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第1章 铸造工艺设计概论 1

1.1 铸造工艺设计概述 1

1.1.1 铸造工艺设计依据 1

1.1.2 铸造工艺设计内容 2

1.1.3 铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系 3

1.2 铸造方法的确定 4

1.2.1 铸造方法的分类 4

1.2.2 铸造方法的选择 6

1.3 砂型铸造工艺设计 7

1.3.1 砂型铸造生产工艺过程 7

1.3.2 砂型铸造工艺设计步骤 7

1.4 铸造技术发展及应用 8

1.4.1 造型与制芯技术 8

1.4.2 特种铸造与近净成形技术 9

1.4.3 合金熔炼与精炼技术 9

1.4.4 晶粒细化与凝固技术 10

1.4.5 计算机应用技术 11

1.4.6 无模铸造技术 11

小结 12

复习思考题 13

第2章 铸造工艺设计基础 14

2.1 零件结构的铸造工艺性 14

2.1.1 铸件质量对零件结构的要求 14

2.1.2 铸造工艺对零件结构的要求 19

2.2 砂型铸造工艺方案 22

2.2.1 造型与制芯方法的选择 22

2.2.2 浇注位置与分型面的确定 23

2.2.3 砂箱中铸件数目的确定及排列 28

2.3 铸造工艺参数 31

2.3.1 铸件尺寸公差 31

2.3.2 铸件重量公差 34

2.3.3 机械加工余量 34

2.3.4 铸造收缩率 36

2.3.5 起模斜度 37

2.3.6 最小铸出孔及槽 39

2.3.7 其他铸造工艺参数 40

2.4 砂芯设计 42

2.4.1 砂芯的分类 42

2.4.2 砂芯设计的原则 43

2.4.3 砂芯的固定和定位 45

2.4.4 芯头的尺寸和间隙 49

2.4.5 芯撑和芯骨 52

2.4.6 砂芯的排气 53

2.5 出气孔设计 55

2.5.1 出气孔的作用及设置原则 55

2.5.2 出气孔的结构形状和尺寸 55

2.6 铸造工艺图及工艺卡 58

2.6.1 铸造工艺符号及表示方法 58

2.6.2 铸造工艺图和铸件图 59

2.6.3 铸造工艺卡 61

小结 62

复习思考题 62

第3章 浇注系统设计 63

3.1 液态金属充型 63

3.1.1 液态金属的充型特点 63

3.1.2 液态金属的流动性及充型能力 64

3.2 液态金属在浇注系统中的流动 65

3.2.1 液态金属在浇口杯中的流动 65

3.2.2 液态金属在直浇道中的流动 66

3.2.3 液态金属在横浇道中的流动 66

3.2.4 液态金属在内浇道中的流动 67

3.3 浇注系统的基本类型 68

3.3.1 按浇注系统各组元截面比例分类 68

3.3.2 按内浇道在铸件上的位置分类 69

3.4 浇注系统阻流截面积计算 72

3.4.1 阻流面积计算 72

3.4.2 浇注时间的确定 73

3.4.3 金属液在型内的上升速度 74

3.4.4 流量系数的确定 75

3.4.5 金属液充型临界速度 76

3.5 浇注系统结构设计 76

3.5.1 浇注系统各组元截面积计算 76

3.5.2 浇注系统各组元结构设计 77

3.5.3 阶梯式浇注系统设计 82

3.5.4 垂直分型浇注系统设计 83

3.6 常用铸造合金浇注系统设计 84

3.6.1 灰铸铁件浇注系统 85

3.6.2 球墨铸铁件浇注系统 87

3.6.3 铸钢件浇注系统 88

3.6.4 轻合金铸件浇注系统 90

3.6.5 铜合金铸件浇注系统 92

3.7 过滤网在浇注系统中的应用 93

3.7.1 玻璃纤维过滤网 93

3.7.2 多孔陶瓷过滤网 94

小结 95

复习思考题 96

第4章 补缩系统设计 97

4.1 铸件凝固及缩孔和缩松缺陷 97

4.1.1 铸件凝固方式及其影响因素 97

4.1.2 合金凝固方式对铸件质量的影响 98

4.1.3 铸件凝固与缩孔类缺陷 99

4.2 冒口的分类及设计内容 101

4.2.1 冒口的分类 101

4.2.2 冒口的设计内容 102

4.3 铸钢件冒口设计 107

4.3.1 模数法 108

4.3.2 三次方程法 114

4.3.3 比例法 114

4.4 铸铁件冒口设计 116

4.4.1 铸铁件凝固与收缩的特点 116

4.4.2 铸铁件通用冒口 117

4.4.3 铸铁件实用冒口 117

4.5 有色金属铸件冒口设计 123

4.5.1 铝合金铸件冒口 123

4.5.2 铜合金铸件冒口 125

4.6 特种冒口 126

4.6.1 大气压力冒口 127

4.6.2 保温冒口和发热冒口 128

4.6.3 易割冒口 129

4.7 冷铁设计 130

4.7.1 外冷铁 130

4.7.2 内冷铁 132

小结 134

复习思考题 134

第5章 铸造应力、变形和裂纹 135

5.1 热裂 135

5.1.1 热裂形成机理 136

5.1.2 热裂的影响因素 138

5.1.3 铸件热裂的防止方法 142

5.2 铸造应力 145

5.2.1 铸件冷却过程中产生的热应力 145

5.2.2 铸件冷却过程中产生的相变应力 149

5.2.3 铸件冷却过程中产生的机械阻碍应力 151

5.2.4 减少铸造应力的方法 151

5.2.5 消除铸造残余应力的方法 153

5.3 变形和冷裂 154

5.3.1 铸件的变形 154

5.3.2 减少铸件变形的措施 156

5.3.3 铸件的冷裂与防止措施 157

小结 159

复习思考题 160

第6章 铸造工艺装备设计 161

6.1 模样 161

6.1.1 模样的分类及选材 161

6.1.2 金属模样的结构设计与尺寸计算 163

6.2 模板 167

6.2.1 模板的分类 167

6.2.2 模底板的结构与尺寸 168

6.2.3 模样在模底板上的布置与装配 172

6.3 芯盒 178

6.3.1 芯盒的分类 178

6.3.2 普通金属芯盒的设计 180

6.3.3 热芯盒的设计 185

6.3.4 壳芯盒的设计 188

6.3.5 冷芯盒的设计 190

6.4 砂箱 191

6.4.1 砂箱的分类及选择 191

6.4.2 通用砂箱设计 192

6.4.3 特殊砂箱的结构和尺寸 196

6.5 其他工艺装备 196

6.5.1 浇注系统模具 196

6.5.2 压砂板和填砂框 197

6.5.3 烘芯板 198

小结 198

复习思考题 198

第7章 特种铸造 200

7.1 熔模铸造 200

7.1.1 概述 200

7.1.2 浇冒口设计 201

7.1.3 压型设计 202

7.1.4 蜡模制造 207

7.1.5 型壳制造 211

7.1.6 脱壳清理 214

7.2 消失模铸造 215

7.2.1 概述 215

7.2.2 浇冒口设计 216

7.2.3 消失模的制造及其材料 217

7.2.4 消失模涂料及造型工艺 220

7.3 金属型铸造 223

7.3.1 概述 223

7.3.2 金属型设计 224

7.3.3 金属型铸造工艺 229

7.4 压力铸造 230

7.4.1 概述 230

7.4.2 压铸模设计 232

7.4.3 压铸工艺 238

7.5 低压铸造 241

7.5.1 概述 241

7.5.2 浇冒口系统设计 242

7.5.3 低压浇注工艺 244

7.6 离心铸造 248

7.6.1 概述 248

7.6.2 离心铸造铸型 249

7.6.3 离心铸造工艺 251

7.7 其他类型特种铸造 254

7.7.1 差压铸造 254

7.7.2 连续铸造 256

7.7.3 挤压铸造 258

小结 261

复习思考题 261

第8章 艺术铸造 264

8.1 概述 264

8.1.1 我国艺术铸造发展史 264

8.1.2 我国艺术铸造现状 266

8.1.3 艺术铸造发展趋势 267

8.2 艺术铸造工艺技术 267

8.2.1 艺术铸造产品的种类及合金 267

8.2.2 艺术铸造工艺方法 270

8.2.3 艺术铸件的后处理 275

8.3 艺术铸造工艺设计 276

8.3.1 艺术铸造产品生产工艺流程 276

8.3.2 艺术铸造工艺设计内容及程序 278

8.3.3 艺术铸造产品工艺设计实例 280

小结 283

复习思考题 283

第9章 铸造工艺设计数字化技术 284

9.1 铸造工艺设计CAD技术 284

9.1.1 铸造工艺设计CAD基本概念 284

9.1.2 铸造工艺设计CAD技术开发应用 285

9.1.3 铸造工艺设计CAD发展趋势 288

9.2 铸造CAE技术 288

9.2.1 铸造充型和凝固过程CAE技术的基本原理 289

9.2.2 铸造CAE数值模拟分析的方法过程 290

9.2.3 铸造CAE软件及应用 291

9.2.4 铸造CAE技术发展趋势 293

9.3 逆向工程与铸造模具设计制造技术 294

9.3.1 逆向工程的概念 294

9.3.2 逆向工程工艺流程 294

9.3.3 逆向建模的关键技术 294

9.3.4 逆向工程在模具设计制造中的应用 296

9.4 铸造快速成形技术 297

9.4.1 快速成形的概念 297

9.4.2 常用快速成形技术 298

9.4.3 快速成形铸造模具制造 302

9.4.4 数字化无模铸造技术 303

小结 304

复习思考题 304

参考文献 305