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ADI 机器人铸件的铸造工艺及优化
收稿日期：2018-09-25收到初稿，2018-10-10收到修订稿。
作者简介：查明晖（1984-），男，硕士研究生，高级工程师，主要从事铸造工艺及材料研究方面的工作。E-mail ：zmh84@https://www.doczj.com/doc/ee11291253.html,
查明晖，梁超，徐贵宝，孙亚肖
（中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，江苏常州213011）
摘要：针对ADI 机器人铸件在试制过程中产生的灰斑及断裂问题，分析讨论了上述问题产生的原因及原工艺存在的
不足，并通过调整铸造工艺及熔炼工艺，解决了上述问题，为其批量生产打下了基础。
关键词：ADI ；灰斑；石墨漂浮；球化不良；工艺优化
中图分类号：TG245文献标识码：A 文章编号：1001-4977（2018）12-1119-04
ZHA Ming-hui,LIANG Chao,XU Gui-bao,SUN Ya-xiao
(CRRC Qishuyan Institute Co.,Ltd.,Changzhou 213011,Jiangsu China)
Optimization of Casting Process for ADI Robot
Castings
Aiming at the grey spots and breakage problems of the austempered ductile iron (ADI)robot castings during the trial production process,the reasons of these problems and the shortcomings of the original casting process were analyzed in this article.By optimizing the casting process and adjusting the melting process,the problems mentioned-above were solved,which lays a foundation for their mass
production.
ADI;grey spot;carbon flotation;under-nodulizing;process optimization 铸造
FOUNDRY
Dec.2018Vol.67No.12
ADI （等温淬火球墨铸铁）因其良好的力学性能及铸造工艺性能，已成熟地应用于汽车零部件、轨道交通、工程机械、冶金矿山等方面[1]。近几年，一些机器人铸件也开始应用ADI 材料以提升产品的安全性及可靠性，本文对机器人手臂上一些关键零部件的铸造工艺开发与改进过程进行探讨。
1产品简介及技术要求
机器人关键零部件包含了转座、底座及小臂，其材质要求力学性能符合ASTM A897/A897M 中规定的第2级（Grade 2）。铸件最大壁厚达103mm ，法兰、安装面、支撑面等关键部位壁厚都在40～70mm 之间，为确保铸件整体的淬透性，化学成分设计时添加了较多的合金元素[2]。其化学成分要求见表1，力学性能要求见表2。
2试制工艺及试制结果
2.1工艺概述
采用呋喃树脂砂造型、制芯；转座与底座毛坯重量较大，分别为500kg 、400kg ，且模数较高，采用底注式浇注系统进铁，补缩工艺采用无冒口铸造工艺，并在重要加工面及厚大处都设置了40～60mm 不等厚度的冷铁；小臂毛坯重量为40kg ，设置了顶注式浇注系统，采用底部冷铁配合顶部冒口的铸造工艺，确保实现顺序凝固；铸造工艺简图见图1、图2、图3。
熔练采用了低P 、S 的高纯度生铁熔炼，加入一定比例的低Mn 废钢及Cu 、Ni 等合金元素；用冲入法球化，球化剂采用FeSiMg6Re2，加入量为熔炼重量的1.3%～1.5%；采用包内孕育，球化后进行二次孕育，
表1ADI 化学成分要求
Table 1Requirements on chemical composition of the
ADI castings
B /%
C 3.5?0.2
Si 2.5?0.2
Mn ?0.3
Cu 0.8?0.2
Ni 2.2?0.2
P ，S ＜0.02
表2ADI 力学性能要求
Table 2Requirements on mechanical properties
of the ADI castings
R m /MPa ?1050
R p0.2/MPa ?750
A /%?7
HB 302～375
图1转座的铸造工艺简图
Fig.1Schematic drawings of casting process scheme for the
transposon
1119万方数据
铸造过程计算机辅助分析模拟综合实验题目：座体铸造工艺设计及其模拟优化 学院：机械工程学院 专业：材料成形及控制工程 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年3月10日 1 / 20
目录 第一章.零件简介 (2) 1.1 零件基本信息 (2) 1.2技术要求 (5) 第二章.基于UG零件的三维造型 (6) 2.1软件简介 (6) 2.2 零件的三维造型图 (6) 第三章.铸造工艺方案的拟定 (7) 3.1工艺方案的确定 (7) 3.2型（芯）砂配比 (7) 3.3混砂工艺 (8) 3.4 铸造用涂料、分型剂及胶补剂 (8) 3.5熔炼设备及熔炼工艺 (9) 3.6分型面的选择 (6) 3.7 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (7) 3.8铸造工艺参数的确定 (7) 第四章.砂芯设计及排气 (8) 4.1芯头的基本尺寸 (8) 4.2砂芯设计尺寸见下工艺图 (9) 第五章.浇注系统设计.................... 错误!未定义书签。 5.1浇注系统的类型及选择 ............... 错误!未定义书签。
5.2浇注位置的选择..................... 错误!未定义书签。 5.3浇注系统各部分尺寸的计算 ........... 错误!未定义书签。 5.4合金铸造性能分析 ................... 错误!未定义书签。 5.5 设计计算步骤....................... 错误!未定义书签。 5.6出气孔 (14) 5.7铸件工艺出品率 (14) 第六章.模拟仿真部分 (15) 6.1充型模拟 (15) 6.2凝固模拟 (15) 第七章.结论及优化方案 (16) 第八章.小结 (16) 主要参考文献： (19) 摘要 本文通过对座体零件图的深入分析，根据零件的形状、尺寸、材料等特点，采用传统设计方法与计算机辅助设计相结合的方式对零件的铸造工艺进行设计。 分析并确定采用卧式造型合箱，底注式浇注的砂型铸造工艺方案；确定了铸铁件的凝固原则、浇注位置和分型面等；确定了座体铸铁件的铸造工艺参数并计算了其体积和重量；设计并计算了箱盖砂型铸造的浇注系统；绘制了座体砂型铸造工艺图、UG III / 20
“玉柴杯”铸造工技能竞赛理论试题题库及答案 一、填空题（35题，每题1分） 1.在浇注温度和铸型工艺因素等条件正常的情况下,铸件愈简单,壁厚愈厚,则对金属液流动的阻力___ __。 2.金属的性质对铸件的残余应力影响很大,金属的弹性模量越大,合金材料线收缩系数越大,合金的导热性能越差,铸件的残余应力也___ __。 3.在铸型中固定砂芯的主要方法有:___ ___和芯卡固定两种。 4.在选择砂箱造型的砂箱尺寸时,最主要考虑,箱带与砂箱四周的___ __。 5.铸钢件,球墨铸铁件和高大灰铸铁件,在一般情况下采用__ _浇注系统。 6.工艺出品率又叫铸件收得率或铸造回收率。它是铸件毛重与比值的百分数。 7.活块造型是将有阻碍起模部分的砂型制成可以搬运的砂块,便于起模。活砂是构成砂型的一部分,而不是。 8. 影响铸件尺寸精度的主要因素有工艺方案、工艺参数、_ 。 9.目前,修补铸件用得最广的方法是_ 。 10.模底板与砂箱之间用__ 定位。 11.当铸件时,合金温度降低越快,愈不容易浇满。 12.合金的流动性对铸件质量有重要影响,主要表现在能获得健全铸件,对铸件有利。 13．金属液从浇入铸型冷却凝固至室温的整个过程中发生的体积和尺寸减小的现象称。 14．从直浇道到内浇道的截面积逐渐扩大的浇注系统称。 15．封闭式浇注系统，内浇道截面积，它具有较好的挡渣能力。 16．铸铁件浇注系统的计算，首先应确定，然后根据比例，确定其它部分截面积。 17．铸型浇注时，内浇道至外浇道液面的高度，与内浇道以上铸件高度之差，称为。 18.内浇道在铸件上的位置应符合铸件的或方法。 19．难以锯割的冒口最好使用。 20.冒口应尽量放在铸件的部位,以利于冒口液柱重力进行。 21．芯骨、砂箱、压铁等铸件可选用。 22．对称模样分模造型时，分型负数应分布在。 23.模样的各部分应标号，标志各自的作用和位置，便于应用。 24．铸件质量包括：外观质量，内在质量和三个方面。 25．压力试验主要用于检查铸件的缺陷。 26．的作用是将砂块连同铸件一起从砂箱中捅出，送到落砂机上进行落砂。 27．消除铸铁件铸造应力的常用方法是。 28.采用外冷铁的实质是改变铸型某部分造型材料的蓄热系数，以控制铸件的。 29.铸件热裂表面严重氧化而没有金属光泽；铸钢件裂纹表面近似，铝合金则呈。 30.对于要求较高，单件生产的重要铸件和大量生产的铸件，除了要详细绘制铸造工艺图外，还应绘制铸件图、等。 31.热芯盒的排气方式主要有、间隙排气和排气塞排气三种。 32.每增加1%硅的质量分数，可使共晶点碳的质量分数下降。 33.铸态球墨铸铁首要的任务是避免铸态组织中有残留的自由渗碳体，并强调采用孕育。 34.芯头有定位、支撑和作用，一般分为垂直芯头和水平芯头。 35.ZL110属于铸造铝硅合金，那么ZL201属于铸造合金。 二、判断题（55题，对画√，错画×） 1、根据经验：每吨铸件约需消耗1t的新砂。（）
大型铸钢件工艺设计的关键技术 武汉钢铁重工集团铸钢车间孙凡 摘要：简要介绍大型铸钢件的铸造工艺设计的铸件的工艺性分析、铸造工艺方案选择、铸造工艺参数的选定、铸件成形的控制、铸件的热处理技术、铸造工艺装备的设计、铸件的后处理技术及计算机数值模拟技术等关键技术。 1 零件的工艺性研究 铸造工艺设计时，首先要仔细地阅读和研究铸件的制造或采购技术条件、质量要求。如探伤要求，表面质量要求，机械性能要求，特殊热处理要求等，其次，要研究零件的结构特点，如质量要求高的表面或主要的加工面，主要的尺寸公差要求等，再次，研究材料化学成分，特别是铸造合金中含碳量，合金元素含量作用和机理。这些对下一步的工艺设计有直接影响。需格外重视，做好零件的工艺性研究，能为工艺设计奠定良好的开端。 1.1 材料的工艺性分析 在大型铸件的制造中，材料的物理性能和机械性能，对工艺参数的选定、浇冒口和冷铁设置、热处理技术、铸件的后处理技术等都有重大影响。深入了解铸造合金中含碳量，合金元素含量对铸态组织形态的影响，对力学性能的影响，了解材料的凝固方式，收缩倾向，冒口补缩效果，了解材料的热导率，热应力倾向等，对工艺设计有重要意义。 在砂型条件下，随着合金中碳的质量分数量增加，结晶温度范围扩大。低碳钢为逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢为体积凝固方式凝固，但改变冷却条件，可以改变结晶温度范围，从而改变合金的凝固方式。由于凝固方式的不同，窄结晶温度范围的合金，容易形成细小的晶粒组织，补缩性好，热烈倾向小；反之，宽结晶温度范围的合金，容易形成粗大的晶粒组织，补缩性差，热烈倾向大。因此，高碳钢的厚大部位，要采取强制冷却工艺缩小结晶温度范围，改善晶粒组织。合金中的碳、锰、铬等元素的含量增加，可以提高强度，提高淬透性，却降低导热性，直接影响铸件各部位冷却、加热的温度差，因此，合金钢较容易造成高的残余应力。工艺上要减少各部位浇注后冷却、热处理加热的温度差。合金在相变时，各种组织组成相的比体积不同，会产生相变应力，其中，马氏体的比体积最大，马氏体相变最容易产生较大的相变应力。碳、锰、铬等淬透性元素含量高的合金钢，冷割冒口时极易产生裂纹，原因就是导热性差热应力大，产生马氏体转变导致相变应力大，必须热割冒口， 1.2 铸件结构的工艺性分析 对于需要铸造的零件，必须检查它的结构是否符合铸造工艺的基本要求。因为有时对铸件的结构，作很小的改动，并不影响铸件的使用性能, 但却大大地简化了铸造工艺，有利于提高铸件质量。在铸造生产中, 对铸件结构的基本要求有以下几点：铸件的壁厚应大于铸件允许的最小壁厚，以免产生浇不足等缺陷。
前言 铸造工艺学课程就是培养学生熟悉对零件及产品工艺设计的基本内容、原则、方法与步骤以及掌握铸造工艺与工装设计的基本技能的一门主要专业课。课程设计则就是铸造工艺学课程的实践性教学环节,同时也就是我们铸造专业迎来的第一次全面的自主进行工艺与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与其她先修课程的的理论与实际知识去分析与解决实际问题的能力。 通过制定与合理选择工艺方案,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;掌握铸造工艺与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,并初步具备分析与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与尺寸精度的途径。 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、查阅设计资料与手册等。 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铸造尺寸公差与重量公差 (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其她工艺参数的确定 (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)
?铸造工艺模拟技术在铝合金铸件工艺设计及优化中的应用?发布时间:2011-6-17 10:03:54 来源：中国铸造网文字【大中小】浏览人数：183 ?摘要：利用北京北方恒利科技发展有限公司开发的铸造模拟软件CAStsoft/CAE对铝合金铸件的凝固过程和充型过程进行模拟。通过对凝固过程的温度场和铸造缺陷的分析，依据分析结果对工艺进行改进,最后设计出合理的铸造工艺。铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验，能够有效地避免可能出现的铸造缺陷，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。 关键词：铸造模拟凝固过程温度场铝合金前罩铸件 传统的铸造工艺设计方法往往依赖于直觉经验，在铸件结构较为简单和铸造类似铸件时，经验可能起到一定的作用；在浇铸大型、复杂铸件且无相关经验时，只能通过反复工艺实验来确定工艺；当工艺存在重大失误时，可能使得工艺方案被彻底推翻。通过工艺反复实验来确定工艺的方法，可能导致先前制作的模具报废，对于大型铸件来说模具费用会相当高，这会造成重大经济损失，同时严重影响新产品的试制，延长新产品的试制周期。近年来铸造过程计算机模拟技术得到飞速发展，使得通过铸造模拟来确定铸造工艺成为可能，铸造过程计算机模拟可以减少或取消新产品的工艺实验，能够有效地避免可能出现的铸造缺陷，保证工艺的可靠性，缩短新产品的试制周期。本次分析采用的软件是北京北方恒利科技发展有限公司的CASTSOFT/CAE软件。通过模拟分析发现工艺存在的问题，采取工艺改进措施后再次进行模拟，直到铸造工艺趋向合理。 1. 铸造工艺方案设计 1．1铸造工艺方法的选择： 由于前罩（材料：ALSi10Mg）属于中大型薄壁铝合金铸件，结构虽然比较简单，但厚薄不均，热节位置较多，铸件最薄的地方为4mm,最厚大的地方为80×110×120，外轮廓尺寸为618×346×618，此零件表面质量和内部质量要求比较高。用砂型重力铸造难以保证顺利充满和厚大部位不产生疏松，特别是法兰处的质量，同时可能形成气孔和渣孔，表面质量较差，难以通过压力测试和质量要求；考虑前罩质量、批量的要求和低压铸造工艺具有金属液充型平稳、铸件在压力下结晶，生产的铸件缩松、气孔、夹杂少的优点，结合我厂铸造现场生产能力，最后选用金属型低压铸造的工艺方案。模具选用：QT60-2，型芯选用：45#钢，模具温度：300℃，型芯温度：300℃，浇注温度：720℃。 1．2浇注系统位置的选择： 前罩（材料：ALSi10Mg）前罩法兰较小一端径向和法向都比较厚和方便开模，且整体组织要求高，不允许有缩松、气孔等铸造缺陷，为了使得铸件实现顺序凝固且保证法兰处的力学性能，在法兰较小一端开设入流内浇口和横浇口，在法兰处共
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
COMSOL Multiphysics钢铁铸造工艺的优化 在所有的工业生产方法中, 主要目标之一是速度的优化。对于法国不锈钢制造商Ugitech S.A.公司来说，主要的目标就是在保证质量的前提下让连铸机尽可能快速的不间断运转。然而，如果过早将方形钢坯切分，钢坯断面可能还没有完全固化，含有1.5吨的熔融金属井中的钢水会流入立式连铸机中，会造成毁灭性的灾难。通过数学模拟，Ugitech公司正在对所生产的150种钢的浇铸温度和浇铸速度进行优化。 固化壳的形成 在铸造过程中，熔融钢水进入锥形铜管模具，并通过外部水循环进行强制冷却。在这个过程中，固化壳结构要能承受熔融金属形成的静压力。在成型之后，要进行三次水喷洒过程来增加壳的强度，同时要进行旋转防止膨胀。最终钢坯通过热辐射冷却下来（图1）。 图1 铸造过程仿真结果。钢水进入水冷模，并通过传导对流过程实现冷却和固化。 一旦固化壳形成，就可以通过一系列的水喷洒过程实现冷却，而不用依靠热辐射自然冷却。 熔融金属井的长度对于钢绞线的切割位置非常重要。图中反映了钢绞线的温度分布。 首先通过建模研究的问题是关于钢水早期的固化过程，在这个过程中会导致钢表面出现裂缝和凹陷状振痕等缺陷。随着壳体冷却，开始收缩并在某些位置出现空隙，如图2。这些缺陷的位置对钢绞线有着重要影响，而且控制缺陷是非常精细的过程。如果表面裂缝出现的太早，减弱了壳体部分热量，这时熔融钢液表面开始固化，内部缺陷随之开始出现。如果裂缝太细，会导致模具形成很尖的锥形，导致钢液与铜模之间的摩擦力增加，过分摩擦力会导致模具下部壳体出现突出。
图2 检查空隙出现情况的模型（左），以及结晶过程中热流和温度模拟结果。 空隙不仅影响热流动和铸体的冷却，还对连铸坯表面有重要影响。 仿真首先要优化各种机器组件的尺寸，如驱动器的线圈和磁铁，并研究它们对连铸过程的影响。此外，当这两个组件产生单向移动的时候，特别在高频时在结晶器的另一侧平面形成非常复杂的波纹，单向振动会导致声音失真以及振型改变。 要研究当钢水流过连铸器时钢结晶器中的物理过程，只有通过多物理场模拟才能实现。研究人员选择COMSOL Multiphysics的传热模块和结构力学模块来计算在固化过程中钢坯表面的变形情况，并与实验数据进行对比验证。 接触条件和相变 模型实际包含两个部分。第一部分是纯热传导模型，可以预测温度和结晶器中的相变，然后第二部分是热机械模型用来深入分析模具和钢坯接触面情况，并解释结晶表面缺陷，如图2。 钢坯和模具之间的非线性接触条件是创建模型过程中一个比较棘手的问题，而且钢水成坯过程还涉及到相变问题。要研究这些问题，首先要找到每一个钢的热物理参数并添加到模型中。Ugitech公司的研究人员利用三阶多项式将多年积累的热导率数据添加到COMSOL Multiphysics模型中，但是在临界温度范围内的数据，他们建立了40-100个格点数据的表格，让COMSOL自动插值来推断。 Ugitech公司的研究人员利用COMSOL Multiphysics模型来研究各种冷却条件，在不影响产品质量的前提下提高浇铸速度，并提高最终产品的性能。研究人员说：“这是一个非常微妙的问题，我们不想拿我们的顾客做实验。”在汽车和核工业市场中，最终用户会对钢质量作出判断和评价。因此，加过过程改革需要进行充分的思考和规划，而建模模对于理解和揭示改革提供了非常有价值的可行性参考。 利用模型研究人员也可以评价浇铸机的改进方案。一时间，生产工程师们都向研究人员询问为了便于维护他们想把二次冷却设备移动几个厘米是否可行。对于加工过程来说，即使一些非常小的改动，都有可能产生很大的影响，何况是在这么昂贵的机器上做实验。最终研究人员通过数学模拟证实移动冷却装置不会产生严重的后果。 还有一件事情，模拟帮助避免了一个重大事故。生产人员想在固化安全线1m以后的地方对钢坯进行切割。研究人员模拟结果显示，这会导致切割到熔融金属井部分，会带来灾难性的后果。利用COMSOL仿真，Ugitech公司的研究人员可以更加精确的调整安全线位置，如图3所示。
典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价：299元
铸造生产——指用熔融的液态合金注入预先制备好的铸型中使之 冷却、凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的毛 坯或零件过程，简称铸造。 2、铸造方法的分类 第一章 造型材料 型（芯）砂是由骨干材料、粘结材料和附加物等原材料按一定比例配制而成。 以粘土为粘结材料的粘土型（芯）砂主要由原砂、粘土、附加物和水配制而成。 常用的附加物：煤粉、渣油、淀粉 、锯末等 新砂和旧砂的处理 1．新砂的处理 新砂的处理常用的方法:筛分、水漂洗、酸浸洗、精选 、烘干等 2．旧砂的处理 拟采取措施：对旧砂进行通风冷却，降低温度；经破碎、磁选、过筛，除去杂物；干法碾搓，除去包覆膜、失效粘土及灰分；按一定比例添加原砂，补加新粘土、煤粉；调整含水分量，达到型砂性能要求。
CO2硬化法——向水玻璃砂制成的砂型（芯）中吹入CO2气体，在短时间内就可以使型（芯）砂硬化； 三、C02-钠水玻璃砂的原材料、配方及混制工艺 (一)C02-钠水玻璃砂的原材料 铸钢件用原砂Si02含量应高。一般采用中等粒度的硅砂 涂料的基本组成 涂料一般由耐火粉料、粘结剂、悬浮剂、载液和助剂组成。 涂料的性能 (1)涂料的工艺性能涂料的工艺性能主要有饱沾性、涂刷性、流淌性、流平性、 渗透性等。 涂刷方法 涂料涂敷的方法有刷、喷、浸三种。 第二章铸型制备 14种造型方法有哪些？ 整模造型、分模造型、挖砂和假箱造型、活块和砂芯造型、活砂造型(抽砂造型)、多箱造型、实物造型、刮板造型、抽心模造型和劈箱造型、脱箱造型(活箱造型)、叠箱造型、模板造型、漏模造型、地坑造型 铸型的紧固方法 生产小型铸件的铸型由于抬箱力小，用压铁直接压在砂型上比较方便。 生产大中型铸件的铸型，一般用卡子、螺栓等紧固。 紧固铸型前需在分箱面的四角用铁片将上下砂箱问的缝隙垫实，以防止铸型紧固时砂芯或砂型被压溃。 地坑造型，一般用压铁压在盖箱上。 第三章浇注系统设计 铸铁件浇注系统的组成：浇口盆、直浇道、横浇道、内浇道。、 为避免水平涡流，应采用浇包低位浇注大流充满，并且使浇口杯中液面高度(h)与直浇道直径(d)保持_定的比值(即h>6d)。
! 收稿日期：２００６－０１－１６；修回日期：２００６－０７－１９ 作者简介：胡红军（１９７６－），男，重庆工学院讲师，主要研究铸造ＣＡＤ／ＣＡＥ软件研究和开发。Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｈｊ＠ｃｑｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。 铸造工艺的数值模拟优化 胡红军，杨明波，龚喜兵，李国瑞 （重庆工学院材料科学与工程学院，重庆４０００５０） 摘 要：为了研究和预测铸造工艺对铸件质量的影响，设置合理的军用汽车转向臂的铸造浇冒口系统和工艺参数。应用铸 造模拟软件对转向臂的三种不同工艺方案进行凝固模拟，根据凝固模拟结果显示的缺陷及内部缩松情况，提出改进工艺方案并对其进行凝固模拟，选择最佳方案应用于生产。研究表明，３＃是最合理的浇冒口布置方式，最优的浇注温度８２５℃，浇注时间１５ｓ，采用水平分型。应用表明，铸造模拟软件能够准确地预测充型凝固过程中可能产生的缺陷，从而辅助工艺人员进行工艺优化。 关键词：凝固模拟；军用汽车转向臂；铸造工艺优化；浇冒口系统；缩孔；铸造模拟软件中图分类号：ＴＧ２５０．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－２４４Ｘ（２００６）０６－００５１－０３ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐｕｔｅｒｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ＨＵＨｏｎｇ－ｊｕｎ，ＹＡＮＧＭｉｎｇ－ｂｏ，ＧＯＮＧＸｉ－ｂｉｎｇ，ＬＩＧｕｏ－ｒｕｉ （ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｎｃａｓｔｉｎｇｓｑｕａｌｉｔｙ，ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｐｏｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｓｅｔ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｈａｖｅｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｒｅ－ｓｕｌｔｓａｎｄａｐｐｅａｒａｎｃｅｄｅｆｅｃｔｓａｎｄｉｎｎｅｒｓｈｒｉｎｋａｇｅｐｏｒｏｓｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｓｉｎｔｒｉａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｂａｓｅｄｕｐｏｎｔｏｂｒｉｎｇｆｏｒ－ｗａｒｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓａｎｄｓｅｌｅｃｔａｎｏｐｔｉｍａｌｐｒｏｊｅｃｔｕｓｅｄｉｎｂａｔｃｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｎｏ．３ｃａｓｔｉｎｇｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｔｈｅｍｏｓｔｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｏｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ８２５℃，ｐｏｕｒｉｎｇｔｉｍｅｉｓ１５ｓ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｃａｎｈｅｌｐｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂｙｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｃａｓｔｉｎｇｄｅｆｅｃｔｓｄｕｒｉｎｇｍｏｌｄｆｉｌｌｉｎｇａｎｄｓｏｌｉｄｉ－ｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄｉｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃａｓｔｉｎｇ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｓｔｅｅｒｉｎｇａｒｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｕｓｅｄｉｎｈｅａｖｙｍｉｌｉｔａｒｙｔｒｕｃｋ；ｃａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｐｏｕｒ－ｉｎｇａｎｄｒｉｓｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｓｈｒｉｎｋａｇｅ；ｃａｓｔｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ 铸造数值模拟是要通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，便于技术人员对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以及寻求工艺问题的尽快解决办法。为技术人员设计较合理的铸件结构和确定合理的工艺方案提供了有效的依据，从而避免传统的依靠经验进行结构设计和工艺制定的盲目性，节约试制成本［１－４］。 １ 铸造过程充型数值模拟方法 军用汽车转向臂的几何实体造型采用ＵＧ软件建 立，在得到三维几何数据后，利用ＵＧ软件的反向出模模块，通过设定铝合金收缩率、铸件起模斜度、浇注系统的位置和分型面等，作为凝固模拟的几何模型。由于金属液充型过程数值模拟技术所涉及的控制方程多而复杂，需要根据连续性方程、动量方程及能量方程，并进 行速度场、压力场的反复迭代，计算量大而且迭代容易发散，致使其难度很大。通过不断完善数值计算方法，如有限差分法和ＳＯＬＡ－ＶＯＦ体积函数法，开发出一些实用软件。该产品的凝固模拟就是采用ＭＡＧＭＡ软件。作为整个模拟的核心部分，ＣＡＥ的数值模拟效果最终将影响模拟的真实与否。在液态金属浇注过程中，热传导过程计算是数值模拟的主要内容。处理热传导问题采用傅里叶定律（式１），式２是根据能量守恒定律推导的方程［５－８］。 ｑ＝－λ !ｔ !ｎ （１）ρｃ!ｔ!τ＝!!ｘ（λ!ｔ!ｘ）＋!!ｙ（λ!ｔ!ｙ）＋!!ｚ（λ!ｔ !ｚ）＋ｑｖ （２）其中ｑ为热流密度，λ为导热系数，ｔ为温度（函数）， ｎ为温度传递方向上的距离，Τ 为温度，ρ为密度，ｃ为质! ２００６年１１月兵器材料科学与工程 ＯＲＤＮＡＮＣＥＭＡＴＥＲＩＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．６Ｎｏｖ．，２００６ 第２９卷第６期
第一章铸造工艺方案确定 1．夹具的生产条件，结构，技术要求 ●产品生产性质——大批量生产 ●零件材质——35Cr ●夹具的零件图如图所示，夹具的外形轮廓尺寸为285mm*120mm*140mm，主要壁厚40mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。零件图如下图所示： 2．夹具结构的铸造工艺性 零件结构的铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸件工艺过程和降 低成本。审查、分析应考虑如下几个方面： 1.铸件应有合适的壁厚，为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。 2.铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意薄壁过渡和圆角铸件薄厚壁的相接拐弯等厚度的壁与壁的各种交接， 都应采取逐渐过渡和转变的形式，并应使用较大的圆角相连接，避免因应力集中导致裂纹缺陷。 3.铸件内壁应薄于外壁铸件的内壁和肋等，散热条件较差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀地冷却，减轻 内应力和防止裂纹。 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。 3．造型，造芯方法的选择 支座的轮廓尺寸为285mm*140mm*120mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要大批量生产。采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模是合理的。 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。 4．浇注位置的确定
“永冠杯”第二届中国大学生铸造工艺设计大赛 参赛作品 铸件名称：B-十字头 自编代码：AB1990ZP 方案编号：［单击此处键入方案编号］
目录 1零件概述 (1) 1.1零件信息................................................................................... (1) 1.2技术要求 (1) 2铸造工艺方案拟定 (1) 2.1 铸造方法选择............................................................... . (1) 2.2 分型面选择 (1) 2.3浇注位置选择 (2) 3铸造主要参数 (3) 4 浇注系统设计计算 (3) 5 冒口设计 (4) 5.1模数与补缩分析 (4) 5.2冒口尺寸设计 (5) 6模拟与优化 (6) 6.1Procast主要参数设定 (6) 6.2整体思路 (7) 6.3模拟结果及分析 (8)
6.3.1表面状况 (8) 6.3.2内部缩孔情况 (9) 6.4加冒口模拟 (10) 6.5加冷铁模拟 (11) 7砂芯设计 (13) 8模板 (14) 总结 (14) 参考文献............................................................................................ (14) 附图 (14)
1零件概述 1.1零件信息 名称：十字头 材料： QT450-12 外形尺寸：1140×605×256mm 体积: 41.878×103 cm 3 质量: 302kg 生产批量：中小批量生产（自定） 零件三维图如图1.1所示，具体尺寸件附件1。 1.2技术要求 （1）铸件加工后，加工面不得有任何的铸造缺陷，非加工表面不得有明显的夹渣、凹陷， 上下型错模不得大于1mm 。 （2）保证该件受力较大的工作部分的力学性能。 2铸造工艺方案拟定 2.1 铸造方法选择 基于铸件的生产批量、铸件材料、尺寸、精度及技术要求等综合考虑，采用木模，自硬树脂砂，手工造型。 图1.1 零件三维图
北京农业职业学院机电工程学院 毕业论文 论文（设计）题目：典型零件的加工工艺 系别：机电工程学院 专业：数控技术 班级：高职数控1012 学生姓名（学号）：许磊 17 指导教师姓名：诸刚 论文完成日期： 2012年 04月 30日
摘要 本次设计典型零件的机械加工工艺规程制订过程及分析、介绍，机械加工工艺规程制订的原则与步骤。 机械加工工艺规程的制定原则是优质、高产、低成本，即在保证产品质量的前提下尽可能的提高劳动生产率和降低成本。 零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。 工艺分析的主要内容包括： 分析零件的作用及零件图上的技术要求。 分析零件主要加工表面的尺寸、形状及位置精度、表面粗糙度以及设计的基准等。 分析零件的材质、热处理及机械加工的工艺性。 关键词：机械加工、工艺规程、变速齿轮拨叉
目录 一、毛坯选择 (4) （一）确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差 (4) （二）确定毛坯的技术要求 (4) （三）绘制毛坯图 (4) 二、基准的选择 (5) 三、拟定机械加工工艺路线 (6) （一）确定各表面的加工方法 (6) （二）拟定加工工艺路线 (7) 四、确定机械加工余量、工序尺寸及公差 (7) 五、选择机床及工艺装备 (8) (一)选择机床 (8) (二)选择刀具 (8) (三)选择夹具 (9) (四)选择量具 (9) 六、确定切削用量 (10) 七、填写工艺文件 (10) 八、参考文献 (22) 九、结论 (22) 十、致谢 (23)
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 零件铸造工艺分析 (4) 零件基本信息 (4) 材料成分要求 (4) 铸造工艺参数的确定 (4) 铸造尺寸公差和重量公差 (5) 机械加工余量 (5) 铸造收缩率 (5) 拔模斜度 (5) 其他工艺参数的确定 (5) 工艺补正量 (5) 分型负数 (5) 非加工壁厚的负余量 (5) 反变形量 (5) 分芯负数 (6) 铸造三维实体造型 (6) 上冠件图纸技术要求 (6) 上冠件结构工艺分析 (6) 基于UG零件的三维造型 (6) 软件简介 (6) 零件的三维造型图 (6) 第三章铸造工艺方案设计 (7) 工艺方案的确定 (7) 铸造方法 (7) 型（芯）砂配比 (8) 混砂工艺 (8) 铸造用涂料、分型剂及修补材料 (8) 铸造熔炼 (8) 熔炼设备 (9) 熔炼工艺 (9) 分型面的选择 (9) 砂箱大小及砂箱中铸件数目的确定 (10) 砂芯设计及排气 (11) 芯头的基本尺寸 (11) 芯撑、芯骨的设计 (12) 砂芯的排气 (12) 第四章浇冒系统的设计及计算 (12) 浇注系统的类型及选择 (12) 浇注位置的选择 (12)
桥壳铸造工艺设计规范 1 适用范围 本标准适用于铸钢桥壳工装、模具、检具等设计制图及铸造工艺设计工作规范。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括戡误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 6414-1999 《铸件尺寸公差与机械加工余量》 JB/T 5106-1991 《铸件模样型芯头基本尺寸》 GB/T 11351-1989 《铸件重量公差》 3术语和定义 3.1铸件的最小壁厚：在一定的铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度。 3.2铸件的临界壁厚：当铸件的厚度超过了一定值后，铸件的力学性能并不按比例地随着 铸件厚度的增大而增大，而是显著下降，存在一个临界厚度。 3.3铸钢件相对密度：浇注钢液重量与铸件三个方向最大尺寸的乘积之比。因而往往小于 铸件密度。 3.4吃砂量：模样与砂箱壁、箱顶（底）、和箱带之间的距离。 4铸造工艺设计原则 4.1铸造工艺设计必须满足产品铸件质量和对环保的要求，有利于实现优质、高产、低耗， 改善劳动条件，安全生产，提高生产标准化、通用化、系列化水平； 4.2铸造工艺设计必须能够提供清晰、完整、正确、统一的资料输出：过程流程图、铸造 材料清单、过程潜在失效模式及后果分析（PFMEA）、控制计划、铸造工艺图、铸造工艺卡、作业指导书等。 5铸造工艺设计程序 5.1铸件结构工艺和铸件的先期质量策划 5.1.1 铸造产品的设计阶段，应组成产品设计人员和铸造工艺设计人员的项目小组进行设计潜在失效模式及后果分析，分析的主要内容应包括铸件质量对产品结构的要求，铸造工艺对产品结构的要求及铸造工艺对环保的要求是否全部满足。 5.1.2 铸件质量对产品结构的要求 5.1.2.1 铸件的最小壁厚（见表1）
“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：D—上冠 自编代码：［单击此处键入自编代码］ 方案编号：［单击此处键入方案编号］
目录 摘要 (3) 1 零件结构及其技术条件的审查 (3) 1.1铸件结构的工艺性分析 (3) 1.2技术条件的审查 (5) 2 型砂，造型、造芯方法的选择 (5) 2.1型砂 (5) 2.2涂料 (5) 2.3造型方法 (6) 2.4造芯方案 (6) 3 浇注位置的确定 (6) 3.1浇注位置选择示意 (6) 3.2浇注位置方案比较 (7) 4 分型面的确定 (8) 4.1分型面选择方安示意 (8) 4.2分型面选取的方案比较 (9) 5 铸造工艺参数的确定 (10) 5.1铸造收缩率 (10) 5.2机械加工余量 (10) 5.3铸件尺寸公差 (11) 5.4起模斜度的确定 (11) 5.5最小铸出孔和槽的尺寸 (12) 6 砂芯的设计 (12) 6.1芯头的设计 (13) 6.2压环，积砂槽的设计 (14) 7 冒口的设计 (14) 7.1铸件各部分模数的计算 (14) 7.2外冷铁的计算 (16) 7.3冒口尺寸的确定 (17) 7.3.1顶圆柱形明冒口与校核 (17) 7.3.2顶腰圆形明冒口与校核 (19) 1
7.3.3顶环形明冒口与校核 (19) 8 浇注系统的设计 (21) 8.1浇注系统的类型 (21) 8.2确定内浇道在铸件上的位置，数量和金属液引入方向 (21) 8.3包孔直径的选择 (22) 8.4计算浇注时间并核算金属夜上升速度 (22) 8.5浇注系统各组元截面积的计算 (23) 8.6浇口窝的设计 (23) 8.7浇口杯的设计 (24) 9砂箱设计 (24) 9.1砂箱壁的结构形式和尺寸 (24) 9.2砂箱外壁加强肋的布置形式和尺寸 (25) 9.3砂箱箱带的布置形式和尺寸 (26) 9.4砂箱吊运部分的结构和尺寸 (27) 10模底板设计 (29) 11芯盒的设计 (30) 11.1砂芯的修改 (30) 11.2芯骨的设计 (30) 11.3通气孔的设计 (31) 11.4芯盒的设计 (31) 11.5砂芯制作的步骤 (32) 12铸件凝固过程的模拟及分析 (33) 12.1铸件的凝固过程示意图 (34) 12.2铸件凝固完全后缩孔、缩松的分布 (34) 12.3铸件凝固过程的分析 (35) 13工艺调整方案 (36) 14关键环节质量控制 (36) 参考文献 (36) 2