡等技术文件的过程。 制工艺卡等技术文件的过程。 2 铸造工艺设计任务 编制有关铸件生产工艺过程的技术文件，即用文字、 编制有关铸件生产工艺过程的技术文件，即用文字、表 图纸等说明铸件生产工艺的次序、要求、方法、 格、图纸等说明铸件生产工艺的次序、要求、方法、工艺规 范及所用材料的种类和规格等 。 3 铸造工艺设计目的 保证铸件质量的可靠性和稳定性及低 的成本，尽可能达到优质、高效益、低成本、少污染的目的 的成本，尽可能达到优质、高效益、低成本、 4 铸造工艺设计依据 1）生产任务 2）生产条件 3）环境保护的关系 铸造工艺设计直接关系到铸件成本、 铸造工艺设计直接关系到铸件成本、能耗和 环境等问题， 环境等问题，尽可能避免选用有毒害和高粉尘的 工艺方法，或采用相应的对策，以确保安全和不 工艺方法，或采用相应的对策， 污染环境。 污染环境。 1 铸造方法选用依据 1）铸件结构特点 ） 2）铸造合金种类 ）
3）铸件尺寸精度与表面粗糙度要求 ） 4）铸件生产批量 ） 5）交货期及生产条件 ）交货期及生产条件
2 常用铸造方法的特点及应用 1）砂型铸造方法及应用 2）特种铸造方法及应用 3 铸造工艺方法与铸造方法的区别和联系 铸造工艺方法包括铸造方法、生产操作工艺和 铸造工艺方法包括铸造方法、生产操作工艺和 包括铸造方法 具体生产设备及工艺装备等方面内容， 生产设备及工艺装备等方面内容 具体生产设备及工艺装备等方面内容，而铸造方法 则着重从铸型材料、 则着重从铸型材料、充型和凝固条件等方面强调工 艺方法的共性， 艺方法的共性，不涉及具体生产操作工艺方法和具 体生产设备及工艺装备。 体生产设备及工艺装备。
铸造工艺图及设计实例
在保证产品质量的前提下，尽量减少不必要的生 产环节，降低成本。
提高材料利用率
合理规划铸件结构和浇注系统，减少材料浪费， 提高材料利用率。
引入智能化技术
利用先进的铸造模拟软件和智能化设备，提高铸 造工艺图的准确性和可靠性。
铸造工艺图的未来发展趋势
绿色铸造
随着环保意识的提高，未来铸造工艺图将更加注重环保和节能， 减少对环境的负面影响。
熟练掌握所选软件的基本操作和功能是进 行铸造工艺图设计的前提条件。
参考实例和教程
不断实践和总结经验
通过参考实例和教程可以快速掌握软件的 使用技巧和方法，提高设计效率。
通过不断实践和总结经验可以逐步提高铸 造工艺图设计的水平，提升设计质量和效 率。
THANKS
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3
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一款专业的铸造工艺模拟软件，可进行铸造工艺 图设计和模拟分析，提高铸造工艺设计的准确性 和可靠性。
通用的CAD软件在铸造工艺图绘制中的应用
AutoCAD
一款通用的CAD软件，广泛应用于铸造工艺图绘制，支持二维和三维建模，提供丰富的绘图工具和编辑功能。
作用
铸造工艺图是铸造生产的基础，它为 生产人员提供了明确的工艺指导和要 求，确保铸造产品的质量和生产的顺 利进行。
铸造工艺图的绘制流程
确定产品需求
明确产品的尺寸、重 量、材料等要求。
产品分解
将产品分解成多个铸 造部分，确定每个部 分的功能和要求。
设计浇注系统
根据产品特点和生产 要求，设计合适的浇 注系统，确保金属液 能够顺利填充型腔。
铸造工艺设计
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铸造工艺过程图的绘制
名称
技术符号和表示方法
Байду номын сангаас
名称
技术符号和表示方法
用红色线表示，并用红色写出“ 上、中、下”字样
置
选择
的选择
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2.3.2浇注位置和分型面的选择
• 重要加工面应朝下或位于侧面
浇注位置是 指浇注时铸 件在铸型中 所处的位置。
保证卷筒周 围质量均匀
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1）浇注位置选择原则
铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注 铸型的 上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣外，大平面还常 产生夹砂缺陷。同时也有利于排气、减小金属液对铸型 的冲刷力。
1-冒口； 2、3-砂芯
图2-29 铸钢链轮的浇注位置
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2）分型面的选择原则
•便于起模，使造型工艺简化。考虑 分型面形状和数目，活块，型芯。
分型面（Parting line）是指 两半铸型相互接触的表面。除了实 型铸造法外，都要选择分型面。
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2）分型面的选择原则
（1）应尽可能使全部或大部分铸件，或者加工基准面 与重要的加工面处于同一半型内。 以避免因合型不准产 生错型，保证铸件尺寸精度。
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2.3.1 铸造工艺设计内容与步骤
铸造工艺过程设计的内容 • 铸造工艺过程设计的内容主要决定于批量大小、
生产要求和生产条件。一般包括：铸造工艺过程 图、铸件图、铸型装配图、工艺过程卡、操作技 术规程。广义地讲，凡铸造技术装备的设计内容， 诸如模样图、模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、 专用检具图、专用量具图及组芯夹具图等，均属 于铸造工艺过程设计的内容。
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铸造工艺设计
铸造是一种以熔解金属为原料，利用塑性成形和/或注浆的工艺，将金属液倒入铸件型腔，冷却固化，获得有特定几何形状的零件的过程。
铸造工艺设计是指根据工艺结构和特性，以及零件的几何形状、尺寸和表面质量要求，设计出有利于生产出符合要求的铸件的工艺参数，以实现铸件制造的工艺设计。
铸造工艺设计的基本步骤
1.熔解金属材料分析。
在铸造工艺设计阶段，应综合考虑金属材料的物理性能、化学分析和应用要求，以确定适用于铸件加工的型号、熔点、组成和浇注条件。
2.熔炼工艺设计。
熔炼工艺设计应考虑熔解金属的可加工性、消耗量、抗拉强度、合金组成、液态拉伸强度和抗冷凝残留等参数，确定熔炼工艺参数，如加热温度、时间、抽汽量、金属投料量等。
3.成型方式设计。
根据铸件的几何尺寸和质量要求，选择合适的铸造成型方式，这一般需要考虑铸件的类型、尺寸、型腔结构复杂性、型腔结构大小适应度、结构完整性、原料特性、铸造工艺可行性等因素。
4.型腔内部构造设计。
根据铸件的几何形状和容量要求，确定型腔外壳的形状和尺寸，并根据铸件型腔内液体特性和流动规律，对型腔内部构造进行精细设计，确定引流套等结构参数。
5.工艺参数设计。
根据型腔内部构造，以及浇口开口方式、压力条件和模具结构参数，确定铸造工艺参数，如工艺温度、凝固时间、
浇口抽出时间、浇注速度、抽气时间等。
6.铸件制作。
铸造工艺设计已完成后，根据设计的工艺参数，将金属液倒入型腔，冷却固化，获得有特定几何形状的铸件。
7.铸件检验。
完成铸件的制作后，根据铸件的几何形状和尺寸、表面质量判断，确认是否符合要求。
铸造工艺设计是有规律的，也有一定的复杂性，针对不同类型的工件，采用不同的计算参数，并结合相关理论，有效地进行计算校核和控制。
另外，还要考虑铸件的断热、凝固及冷却的现象，以保证铸件的质量。
综上所述，铸造工艺设计是一个系统的理论和实践性的综合过程，其目的是为工件设计出最佳的铸造工艺，以获得满足质量标准的铸件。
只有熟练掌握铸造工艺设计的基本步骤，通过正确的设计，才能够实现高质量、高生产效率、高自动化水平的铸件生产。