题目：工艺学课程设计
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专业：材料成型机控制工程班级：
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前言
铸造工艺学课程是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法和步骤以及掌握铸造工艺和工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则是铸造工艺学课程的实践性教学环节，同时也是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺和工装设计能力的训练。在这个为期两周的过程里，我们有过紧张，有过茫然，有过喜悦，从中感受到了学习的艰辛，也收获到了学有所获的喜悦，回顾一下，我觉得进行铸造工艺学课程设计的目的有如下几点：
通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用铸造工艺学课程和其他先修课程的的理论与实际知识去分析和解决实际问题的能力。
通过制定和合理选择工艺方案，正确计算零件结构的工作能力，确定尺寸，掌握了浇冒口的作用及其原理，具有正确设计浇冒口系统的初步能力；掌握铸造工艺和工装设计的基本技能。
熟悉型砂必须具备的性能要求，原材料的基本规格及作用，并初步具备分析和解决型砂有关问题的能力。
熟悉涂料的作用、基本组成及质量的控制；了解提高铸件表面质量和尺寸精度的途径。
了解合金在铸造过程中容易产生的铸造缺陷以及采取相关的防止途径，并初步具备分析、解决这类缺陷的基本解决途径
学习进行设计基础技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册等。
目录
第一章零件铸造工艺分析 (4)
1.1零件基本信息 (4)
1.2材料成分要求 (4)
1.3铸造工艺参数的确定 (4)
1.3.1铸造尺寸公差和重量公差 (5)
1.3.2机械加工余量 (5)
1.3.3铸造收缩率 (5)
1.3.4拔模斜度 (5)
1.4其他工艺参数的确定 (5)
1.4.1工艺补正量 (5)
1.4.2分型负数 (5)
1.4.3非加工壁厚的负余量 (5)
1.4.4反变形量 (5)
1.4.5分芯负数 (6)
第二章铸造三维实体造型 (6)
2.1上冠件图纸技术要求 (6)
2.2上冠件结构工艺分析 (6)
2.3基于UG零件的三维造型 (6)
2.3.1软件简介 (6)
2.3.2零件的三维造型图 (6)
第三章铸造工艺方案设计 (7)
3.1工艺方案的确定 (7)
3.1.1铸造方法 (7)
3.1.2型（芯）砂配比 (8)
3.1.3混砂工艺 (8)
3.1.4铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8)
3.2铸造熔炼 (8)
3.2.1熔炼设备 (9)
3.2.2熔炼工艺 (9)
3.3分型面的选择 (9)
3.4砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10)
3.5砂芯设计及排气 (11)
3.5.1芯头的基本尺寸 (11)
3.5.2芯撑、芯骨的设计 (12)
3.5.3砂芯的排气 (12)
第四章浇冒系统的设计及计算 (12)
4.1浇注系统的类型及选择 (12)
4.2浇注位置的选择 (12)
4.3浇注系统各部分尺寸的计算 (13)
4.3.1合金铸造性能分析 (13)
4.3.2铁液在型内的上升速度 (13)
4.3.3浇注系统截面尺寸设计 (14)
4.4冒口设计计算 (14)
4.4.1铸件工艺出品率 (14)
4.4.2出气孔 (15)
4.4.3冒口的作用及位置确定 (15)
4.5冷铁设计及尺寸计算 (15)
4.5.1冷铁的选用及作用 (15)
4.5.2冷铁的尺寸及放置位置的选择 (15)
总结 (17)
参考文献 (18)
附图
第一章零件铸造工艺分析
1.1零件基本信息
零件名称：上冠铸件。
零件材料：HT200。
产品生产纲领：成批量生产或者小批量生产。
结构：属厚、薄相差悬殊的大型回转体结构。
上冠零件图：
图1.1 上冠零件图
1.2 材料成分要求
根据相关资料查得HT200具体成分及其含量如表1.2.1所示。
表1.2.1 HT200化学成分表（质量分数，%）
C Si Mn P S Cr
3.3~3.55 1.95~2.15 0.60~0.90 ≤0.08 ≤0.12 0.15~0.30
1.3铸造工艺参数的确定
1.3.1铸造尺寸公差和重量公差
该铸件材质为HT200，手工造型，经查得，铸件的尺寸公差等级为13级；重量公差等级为13级，该铸件的重量公差为10％。
1.3.2机械加工余量
该铸件为铸铁件，砂型人工造型，经查加工余量等级为H，经查得，该铸件法兰端面以及锥面的加工余量为13mm、孔的加工余量为8mm。
1.3.3铸造收缩率
由于铸件的固态收缩(线收缩)将使铸件各部分尺寸小于模样原来的尺寸，因此，为了使铸件冷却后的尺寸与铸件图示尺寸一致，则需要在模样或芯盒上加上其收缩的尺寸。加大的这部分尺寸为铸件的收缩量，一般用铸造收缩率表示。经查可知该锥体铸件的线收缩率为
1.0％。
1.3.4拔模斜度
由于该铸件为锥形而且锥度大非常易于拔模，因此锥体部分不设拔模斜度，而在立壁处可设置3mm的起模斜度以便拔模。拔模斜度的示意如图1.2和1.3。
图1.2外立壁拔模斜度示意图图1.3内立壁拔模斜度示意图
1.4其他工艺参数的确定
1.4.1工艺补正量
对中小批量的铸件由于选用的收缩尺寸与实际的收缩率不符，或由于铸件产生变形、操作中不可避免的误差等原因使加工后铸件的尺寸小于图样要求尺寸，为提高尺寸精度，要在铸件相应的非加工表面上增加金属层厚度来弥补,但由于该件在垂直分型面的立壁上都设有较大的拔模斜度,故不放工艺补正量。
1.4.2分型负数
干砂型、表面烘干型、自硬砂型以及砂型尺寸超过2m以上的湿型才应用分型负数。而此铸件采用树脂自硬砂造型且砂箱尺寸小于2m，故不留分型负数。
1.4.3非加工壁厚的负余量
由于该铸件采用木模，手工造型、造芯过程中，为取出木模要进行敲模，同时木模受潮时会膨胀，这些情况会使型腔尺寸增大，从而造成非加工壁厚增加，为保证铸件尺寸的准确性应该减小厚度尺寸，但由于该件在无拔模斜度，且该件不是很大故不放非加工壁厚的负余量。
1.4.4反变形量
铸造较大的平板类、床身等类铸件时由于冷却速度的不均匀性，铸件冷却后常出现变形。为了解决挠曲变形问题，在制作模样时，按铸件可能产生变形的相反方向做出反变形模样，使铸件冷却后变形的结果正好将反变形抵消，得到符合设计要求的铸件。一般中小型壁厚差别不大且结构上刚度较大时，不必留反变形量。由于该铸件为中小型铸件，所以不需留反变形量。
1.4.5分芯负数
对于分段制造的长砂芯或分开制造的大砂芯，在接缝处应留出分芯间隙量，即在砂芯的分开面处，将砂芯尺寸减去间隙尺寸，被减去的尺寸即为分型负数。此铸件没有分段制造的长砂芯，故可不设分芯负数。
第二章铸件三维实体造型
2.1上冠件图纸技术要求：
（1）铸件应作正回火处理；
（2）铸件材料及机械性能应符合JB/T10264-2001的要求；
（3）粗加工后按GB7233-87标准作超声波探伤检查，达Ⅱ级要求；
过流面加工后按GB/T9444-1988进行磁粉探伤，达Ⅱ级要求；
（4）同炉浇铸试验棒，回厂做化学成分和机械性能复核试验；
（5）过流面用样板检查；
（6）请刻出叶片进出水边与上冠的交点圆线。
2.2上冠件结构工艺分析：
上冠件属壁厚相差悬殊的回转体结构，其主要壁厚为50mm，最小壁厚为25mm，最大壁厚为275mm，零件的外形轮廓尺寸为上法兰直径φ1510，法兰另一端直径
φ217.2，该件质量为1665kg。由零件图可知，该零件外形不是很复杂，内腔结构也不复杂，壁厚不均匀，材料为灰铁，流动性较好，收缩大，在浇注时容易产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、热裂、内应力以及变性和冷裂等缺陷。该件为中大型铸件，可采用砂型铸造中湿型铸造，操作方便，劳动量较小。
2.3基于UG零件的三维造型
2.3.1软件简介
UG NX是由Siemens PLM Software发布的集CAD/CAM/CAE一体化解决方案软件，它涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具。 NX 与 UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合，这些对于 CAD 、 CAM 和CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。
本件采用UG NX进行三维立体建模使工艺设计直观形象，便于后续分析、模拟及加工等过程的管理与控制。
2.3.2零件的三维造型图
通过运用NX8.0对零件进行立体建模得到如图2.1、2.2所示三维图。
图2.1零件的三维造型图
图2.2零件的剖视图
第三章铸造工艺方案设计
3.1工艺方案的确定
3.1.1铸造方法
1）若生产纲领为单件小批量生产，基于铸件材料（HT200）、尺寸、精度及技术要求等综合考虑，通过查阅相关资料，可选的合适铸造方法只有木模树脂砂铸造或者消失模铸造两种方法。需要浇铸的产品上冠铸件属于中大型简单铸件，如果采用消失模铸造，其加工余量少，而且可以精确成型，无须起模，无分型面，无型芯，因而铸件无飞边毛刺，减少了由型芯组合而引起的铸件尺寸误差。另外消失模铸造大大地简化了砂型铸造及熔模铸造的工序。所以本次设计选择消失模树脂砂型铸造来生产此铸件。
2）若生产纲领为成批量生产可采用砂型铸造，铸型和型芯都采用呋喃树脂自硬砂，每箱一件，乙醇涂料，造型时按模型材质选择合适的脱模剂。采用树脂砂的优点有：强度高，可自硬，精度高，铸件易清理，生产效率高等特点。
3.1.2型（芯）砂配比
根据零件结构及生产要求，该铸件采用呋喃树脂自硬砂造型、造芯即可，具体数值参考型、芯砂配比如表3.1和表3.2所示。
表3.1 型砂配比（配比重量Wt%）
成分新砂再生砂F700呋喃树脂固化剂附加物氧化铁粉百分比10％90％ 1.6% ~2.0% 15％0 ~ 1.5%
表3.2芯砂配比（配比重量Wt%）
成分新砂再生砂F700呋喃树脂固化剂附加物氧化铁粉百分比60％40％ 2.3% ~2.5% ＞10％0 ~ 1.5%
表中催化剂含量为占树脂砂的百分比。
3.1.3混砂工艺
合理地选用混砂机，采用正确的加料顺序和恰当的混砂时间有助于得到高质量的树脂砂。树脂砂各种原料称量要准确，其混砂工艺如下：
砂+催化剂上
下
加树脂
上
下
出砂
上述顺序不可颠倒，否则局部发生剧烈的硬化反应，缩短可使用时间，影响到树脂砂的使用性能。砂和催化剂的混合时间应以催化剂能均匀的覆盖住沙粒表面所需的时间为准。
3.1.4铸造用涂料、分型剂及修补材料
铸造涂料在铸型和砂芯的表面上形成耐火的保护层，避免铸件产生表面粗糙、机械粘砂、化学粘砂以及减少铸件产生与砂子有关的其它铸造缺陷，是改善铸件表面质量的重要手段之一。虽然采用涂料增加了工序和费用，但使用涂料之后，不仅铸件表面光洁，也减少了缺陷降低了清理费用，增加了铸件在市场上的竞争力，综合效益得以提高。为满足要求可选水溶性涂料，根据生产纲领选用手工刷涂的方式施涂。
铸造用分型剂可在造型造芯过程中在模样、芯盒工作表面覆盖一薄层可以减少或者防止型砂、芯砂对模样或芯盒的粘附，降低起模力，以便得到表面光洁、轮廓清晰的砂型或砂芯，可手工涂涂柴油。
如砂型或砂芯出现裂纹、孔洞、掉角以及不平整等缺陷可用胶补剂进行修补，以提升生产效率。对自硬树脂砂可用同种自硬砂+修补膏+胶合剂进行修补。
3.2铸造熔炼
3.2.1熔炼设备：为保证获得化学成分均匀、稳定且温度较高的铁液，满足生产需要这一前提，在大批量流水生产中，宜采用冲天炉-电炉双联熔炼工艺。它可以保证出炉铁液温度在1500℃以上，温度波动范围小于等于＋（-）10℃，化学成分（质量分数）精度达到△C小于等于＋（-）0.05%，△Si小于等于＋（-）0.10%。
3.2.2熔炼工艺：(1) 废钢加废钢可明显提高灰铸铁基体中D型石墨和初生奥氏体的数量；加废钢能促进初生奥氏体的形核及长大；可增加铸件的强度和孕育。（2）出炉温度和浇注温度出炉温度一般都控制在1400~1450℃之内，浇注温度一般控制在1370~1440℃。（3）孕育处理为改善石墨形态和材质的均匀性，孕育处理是十分重要的。孕育的作用为消除白口、改善加工性能，细化共晶团、获得A型石墨，使石墨细化及分布均匀，改善基体组织、提高力学性能，减小断面敏感性。综合孕育剂选择的主要两个因素：满足工艺性及性能、金相组织的需要；避免铸件产生气孔、缩松、渗漏等缺陷。由于75SiFe瞬时孕育效果好，溶解性能优良，故此铸铁熔炼采用此方法。
3.3分型面的选择
根据分型面的选择原则，分型面的选择位置如下：
方案一
上
下
特点：选择最大截面
1、有利于顺序凝固和冲型以及易于保证铸件的精度；
2、有利于铸件的补缩；
3、铁液在铸型中的流动不稳定；
4、由于该件外形为锥体，这样分形的好处是易于起模，在侧面处可不设起模斜度。
方案二：
上
下
特点：
1：重要面放在侧面和下面，有利于重要面得到致密的组织；
2：避免了吊芯；
3：不利于顺序凝固和补缩；
方案三：
上
下
特点：
1、减小了砂箱尺寸；
2、有利于下芯；
3、对上下箱的合箱、造型精度要求很高；
4、铁液在铸型中的流动不平稳。
根据三种方案的对比，选择方案二比较合理。
3.4砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定：
由于铸件为锥体件，一端的表面积较大，因此采用一箱一件的生产方式。砂箱的尺寸计算：
砂箱宽＝90+1526+90=1706mm, 取砂箱长度为1800mm。
砂箱长＝90+1526+80+90=1786mm,取砂箱宽度为2000mm。
砂箱高度的计算：
上砂箱高＝286+150＝436mm，冒口高度为286mm，故取上箱500mm
下砂箱高＝622＋180＝802mm，下砂箱取850mm。砂箱各部位的尺寸如下表所列。
砂箱外形尺寸
砂箱长（mm）砂箱宽（mm）砂箱高（mm）上箱2000 1800 500
下箱2000 1800 850
如工厂有尺寸相近砂箱也可选用。
3.5砂芯设计及排气
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位。砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容易轻砂。
3.5.1芯头的基本尺寸
芯头是砂芯的重要组成部分。芯头的作用是：定位、支撑和排气。定位作用：通过芯头与芯座的配合，便于将砂芯准确地安放在砂型中。
支撑作用：砂芯通过芯头支撑在铸型中，保证砂芯在它本身的重力及金属液体的浮力作用下位置不变。
排气作用：在浇注凝固过程中，砂芯中产生的大量气体能够及时地从芯头排出铸型。
=60mm，为下芯方便，根据课本可留垂直心头与芯座之间的间隙s=1mm，芯头高度： h
下
斜度，h
=5°。芯头各部分尺寸及形状见图3.1。
下
图3.1芯头的尺寸及形状
3.5.2芯撑、芯骨的设计
由于砂芯较小，且位于内浇道附近，因此不用芯撑。
为了保证砂芯在制芯、搬运、配芯和浇注过程中不易开裂、不易变形、不被金属液冲击折断，生产中通常在砂芯中埋置芯骨，以提高其刚度和强度。
由于该铸件为小型铸件，且砂芯尺寸不大，故可以采用细钢管做芯骨，防止砂芯变形、开裂，同时在钢管上钻若干小孔利于砂芯排气。
3.5.3砂芯的排气
砂芯在浇注过程中，其粘结剂及砂芯中的有机物要燃烧（氧化反应）放出气体，砂芯中的残余水分受热蒸发放出气体，如果这些气体排不出型外，则要引起铸件产生气孔。
芯骨有小孔利于砂芯排气，还可用通气针扎出排气孔的方法排气。
第四章浇冒系统的设计及计算
4.1浇注系统的类型及选择
该铸件为铸铁中大型铸件，壁厚不均匀，根据铸铁件生产要求及特点，根据铸造工艺学表3-4-12选择封闭式（Ⅱ）浇注系统。以横浇道截面最大，阻渣效果较好，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便；但缺点是内浇道为阻流，充型不平稳。∑S内：∑S横：∑S 直=1:1.5:1.1
4.2浇注位置的选择
方案一：采用顶注浇注系统浇注位置设在冒口上，设置三个内浇口分别位于三个腰圆形冒口上，如图所示：
浇注系统示意图
此浇注的优点：
（1）浇注系统位于冒口上因此在机加工时省去了切割浇道的工序；
（2）浇道和冒口相连降低冒口的冷却速度，有利于冒口的补缩；
（3）浇道位于该件的中心位置充型平稳，而且铸件的质量均一。
方案二:
采用顶注式，内浇道镶嵌在下模样边上，便于清理，横浇道搭接在内浇道上，和直浇道一起放在上模样，具体构造如下图:
特点：便于清理，可用浇注系统当冒口，对铸铁有一定的补缩作用。且节省材料，降低生产成本。
对比以上两种方案，由于铸铁具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷，且浇注温度较低，充型能力好，可以不用另设冒口，因此采用方案一。
4.3浇注系统各部分尺寸的计算
根据相关资料查得HT200具体成分及其含量如表4.3.1所示。
表4.3.1 HT200化学成分表（质量分数，%）
C Si Mn P S Cr
3.3~3.55 1.95~2.15 0.60~0.90 ≤0.08 ≤0.12 0.15~0.30
4.3.1 合金铸造性能分析：
灰铸铁具有良好的铸造性能：（1）流动性。灰铸铁的熔点较低，结晶温度范围较小，在适宜的浇注温度下，具有良好的流动性，容易填充形状复杂的薄壁铸件，且不易产生气孔、浇不足、冷隔等缺陷。（2）收缩性。灰铸铁的浇注温度较低，凝固中发生共析石墨化转变，使其线收缩小，产生的铸造应力也较小，所以铸件出现翘曲变形和开裂的倾向以及形成缩孔、缩松的倾向都较小。（3）灰铁充型能力好，强度较高，耐磨、耐热性好，减振性良好，铸造性较好，但需人工时效。
4.3.2铁液在型内的上升速度
根据浇注系统的铁液上升速度计算法，查铸造工艺学表3-4-6知铁液在型中上升速度
l V （mm/s ）在20mm/s-- 30 mm/s 之间，取l V =25mm/s 。 4.3.3 浇注系统截面尺寸设计
用奥赞公式可计算阻流截面积：
ο
ρμτ2gH m S 下阻=
m 下为浇注质量，铸件质量kg 1665m ≈，考虑增重5% m 下=1748kg m3 / kg 21.7=ρ 查表得湿型中等铸铁流量系数0.42≈μ, 浇注时间
查铸造工艺学表3-4-3 对于铸铁件 t=10~30s 取t=30s 浇注速度
V =m/t=1665/30=55.5kg/s 浇注温度
1370~1440℃
4.4冒口设计计算
根据补缩液量法：已知该件体积约为232871987mm3,查课本P299可得铸铁体收缩率ε
取1.9，冒口的补缩效率取14%，铸件壁厚取主要壁厚50。
d 0=3π
εc V 6=946mm
式中：V c -铸件被补缩部分体积；
ε-铸件金属的凝固收缩率理论上需要用以补缩部分液体的体积V 1； d 0：补缩球直径。 Dr=T+ d 0=50+946=996mm.
Dr:冒口直径。
该件采用三个同形状冒口，冒口的高度取为300mm.
由于该件为灰铸铁，采用保温冒口可提高铸件工艺出品率10％～15%，能够很显著地节约材料和降低成本。为了冒口的易于切割，降低后续机加工难度，在冒口底部可放置带孔隔板或易切片便于冒口的切割。
4.4.1铸件工艺出品率
铸件工艺出品率=
浇注系统质量
冒口质量铸件质量铸件质量
++×100%
对该铸件工艺出品率=1665/(1665+781+312)=60%
4.4.2出气孔
开始浇注的瞬间，型腔内的空气即被加热膨胀，型内压力迅速增加，有些空气可从型砂的空隙逸出，但型砂的透气性常不足以防止压力的显著增高。当浇注系统完全充满时，压力可以高到使液态合金倒流，再周期性地返回，并降低浇注速度。压力过大可能瞬时拾起上箱，引起“跑火”，甚至从直浇道中喷溅，造成事故。道气不良还会造成气孔、浇不足和冷隔等缺陷。所以要用出气孔，将型内气体引至砂型之外出气孔除排出型腔的空气和气体之外，还可减小砂型充满时的动压力，以及便于观察型内的充满程度等。但此铸件可不需专门的出气孔，可以选取通气针在砂型上扎出排气道的方法排气。
4.4.3冒口的作用及位置确定
冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件凝固过程中补给金属，能有效防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。对于该铸件采用普通明冒口，由于该铸件热节处壁厚较大，经分析可设置1个环形大冒口。如下图所示：
4.5冷铁设计及尺寸计算
4.5.1冷铁的选用及作用
为增加铸件局部冷却速度常常在铸件表面或者内部放置激冷材料,对该件采用铸钢材质板型外冷铁，对于该件使用冷铁有诸多优点：
1）在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松；
2）冷铁可与冒口配合使用，利用冷铁形成末端区，能加强铸件的顺序凝固条件、扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积；
3）防止立壁与铸件表面交接部位形成裂纹；
4）用冷铁加速热节部位的冷却，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减少铸件变形，又可提高工艺出品率；
5）改善局部组织和力学性能，提高表面硬度和耐磨性；
6）减轻或防止该铸件厚壁部位的偏析。
4.5.2冷铁的尺寸及放置位置的选择
通常冒口的厚度B=（0.25^0.5）T，可取B=84mm。
根据查表可知冷铁的其他尺寸及参数如表3-23所列。
表4.1冷铁尺寸
冷铁长度（mm）冷铁间隙（mm）冷铁厚度（mm）数量180 12°84 20
冷铁的放置位置如图4.1所示
图4.1冷铁放置位置（蓝色实体表示）
总结
本次铸造工艺课程设计历时两周,是学习铸造专业以来第一次独立的进行工艺和工装设计。在设计过程中由于本铸件体积较大，结构较复杂，其材料是在凝固过程中易出现缩松缩孔等缺陷的灰铸铁，因此此工艺设计思想是在保证铸件质量前提下，尽量采取合理工艺及先进的分析方法来消除各种缺陷，最后才考虑工艺出品率的提高。还要考虑生产上的安全性和经济合理性。在以前铸造工艺课程的学习中，我对于铸造工艺课程是很有限的，我们所遇到的关于专业的实际应用也仅限于书上的例题和为了考试做的一些资料，它们都是理论上的或者局部的计算，而这次的课程设计让我们接触到了铸造生产过程中的工艺设计和一些辅助辅助结构的计算。让我感觉到，光是平时学习的内容对于在工艺设计方面的应用是远远不够的，这需要我们平时自觉的培养自己的自学能力，设计中我学会了离开老师进行自主学习，详读课本并参看多本指导书，完善自己的设计。
通过本次课程设计的训练，我们受益匪浅，不仅深层次的学习了铸造知识，掌握了铸造工艺设计流程，而且还提高了分析问题、解决问题的能力，使自己的专业素质得到了进一步的锻炼和提升。这对我们的继续学习是一个很好的指导方向，同时，通过课程设计，还使我们树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。
最后，在此特别要感谢彭老师和申老师对我们的感谢您们对我们的谆谆教诲以及在精神方面给与的支持与鼓励，您们渊博的知识和丰富的经验也值得去认真学习。同时也感谢班级同学们的相互支持，与他们一起对一些问题的探讨和交流让我开拓了思路，也让我在课程设计时多了些轻松、愉快。
参考文献：
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《铸造工艺学》课后习题答案 湖南大学 1、什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容 一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：1、铸件的重要部分应尽量置于下部2、重要加工面应朝下或呈直立状态3、使铸件的大平面朝下，避免夹砂伤疤类缺陷4、应保证铸件能充满5、应有利于铸件的补缩6、避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验7、应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，检查型腔尺寸。5、不使砂箱过高6、受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机
《铸造工艺及设备》课程标准 030703 一、课程描述 《铸造工艺及设备》是材料成型及控制专业的专业核心课程. 课程内容包括铸造工艺方案设计、砂芯设计、浇注系统设计、冒口设计、铸造工艺装备设计等内容.其任务是使学生掌握铸造工艺方案的确定，学会选择工艺参数、浇冒口设计方法及工艺装备设计的基础知识；各种不同的铸造方法的特点及应用范围，使学生具备工艺理论和基础知识.并结合课程设计使学生掌握现代铸造工艺设计的基本方法.通过学习学生可以掌握铸造生产过程中铸造工艺理论和基本操作技能，促进知识向技能转化，对铸造生产的铸件进行具体设计. 该课所涉及的领域较多，在先修完《机械制图》、《工程材料》、《公差配合及技术测量》、《材料成型原理》、《材料力学》、《pro/E应用》等课程基础上，才能很好的理解和学习. 通过学习能够了解铸造工艺基本流程；能够知道砂型铸造的基本工艺流程，造型材料的技术要求和制备过程，铸型和型芯制造、型芯烘干、合型、紧固、浇注、清理技术；能够初步了解铸铁熔炼过程及冲天炉和感应炉的操作技术；能够知道铸件常见缺陷的形成原因和常规性防止措施方面的知识.通过学习具备从事铸造工型砂制备、造型、熔炼等岗位的基本操作能力；具备从事中等复杂零件铸造工艺及工装设计的能力. 开课时间：第五学期；共计学时90学时；课堂教学60学时（理论学时52学时，实验学时8学时）；学分：6学分.铸造工艺课程设计1周30学时. 二、课程目标 1、素质目标： 1）具有良好的职业道德、爱岗敬业、团队协作能力与实训创新能力； 2）有一定的自我学习能力和吸收新技术、新知识的意识； 3）具有较强的安全和环保意识. 2、知识目标： 1）学会铸造成型技术过程特征及理论基础知识，了解液态金属的充形能力概念、铸件收缩、铸造应力、金属的吸气性、成分偏析、金属与铸型相互作用的结果及其对铸件质量影响等方面的基础知识； 2）学会铸件的结构设计及几何形状特征要求等理论基础知识，掌握铸件结构设计的一般原则、铸件的结构要素设计方法，了解适宜铸造技术的铸件结构设计及几何形状特征和适宜铸造合金性能的铸件结构设计及几何形状特征. 3）学会铸造成；技术过程理论基础，熟悉砂形铸造及特种铸造技术方法，掌握砂型铸造工艺过程及拟定工艺规程，正确选择或配制铸型材料和其他辅助材料能合理； 4）掌握液态金属充填砂型铸型的特点和冒口的作用原理，能够合理拟定有关工艺参数；了解金属浇注系统设计原理；了解金属冷凝过程的结晶及得到的组织与性能，理解铸件成形的影响因素； 5）了解铸铁熔炼过程及冲天炉和感应炉的操作技术； 6）掌握有关试验技术和测试技术； 7）具备资料收集与整理能力，制定、实施工作计划的能力； 8）检查、判断能力； 9）理论知识运用能力. 3、能力目标： 1）能够设计中等复杂铸型工艺及有关工装，能正确选择或配制铸型材料和其他辅助材料，能合理掌握铸造工艺特点、应用、铸件图设计、铸造工艺图设计、铸件质量检验等方法技能；
铸造工艺课程设计课程教学改革研究 结合《铸造工艺课程设计》实践教学的实际教学中存在的问题，采取及时更新工艺设计题目、增设工艺设计方案验证环节、引入任务驱动型自主学习模式、强化教师实践教学能力以及改善考核方法等一系列措施，从而有效提高学生的工程实践能力和自主学习能力，以适应铸造行业对人才的需求。《铸造工艺课程设计》作为材料成型及控制工程专业的重要实践教学环节，其教学目标是能够运用所学铸造理论及工艺设计知识比较系统地学习掌握铸造工艺及工装设计方法，使学生能够制定出比较合理的铸造工艺，并设计出结构合理的工装模具；同时通过课程设计，也使学生进一步提高设计绘图能力、查阅工艺设计资料的基本技能以及分析解决铸造工程实际问题的能力，以满足铸造行业用人需求。然而在《铸造工艺课程设计》实践教学过程中还存在一些不足之处。（1）课程设计题目陈旧且数量较少现有题目陈旧，缺乏时效性，与铸造生产实际脱节，致使学生的专业素质很难达到铸造行业的需求。图纸数量较少，难以满足1人1题，甚至需要多人共用1题或每年重复使用，这就导致存在学生之间相互抄袭或抄袭往届学生作品的现象，不利于培养学生具备独立自主从事铸造工艺设计工作的能力。（2）缺乏工艺验证环节课程设计通常只包括工艺设计、工装设计以及设计说明书的撰写等内容，而不进行实际生产验证，这就导致学生无法判断工艺设计方案的合理性及可行性。（3）教师指导不足通常1名老师指导1个班级的课程设计工作，人数在40人左右，这就导致指导教师无法详细指导每位学生。（4）考核评价机制不够全
面课程考核更侧重于图纸质量以及设计说明书的规范性，而忽略了对设计过程中学生的自主性、创新性及工程实践应用能力的考核与评价。鉴于此，以《铸造工艺课程设计》核心课程建设为契机，本文归纳总结了铸造工艺课程设计实践教学中所采取的的改革与实践方法。 1.及时更新工艺设计题目 铸造工艺课程设计题目要做到推陈出新，以激发学生的设计热情。为此建立了以企业实际在生产零件为主的课程设计零件图纸库，且图纸数量要多于专业人数，且要保证每年有10%以上的题目更新，以保证课程设计与企业生产实际接轨。图纸库的建立与更新由教研室每年定期审核通过，以保证图纸的规范性及零件结构复杂程度适中。课程设计分配设计任务时，保证1人1题，且指导教师要综合考虑所带学生的设计基础差异问题，题目的选择与分配要有难度区分，并在课程设计任务分配时给出明确说明及评分标准。 2.增设工艺设计方案验证环节 本课程增设了工艺设计方案验证环节，有两种不同方式可供学生自主选择。第一种验证方法是引入Procast及AnyCasting等铸造模拟软件对铸件充型、铸造温度场以及铸造缺陷出现的位置和数量等进行模拟分析，进而优化工艺设计方案。模拟仿真环节的引入有利于学生发现和解决工艺设计中存在的问题，使铸造工艺设计更符合铸造生产实际，同时也提高了学生学习与应用软件的能力。第二种验证方法则是按照其工艺设计方案进行实际铸造生产，铸造生产可直接在校内铸造生产实训中心进行，该中心不仅有砂型铸造所需设备及原材料，且
二问答题 1、试述夹砂的特征、形成机理及预防措施。 答（1）特征：是一类表面缺陷，分为夹砂结疤和鼠尾；（2） 形成机理A：砂型表面层因热膨胀产生的应力超出了水分饱和凝聚区的强度；B：型砂的热膨胀超过热应变；C：干燥层的热应力超出水分凝聚区的强度 热膨胀大于凝聚区的热应变；3 预防措施A：造型材料方面，正确选用和配制型砂是防止夹砂的主要措施；B：铸造工艺方面，避免大平面在水平位置浇注；C：铸件结构方面：尽量避免大平面，铸造圆角要合适。不同形状的型腔：其抗夹砂能力是不同的 2、简述CO2硬化的钠水玻璃砂的硬化机理。 答：机理：因为水玻璃中本来就有下列平衡，硅酸钠水解，Na2O·mSiO2·nH2O=2NaOH+mSiO2·nH2O 向水玻璃中吹入二氧化碳时，由于二氧化碳是酸性氧化物其余水解反应 NaoH+CO2=Na2co3+H2O促进水解反应向右进行，硅酸分子增多，其发生缩聚反应≡Si-O-H+H-O-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O其还会进一步缩聚，形成凝胶。钠水玻璃的物理脱水作用，由（液态到固态）和化学反应（形成新物质）的结果。 3、影响型砂透气性的因素有哪些? 答：砂粒的大小、粒度分布、粒形、含泥量、粘结剂种类、加入量和混砂时粘结剂在砂粒上的分布状况以及砂紧实度的影响 4阐述机械粘砂的形成机理、影响因素和防止措施 答：是指铸件的部分或整个表面粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，是由于金属渗入铸型表面的微孔形成的。机理:铸型中某个部位受到的金属液的压力大于渗入临界压力。影响因素（1）金属液对铸型表面的润湿性。一般来说润湿角小于90度两者不润湿可防止金属液的渗入，而润湿角大于90度时，两者润湿有利于金属液的渗入，产生粘砂。但洛铁矿砂因能产生固相烧结，生成致密稳定的烧结层从而防止粘砂；（2）型芯表面的微孔尺寸。其与砂的颗粒大小和分散度以及紧实度有关。一般砂粒越细，分散度越大紧实度高且均匀有利于防止金属液的渗入。但浇注温度较高时，细砂粒因耐火度不够可能造成更严重的粘砂，而更高时粗砂粒的粘砂则比细砂粒又要重些；（3）铸型微孔中的气体压力。铸型微孔中的气体压力高，则背压大有利于防止金属液的渗入（4）金属液压力及铸型表面处于液态的时间。金属夜的静压力和动压力是金属液渗入的动力、铸型表面的金属液存在时间长,金属液可深入到型砂的内部。防止措施:(1)减小铸型表面微孔尺寸。如采用细颗粒原砂、表面刷涂料、提高紧实度等(2)铸型中加入能适当提高铸型背压或能产生隔离层的附加物如煤粉等（3）改用非硅质特种原砂。如能产生固相烧结的洛铁矿砂、或热导率大蓄热系数大的锆砂，以降低铸型表面金属液存在的时间（4）此外还可将体浇注温度、降低充型压力等 5、化学粘砂防治措施 答：1尽量避免在铸件和铸型界面产生形成低熔点化合物的化学反应2促进形成易剥离性粘砂层或易剥离的烧结层 6、高温金属浇入铸型后金属和铸型有哪些相互作用 从而又可能出现哪些铸造缺陷 列举5种以上铸造缺陷〕答热作用、机械作用、物理化学作用。缺陷：夹砂结疤、毛刺、粘砂、鼠尾、气孔、型壁移动、胀砂、砂眼、浇不足。 7、壳芯砂常用什么树脂作粘结剂、硬化剂，在壳型、壳芯生产和浇注时，常会出现那些问题？ 答：硬化剂乌洛托品，粘结剂树脂粘结剂。壳型、壳芯生产和浇注时产生的问题：脱壳、起模时膜破裂、表面疏松、壳变形和翘曲、强度低、夹层；浇注时容让性、溃散性问题，浇注时型芯破裂、铸型表面产生橘皮、气孔、皮下气孔。 8、何谓水玻璃"模数"？铸造生产使用水玻璃时 如何提高或降低水玻璃的模数？举例说
一、铸造工艺设计依据（铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、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）（一）生产任务 （1）铸造零件图样提供的图样必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记 （2）零件的技术要求金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它的特殊性能要求 （3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小，生产期限是指交货日期的长短。数量大的采取先进技术，应急单件产品应考虑使生产设备尽可能简单 （二）生产条件 1）设备能力2）车间原材料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 （三）考虑经济性 二、设计内容和设计程序 设计内容：铸造工艺图、铸件（毛坯）图、铸型装配图（合箱图）、工艺卡及操作工艺规程 设计程序：1）零件的技术条件和结构工艺性分析2）选择铸造及造型方法3）确定浇注位置和分型面4）选用工艺参数5）设计浇冒口、冷铁和铸肋6）砂芯设计7）在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图8）通常在完成砂箱设计后，画出铸型装配图9）综合整个设计内容制铸造工艺卡 三、铸件结构审查 作用：一）审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。二）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施予以防止。 （一）从避免缺陷方面审查铸件结构。1)铸件应有合适的壁厚2）铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角3）铸件内壁应薄于外壁4）壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节5）利于补缩和实现顺序凝固6）防止铸件翘曲变形7）避免浇注位置上有水平的大平面结构 （二）从简化铸造工艺方面改进零件结构1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构2）取消铸件外表侧凹3）改进铸件内腔结构以减少砂芯4）减少和简化分型面5）有利于砂芯的固定和排气6）减少清理铸件的工作量7）简化模具的制造8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造 四、浇注位置的确定（浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置） 1）铸件的重要部分应尽量置于下部2）重要加工面应朝下或呈直立状态3）使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷4）应保证铸件能充满5）应有利于铸件的补缩6）避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验7）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置一致 五、分型面的选择（分型面是指两半铸型相互接触的表面）1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内2）应尽量减少分型面的数目3）分型面应尽选用平面4）便于下芯、合箱和检查型腔尺寸5）不使砂箱过高6）受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7）注意减轻铸件清理和机械加工量 六、砂芯设计 砂芯的功用：形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位 砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位 置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程 中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容 易清砂 确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则：总原则：使 造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气 孔等缺陷，使芯盒结构简单 1）保证铸件内腔尺寸精度2）保证操作方便3）保证铸件壁厚 均匀4）应尽量减少砂芯数目5）填砂面应宽敞，烘干支撑面是 平面6）砂芯形状适应造型、制芯方法 芯头：伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。 对芯头的要求：定位和固定砂芯，使砂芯在铸型中有准确的位 置，并能承受砂芯重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力，使之 不致被破坏；芯头应能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至型 外；上下芯头及芯号容易识别，不致下错方向或芯号；下芯、 合型方便，芯头应有适当斜度和间隙。 芯头可分为垂直芯头和水平芯头 芯头组成：芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等 结构 作用：固定型芯，避免型芯漂浮，将芯子中浇注时产生的气体 导出 设计：1、芯头高度：1）对于细而高的砂芯，上下都应留有芯 头，以免在液体金属冲击下发生偏斜，而且下芯头应取高一些。 对于湿型可不留间隙，以便下芯后能使砂芯保持直立，便于合 箱2）对于粗而矮的砂芯，常不可用上芯头（高度为零），这可 使造型、合箱方便3）对于等截面的或上下对称的砂芯，上下 芯头可用相同的高度和斜度，而对需要区分上下芯头的砂芯， 一般应使下芯头高度高于上芯头的 2、芯头斜度：为合箱方便，避免上下芯头和铸型相碰，上芯头 和上芯头座的斜度应大些。对水平芯头，如果造芯时芯头不留 斜度就能顺利从芯盒中取出，那么芯头可不留斜度。芯座—模 样的芯头总是留有斜度的，至少在断面上要留有斜度，上箱斜 度比下箱的大，以免合箱时和砂芯相碰 3、芯头间隙：为下芯方便，通常在芯头和芯座之间留有间隙。 机器造型、制芯时间隙一般较小，而手工造型、制芯则间隙较 大，湿型的间隙小，干砂型、自硬型的间隙大；芯头尺寸大， 间隙大。 七、铸造工艺设计参数 1. 铸件尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件各部分尺寸允许的极 限偏差，取决于铸造工艺方法等多种因素 2. 机械加工余量为保证铸件的加工面尺寸和零件精度，应有 加工余量，即在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工 时又被切去的金属层厚度，成为机械加工余量，简称加工余量。 3. 铸造收缩率K=[（Lm-Lj）/Lj]*100% Lm—模样（或芯 盒）工作面的尺寸Lj—铸件尺寸 4. 起模斜度为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一 定的斜度，以免损坏砂型或砂芯，这个斜度成为起模斜度。 八、浇注系统的组成及各部分的作用（浇注系统是铸型中液态 金属流入型腔的通道的总称） 1.浇口杯：承受来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出， 便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其 进入型腔；增加充型的压力头 2.直浇道：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直 浇道导入型腔。提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能 克服各种流动阻力，在规定的时间内充满型腔 3.直浇道窝：缓冲作用；缩短直—横拐弯处的高度紊流区；改 善内浇道的流量分布；减小直—横浇道拐弯处的局部阻力系数 和水头损失；浮出金属液中的气泡 4.横浇道：向内浇道分配洁净的金属液；储留最初浇入的含气 和渣污的低温金属液并阻留渣滓；使金属液流平稳和减少产生 氧化夹渣物 5.内浇道：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部位 的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一 定的补缩作用 九、浇注系统的分类及其优缺点 按阻流断面位置分为封闭式浇注系统和开放式浇注系统 （一）封闭式浇注系统 正常浇注条件下，所有组元能为金属液充满的浇注系统（用于 不易氧化的各种铸铁件） 优点：有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属 少，清理方便 缺点：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金 属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静 （二）开放式浇注系统 在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统（适 用于轻合金铸件和球铁件等） 优点：进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金 属氧化轻 缺点：阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多 按内浇道在铸件上的位置分类 （一）顶注式浇注系统 以浇注位置为基准，内浇道设在铸件顶部的（简单式，楔形式， 压边式，雨淋式，搭边式） 优点：容易充型，可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的缺陷；充 型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒 口的补缩；冒口尺寸小，节约金属；内浇道附近受热较轻；结 构简单，易于清除 缺点：易造成冲砂缺陷；金属液下落过程中接触空气，出现激 溅、氧化、卷入空气等现象，使充型不平稳；易产生砂孔、铁 豆、气孔和氧化夹杂物缺陷；大部分浇注时间，内浇道工作在 非淹没状态，相对地说，横浇道阻渣条件较差 （二）底注式浇注系统 内浇道设在铸件底部的 优点：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳；可避免金 属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷；无论浇口比是
材料科学与工程学院 材料成型及控制工程(080203)专业人才培养方案 一、专业简介及培养目标 (1)专业简介：材料成型及控制工程专业创办于2006年，2007年开始招收本科生，从属的材料科学与工程学科是江西省"九五"至"十二五"重点学科，江西省第一、第二批示范硕士点,是学校博士点建设支撑学科单位。经过多年的建设，已形成年龄结构合理、学历层次有序的教学科研队伍，现教研室有专兼职教师12人，江西省学科带头人及骨干教师3人。材料成型及控制工程专业立足于服务钢铁、钨、铜铝等金属材料固态、液态成型领域产业，形成了材料设计与组织性能控制理论及应用的特色研究方向。毕业生就业形势良好，面向南京钢铁、新余钢铁、萍钢、沙钢、江铃、江钨、江铜等大型企业输送了大量优秀毕业生。 (2)专业培养目标：本专业培养具备以钢铁、钨、铜铝等金属为背景的材料成型及控制工程有关的基础知识与应用能力，能够从事与钢铁、钨、铜铝等材料固态及液态成型相关领域的科学研究、技术开发、工艺设计、生产技术管理等方面的工作，适应市场经济发展的富有创新精神和创新意识，具有深厚人文素养的应用型、复合型、技能型的高级工程技术人才。 二、专业培养标准 1．掌握材料成型及控制工程专业及相关领域所需的学科基础知识，具备良好的政治素养、人文素养和科学精神，并能够熟练应用一门外语和计算机。 1.1掌握从事工程技术工作所需的数学、物理知识的能力。 1.2 具备良好的政治素养、人文精神和科学精神, 能够在材料成型实践中理解并遵守材料成型职业道德和规范，履行责任。 1.3熟练掌握一门外语, 具有跨文化交流、竞争和合作能力。 1.4具备利用计算机解决复杂工程问题的能力。 2.具备扎实的材料成型及控制工程专业核心知识、专业技能以及分析、研究、解决复杂的工程实际问题的能力，能承担企业高级工程技术岗位的要求。具有从事与本专业有关的产品与工艺研究、设计、开发和生产组织与管理的能力。 2.1掌握金属材料及其成型理论学科基础知识，具有分析、判断和解决材料学科中的工程问题的能力。 2.2掌握钢铁材料制备基础知识，具有制定钢铁材料生产关键工艺参数的能力。 2.3掌握金属材料固态成型原理、工艺及设备，具有模具设计与开发、设备选型和参数制定的能力。
[机械]机械.中英文对照名词解释.doc https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/be81wf91# [机械]机构精确度.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/c2dizsvo# [机械]机构动态仿真.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/be81wdy8# [机械]航空模型分册.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/c2dizq4r# [机械]合金工具钢技术条件.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/dpxai6nk# [机械]工装设计.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/dpxaicj6# [机械]工业设计.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcs2va# [机械]机械工程师电子手册.rar https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcs2zs# [机械]机械工程师.chm https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/be81wbxe# [机械]常用塑料手册（20种）.doc https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcscjc# [机械]钣金手册.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/dpxaij69# [机械]CAD制图标准.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcsxgz# [机械]质量工程师手册下.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/be81wvsx# [机械]质量工程师手册上.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/dpxaitwk# [机械]五金手册.rar https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcsj0y# [机械]实用五金手册.rar https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcs8da# [机械]中国机械设计大典1-6.rar https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/e7zcs8ws# 包装机械选用手册下-印刷实务.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/anhpjwgn# 包装机械选用手册上-印刷实务.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/anhpjerp# [自动机械供输装置图解].赖耿阳.扫描版.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/be81wei0# [机械]最新实用五金手册（修订本）.pdf https://www.doczj.com/doc/af9295440.html,/file/dpxainmx# [机械]转子动平衡——原理、方法和标准.pdf
铸造工艺学考题（考试总结） 一，冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔部及工作表面安放的金属块 作用： ①在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松。 ②防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。 ③与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或围，减少冒口数目或体积。 ④用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。 ⑤改善铸件局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性。 ⑥减轻和防止厚壁铸件中的偏析。 二，分型面及选择原则 分型面是两半铸型接触的的表面，分型面在很大程度上影响铸件的尺寸精度，成本和生产率。 选择原则： ①应使铸件全部或大部分位于同一砂型 ②应尽量减少分型面的数目 ③分型面应尽量选用平面 ④便于下芯，合箱和检查型腔尺寸 ⑤不使砂箱过高 ⑥受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度 ⑦注意减轻铸件清理和机械加工量 三钠水玻璃砂硬化机理 硬化机理：因为水玻璃中本来就有下列平衡，硅酸钠水解， Na2O·mSiO2·nH2O=2NaOH+mSiO2·nH2O 向水玻璃中吹入二氧化碳时，由于二氧化碳是酸性氧化物其余水解反应NaoH+CO2=Na2co3+H2O促进水解反应向右进行，硅酸分子增多，其发生
缩聚反应≡Si-O-H+H-O-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O其还会进一步缩聚，形成凝胶。钠水玻璃的物理脱水作用，由（液态到固态）和化学反应（形成新物质）的结果。 目前铸造生产中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或间接影响上述反应平衡点的气态、液态或粉状硬化剂，与OH-作用，从而降低pH值，或靠失水，或靠上述两者的复合作用来达到硬化。（1分）a失水发生由液态到固态的转变：凡是能去除水玻璃中水分的方法，如加热烘干，吹热空气或干燥的压缩空气，真空脱水，微波照射以及加入产生放热反应的化合无等都可以使钠水玻璃硬化。（2分） b化学反应，形成新的产物：钠水玻璃在加入酸性或具有潜在酸性的物质时，其pH值降低，稳定性下降，使得其水解和缩聚过程加速进行。（2分） 目前存在的问题及解决方法： ①出砂性差——a）在钠水玻璃中加入附加物；b）减少钠水玻璃的用量；c）减低易熔融物质的含量；d）采用以石灰石作原砂的钠水玻璃CO2自硬砂。 ②铸铁件粘砂——a）刷涂料，最好使用醇基涂料；b）一般铸铁件也可以在钠水玻璃中加入适量的煤粉或者适量具有填料性能的高岭土式粘土 ③型、芯表面粉化（白霜）——a）控制钠水玻璃的水分不要偏高，吹CO2的时间不宜过长，型、芯不要放置太久；b）据有关工厂的经验，在钠水玻璃中加入占砂质量1%左右，密度为1.3克∕立方厘米的糖浆，可以有效防止粉化。 ④砂芯抗吸湿性差——a）在钠水玻璃砂中加入锂水玻璃或在钠水玻璃中加入Li2CO3、CaCO3、ZnCO3等无机附加物；b）在钠水玻璃中加入少量有机材料或加入具有表面活性剂作用的有机物，粘结剂。 ⑤此外，还存在发气量大（注意排气；先烘干砂芯再浇注）、旧砂再生和回用困难、热膨胀（加入质量分数4%的高岭土粘土形式的铝土）等问题。 四. 阐述用湿型砂铸造时出现水分迁移现象时，其传热、传质有何特征？ 答：1）热通过两种方式传递，一是通过温度梯度进行导热，未被吸收的热通过干砂区传导至蒸发界面使水分汽化；二是靠蒸汽相传递。蒸汽的迁移依赖于蒸汽的压力梯度。2）干砂区的外侧为蒸发界面及水分凝聚区，没有温度梯度。3）铸件表面温度与干砂区的厚度及蓄热系数有关。 五. 浇注系统的基本类型有哪几种? 各有何特点？ 答：1.封闭式浇注系统
什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。 二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：1、铸件的重要部分应尽量置于下部2、重要加工面应朝下或呈直立状态3、使铸件的大平面朝下，避免夹砂伤疤类缺陷4、应保证铸件能充满5、应有利于铸件的补缩6、避免用吊砂，吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验7、应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，检查型腔尺寸。5、不使砂箱过高6、受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机械加工量。 6、什么叫浇铸位置 浇铸位置是指：浇铸时铸件在型腔内所处的状态和位置 7、芯头长些好，还是短些好？间隙留大些好？还是不留好？举例说明
技师专业论文 浅谈铸钢件50T铅锅制造操作过程及对铸件质量的影响 姓名： 工种： 鉴定等级： 单位： 日期：
目录 一、引言 (1) 二、地坑造型 (1) 1、砂床的制备 (1) 1.1挖坑 (1) 1.2埋轴座上车板 (2) 1.3铺排气层 (2) 1.4填砂舂实 (2) 2、车板造型过程 (2) 2.1埋浇注系统 (2) 2.2成型 (3) 2.3修型 (3) 2.4吹气 (3) 三、盖箱砂芯制造 (3) 1、芯骨设制 (3) 1.1支箱上芯车板 (3) 1.2焊芯骨 (3) 1.3退让性、透气性 (4) 2、砂芯车制 (4) 四、合箱操作 (4) 1、精整砂型 (4) 2、验型 (5)
3、合型 (5) 4、压铁 (5) 五、结论 (6) 参考文献 (6)
【内容摘要】：合理的工艺，正确的操作铅锅的外型及砂芯，才能保证铸件的质量，做出优质的铅锅。 【关键词】：强度，透气性，退让性，溃散性，铸件质量。 一、引言 在实践和学习中，合理的工艺，正确的操作铅锅的外型及砂芯，才能保证铸件的质量，做出优质的铅锅。 50T铅锅它半球状圆筒，法兰组成的5.5m3的铸件，整体壁厚为50mm,内可熔炼50吨铅，铅锅制造外型是采用地坑车板来完成，砂芯是用芯骨固定在砂箱上焊成硬芯骨用车板车制成。铅锅是体积大、高度高（直径：2650mm、高：1500mm）表面积比较大。优势吊芯合箱，在高温浇注下浇注时间比较长，受到冲刷及烘烤比较厉害，容易产生夹砂，粘砂，气孔等缺陷。在冷却过程中由于收缩阻力大，易产生裂纹，因此，在铅锅制作中，制造工艺要求比较严格。地坑造型要求砂坑有足够的强度，能承受铸件自重合合箱时上箱吊芯压力及浇注后液体金属的重心。砂芯芯骨设计一定要有稳定性和足够强度，才能保证吊运翻转。砂芯和好的强度，才能有效防止逐渐产生气孔粘砂、变形。裂纹等缺陷。 二、地坑造型 1、硬砂床的制备 1.1挖坑： 在确定的地方先挖一个比形样大的坑，使型坑四周的型砂能很方便的舂实，坑的深度比型样高出300~500mm。
《材料成型工艺》课程教学大纲 开课学期：第四学期 课程性质：学科基础课 先修课程：材料成形原理，材料力学，机械设计 实践（实训、实习）课时：29课时 适合专业：环境艺术设计专业 一、课程的目的与任务 本课程是材料成形及控制工程专业的专业基础课。通过该课程的学习，使学生掌握金属材料成形工艺的基础理论知识、工艺规程的制订。学生在完成本课程的全部教学环节后，应达到： 1) 掌握金属材料成形工艺的基本理论知识，具有制定一般零件的工艺流程设计的能力。 2) 能够分析零件结构设计工艺性，确定零件成形工序，懂得工艺设计及相应计算。 2)能够使用有关设计手册和参考资料。 二、理论教学要求 绪论 1) 砂型与砂芯制造 2)铸造工艺方案的拟定 3)浇注系统设计与计算掌握浇注系统组元及其作用，浇注系统类型及其选择；掌握计算阻流截面的水力学公式和浇注系统设计与计算。 4 ）冒口、冷铁与铸肋了解冒口的补缩原理；掌握冒口的设计与计算方法；了解冷铁与铸肋设计和典型铸造工艺分析实例。 5 ）模锻工艺 6）锻模设计 7 ）电弧焊掌握点焊、缝焊和闪光对焊原理特点应用；初步了解高频焊、摩擦焊、钎焊原理及应用。 三、实践教学要求 实验项目的设置及学时分配 实验学时 9 应开实验项目个数 3 序号实验项目名称实验要求学时分配 实验类型 备注 1 浇注系统水模拟实验必做 2 塑性成形实验必做 3 CO2气体保护焊工艺实验必 四、学时分配 序号课程内容学时分配 讲课实验上机课外小计 1 绪论 1 1 2 第一章砂型与砂芯制造 2 2 3 第二章铸造工艺方案的拟定 4 4 4 第三章浇注系统设计综合实验 6 3 9 5 第四章冒口，冷铁与铸筋 4 4 6 铸造工艺分析实例 2 2 7 第五章模锻工艺 4 4 8 第六章锻模设计 2 2 9 第七章板料冲压实验 10 3 13 10 冲压工艺分析与模具设计实例 2 2 11 第八章电弧焊，CO2气体保护焊工艺实验 8 3 11 12 第九章压力焊与钎焊 五、课程有关说明
UNIT1 1、铸造生产中使用量最大的原砂是以石英为主要矿物成分的天然硅砂。含泥量指原砂中直径小于 0.02mm的细小颗粒的含量，其中有粘土、极细的砂子、其他非粘土质点。原砂粒度包括砂粒的粗细程度与 砂粒粗细分布的集中程度。 2、说明符合的含义： ZGS98—40/100; ZGS98—140/70：ZGS96—140/70（87.3%） 3、铸造粘土分为哪两大类？什么是彭润土的活化处理？如何选用铸造粘土？ 4、型砂中除了含有原砂、粘土、水等材料外，通常还特意加入一些材料，如煤粉、渣油、淀粉等，目的是 使型砂具有特定的性能，改善铸件的表面质量；高温作用下失去结构水、丧失粘结能力成为死粘土。 5、型砂和芯砂烘干的目的什么？（除去水分、降低发气量，提高强度和透气性） 6、钠水玻璃的重要参数是哪几个？（模数、密度、浓度、粘度）钠水玻璃的硬化方法有几种？（物理硬化 ----自然干燥或加热和吹压缩空气；化学硬化----插管法和盖罩法等两种）。 7、钠水玻璃砂CO2硬化后表层出现“白霜”称为粉化。白霜的主要成分是NaHCO3。 8、呋喃Ⅰ型树脂砂和呋喃Ⅱ型树脂砂均为热芯盒呋喃树脂砂。呋喃Ⅰ型树脂砂主要用于铸铁件，呋喃Ⅱ型 树脂砂属于无儋树脂主要用于铸钢件和球铁件。（为什么？） 9、混制植物油砂时，先加水后加油的目的是什么？（是粉料和砂先被水润湿，再加油时更易于其在砂中的 分布，同时避免粘土和糊精等粉料吸附许多的油。） 10、合脂芯砂中加入彭润土、糊精、淀粉等物质的作用是什么？（提高合脂芯砂的湿强度） 11、涂料一般由耐火粉料、粘结剂、悬浮剂、载液、助剂等构成。 UNIT2 1、简述造型、造芯、配型、吃砂量几个基本概念。 2、活块可用销钉或燕尾槽与模样主体相连接；砂芯由砂芯主体和芯头两部分组成，为提高砂芯的强度和刚度，制造时砂芯内部放置芯骨，为使砂芯排气畅通，砂芯中可开设排气通道，配型时砂芯表面常刷一层耐火涂料。 3、简述活块造型的过程。 4、实物造型常利用废旧零件代替模样造型。 5、当旋转铸件的尺寸较大，可采用刮板造型，这种方法适用于单件或小批量生产。 6、机器造型一定是采用模板造型。 7、简述铸型紧固的几种方法（小型铸件的铸型采用压铁；大中型铸件的铸型采用卡子、螺栓）。 UNIT3 1、简述合金的流动性与液态金属充型能力的联系（答题时注意两者之间的关系和区别）。 2、简述浇注条件对液态金属充型能力的影响。 3、什么是铸件的模数？ 4、什么是浇注系统？它由哪几部分组成？各自的作用是什么？ 5、铸件的内浇道开设的原则是什么？ 6、系统可按两种方法分类：一是按内浇道在铸件上开设的位置不同分类，二是按浇注系统各组元截面 比例关系的不同分类。 7、什么是封闭式浇注系统，什么是开放式浇注系统？什么是浇注时间？ 8、简述球铁、可锻铸铁、铸钢等几种合金铸件浇注系统的特点。 UNIT4 1、什么是凝固，什么是凝固过程？ 2、铸件在凝固的过程中，除纯金属、共晶合金外，其断面上一般存有三个区域：固相区、凝固区、液 相区。 3、铸件的凝固方式一般为：逐层凝固、体积凝固、中间凝固。铸件的凝固方式是根据铸件截面上的凝 固区域大小划分的。凝固区域大小是由合金的结晶温度范围和铸件截面上的温度梯度决定的。
2013-2014学年第一学期铸造工艺学试题（A卷） 一、选择题 1. 为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（B） A. 顺序（定向）凝固 B. 同时凝固 C. 内浇口开在厚壁处 2. 直浇口的主要作用是（A） A. 形成压力头，补缩 B. 排气 C. 挡渣 3. 在各种铸造方法中，砂型铸造对铸造合金种类的要求是（C ） A. 以碳钢、合金钢为主 B. 以黑色金属和铜合金为主 C. 能适用各种铸造合金 4. 由于（C）在结晶过程中收缩率较小，不容易产生缩孔、缩松以及开裂等缺陷，所以应用较广泛。 A. 可锻铸铁 B. 球墨铸铁 C. 灰铸铁 5. 灰口铸铁适合于制造床身、机架、底座、导轨等结构，除了铸造性和切削性优良外，还因为（B） A. 抗拉强度好 B. 抗压强度好 C. 冲击韧性好 6. 制造模样时，模样的尺寸应比零件大一个（C） A. 铸件材料的收缩量 B. 机械加工余量 C. 铸件材料的收缩量＋机械加工余量 7. 下列零件适合于铸造生产的有（A） A. 车床上进刀手轮 B. 螺栓 C. 自行车中轴 8. 普通车床床身浇注时，导轨面应该（B） A. 朝上 B. 朝下 C. 朝左侧 9. 为提高合金的流动性，生产中常采用的方法（A） A. 适当提高浇注温度 B. 加大出气口 C. 延长浇注时间 10. 浇注温度过高时，铸件会产生（B ） A. 冷隔 B. 粘砂严重 C. 夹杂物 二、填空题 1. 侵入性气孔的形成条件是当金属-铸型界面上气体压力p气＞ 金属液表面包括表面张力在内的反压力∑p，机械粘砂的形成条件是铸型中某个部位受到的金属液的压力P金＞渗入临界压力 。
一.绪论 1，材料成形工艺（有时也称材料成形技术），是将材料制造成所需形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或手段的总称。 2 成形方法的选择原则 1）适用性原则满足使用要求；适应成形加工性能。2）经济性原则获得最大的经济效益。3）与环境相宜原则环境保护问题，对环境友好。 3成形方法选择的主要依据 （1）产品功能及其结构、形状尺寸和使用要求等；2）产量；3）生产条件 铸造 1概念：铸造是将液态金属在重力或外力作用下充填到铸型腔中使之冷却、凝固，从而获得所需形状及尺寸的毛坯或零件的方法，所铸出的产品称为铸件。 金属液态成形金属液态成型近净形化生产 2 分类通常从铸型材料、充型和凝固等方面对铸造进行分类。 1）按铸型材料、充型和凝固条件铸造方法分为砂型铸造（用砂型作铸型在重力下充型和凝固的铸造方法）和特种铸造（在铸型材料、充型和凝固等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法的统称） 2）按液态合金充型和凝固条件铸造方法分为重力铸造（如砂型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造、金属型铸造）和非重力铸造（如压力铸造、低压铸造、挤压铸造和离心铸造）。 3）按铸型材料铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）。 4特点 1）优点 （1）适用范围广合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制； （2）铸件具有一定的尺寸精度通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料。2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷； （2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低； （3）生产工序多，铸件质量难以精确控制。
1 铸造工艺设计 1.1 铸造工艺方案的确定 1.1.1浇注位置的确定 铸件的浇注位置是指浇筑时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。个人收集整理勿做商业用途 正确的浇注位置应能保证获得健全的铸件，并使造型、制芯和清理方便。 该铸件浇注位置应在铸件边缘，内浇道应在分型面上。 1.1.2 分型面的确定 铸造分型面是指铸型组元间的接合面。合理地选择分型面，对简化铸造工艺、提高生产率、降低成本、提高铸件质量等都有直接关系。分型面的选择应尽量与浇注位置一致，尽量使两者协调起来，使铸造工艺简便，并易于保证铸件质量。个人收集整理勿做商业用途 1.应使铸件全部或大部置于同一半型内； 2.应尽量减少分型面的数目； 3.分型面应尽量选用平面； 4.便于下芯、合箱和检查型腔尺寸； 5.不使砂箱过高； 6.受力件的分型面的选择不应削弱铸件的结构强度； 7.注意减轻铸件清理和机械加工量。 该铸件的分型面的选择如图1-1所示 图1-1 铸件的分型面 1.2 工艺参数 1.2.1 机械加工余量 GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》中规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，且该值应根据最终机械加工成品铸件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取。个人收集整理勿做商业用途 要求的机械加工余量等级有10级，称之为A、B、C、D、E、F、G、H、J和
K级共10个等级。 查表，可知灰铸铁加工余量等级E~G级，可知，加工余量为3.0mm。 1.2.2 铸件线收缩率与模样放大率 铸件线收缩率又称为铸件收缩率或铸造收缩率，是指铸件从线收缩开始温度（从液相中析出枝晶搭成的骨架开始具有固态性质时的温度）冷却到室温时的相对线收缩量，以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：个人收集整理勿做商业用途 式中1L：模样长度； L：铸件长度。 2 铸件的线收缩率ε是考虑了各种影响因素之后的铸件的实际收缩率，它不仅与铸造金属的收缩率和线收缩起始温度有关，而且还与铸件的结构、铸型种类、浇冒口系统结构、砂型和砂芯的退让性等因素有关。个人收集整理勿做商业用途综合考虑：可选灰铸铁线收缩率1.0%。 1.2.3 起模斜度 当铸件本身没有足够的结构斜度，应在铸件设计或铸造工艺实际是给出铸件的起模斜度，以保证铸件的起模。起模斜度可采取增加铸件壁厚的方式来形成。在铸件上加起模斜度，原则上不应超出铸件的壁厚公差要求。个人收集整理勿做商业用途 α。 根据零件要求，起模斜度? =2 1.2.4 最小铸出孔槽 机械零件上往往有很多孔、槽和台阶，一般应尽可能在铸造时铸出。这样既可节约金属、减少机械加工量、降低成本，又可使铸件壁厚比较均匀，减少形成缩孔、缩松等铸造缺陷的倾向。但是当铸件上的孔、槽尺寸太小，而铸件的壁厚又较厚和金属压力较高时，反而会使铸件产生粘砂，造成清理和机械加工困难。有的孔、槽必须采用复杂而难度较大的工艺措施才能铸出，而实现这些措施还不如用机械加工的方法制出更为方便和经济。有时由于孔距要求很精确，铸出的孔如有偏心，就很难保证加工精度。因此在确定零件上的孔和槽是否铸出时，必须既考虑到铸出这些孔和槽的可能性，又要考虑到铸出这些孔和槽的必要性和经济