《铸造工艺与装备》标准

工艺装备工艺规程，是指导施工的技术文件。

一般包括以下内容：零件加工的工艺路线，各工序的具体加工内容，切削用量、工时定额以及所采用的设备和工艺装备等。

1.工艺装备，是指产品制造过程中所用的各种工具总称。

包括刀具、夹具、模具、量具、检具、辅具、钳工工具和工位器具等，简称工装。

2．铸件的工艺装备铸造工艺装备是造型、造芯及合箱过程中所使用的模具和装置的总称。

包括模样、模板、模板框、砂箱、砂箱托板、芯盒、烘干板（器）、砂芯修整磨具、组芯及下芯夹具、量具及检验样板、套箱、压铁等。

此外，芯盒及烘干器的钻模和修整标准也属于铸造工艺装备.3. 工艺装备夹具的分类夹具的分类（1）通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。

例如，车床上的三爪卡盘和四爪卡盘、顶尖和鸡心夹头；铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。

它们有很大的通用性，无需调整或稍加调整就可以用于装夹不同的工件。

这类夹具一般已经标准化。

由专业工厂生产，作为机床附件供应给客户。

（2）专用夹具专用夹具是指专为某一工件的某道工序的加工而专门设计的夹具，具有结构紧凑，操作迅速、方便等优点。

专用夹具通常由使用厂根据自行设计和制造，适用于产品固定且批量较大的生产中。

（3）组合夹具组合夹具是在机床夹具零部件标准化的基础上，由一整套预先制造好的，局有各种不同形、不同规格尺寸的标准化元件和合件，按照组合化的原理，针对工件的加工要求组装成各种专用夹具。

夹具使用完毕后，可以拆卸，留待组装新夹具时使用。

组合夹具的使用范围十分广泛。

它最适合于品种多、产品变化快、新产品试制和单元要求。

用组合夹具元件可以组转成各类机床夹具。

数控机床和柔性制造单元的出现，更加推动了组合夹具技术的进步，扩大了组合夹具的应用范围。

组合夹具具有以下特点：组合夹具元件可供多次使用，但其一旦组转成某个夹具后，该夹具结构仍属专用性，只能一次使用。

当变换加工对象时，一般仍需全部拆开，重新组装成新夹具结构，以满足新工件的加工要求。

铸造工艺装备的设计原则铸造工艺装备的设计原则是为了提高铸造工艺的效率和质量，减少生产成本，提高生产效益。

下面介绍一些常见的设计原则。

1. 综合考虑铸造工艺需求：在设计铸造工艺装备时，首先要全面考虑铸造工艺的需求，包括铸件形态、材质、放料方式、浇注温度、冶炼方式等因素，确保装备的设计能够满足这些需求。

2. 采用合理的结构设计：装备的结构设计要合理，能够满足铸件的形态要求。

例如，铸造成型机械设备要具有较大的开启高度和宽度，以适应大型铸件的生产需求；浇注设备要具有较高的流量和压力，以确保熔融金属能够充分填充模腔。

3. 优化工艺参数设置：装备的设计要考虑到工艺参数的设置，包括温度、时间、速度等因素。

通过优化参数设置，可以提高生产效率，减少生产时间和能耗。

例如，可采用自动化控制系统，实现精确控制温度和时间，提高工件的质量和稳定性。

4. 选择适当的材料：铸造工艺装备要选择适当的材料，能够耐高温、耐磨损和耐腐蚀。

例如，铸型材料和熔炼设备要选用高温耐磨材料，以确保长时间使用不损坏。

同时，材料的选择还要考虑到装备的成本和可靠性。

5. 强调安全性和可靠性：铸造工艺装备的设计要强调安全性和可靠性，确保操作人员和设备的安全。

例如，设备要安装可靠的安全保护装置，如紧急停机按钮、过载保护装置等，以减少事故的发生。

6. 提高装备的自动化程度：铸造工艺装备的设计要注重提高自动化程度，减少人为操作和劳动强度。

例如，可以采用自动开关、自动调温、自动输送等功能，实现部分或全部自动化操作，提高生产效率和质量。

7. 考虑装备的维护和维修：铸造工艺装备的设计要考虑装备的维护和维修，降低设备故障率和维修成本。

例如，设备要有较好的易维护性设计，如易更换的零部件、模块化结构等，便于维修和更换。

8. 鼓励创新和改进：铸造工艺装备的设计要鼓励创新和改进，采用先进的技术和工艺，提高装备的性能和效率。

例如，可以应用计算机辅助设计和仿真技术，优化装备的结构和工艺参数，提高生产效率和质量。

铸造工艺及装备课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能，能够运用所学知识分析和解决铸造生产中的实际问题。

1.掌握铸造工艺的基本原理和流程。

2.熟悉铸造装备的类型和结构。

3.了解铸造行业的现状和发展趋势。

4.能够运用铸造工艺知识进行铸造工艺设计。

5.能够操作和维护铸造装备。

6.能够对铸造生产中的问题进行分析和解决。

情感态度价值观目标：1.培养学生对铸造行业的兴趣和热情。

2.培养学生对铸造工艺和装备的敬畏之心，注重安全生产。

3.培养学生团队协作和创新的意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能。

1.铸造工艺部分：包括铸造工艺的基本原理、铸造方法的分类和特点、铸造工艺参数的确定等。

2.铸造装备部分：包括铸造装备的类型、结构、工作原理和维护保养等。

3.铸造生产部分：包括铸造生产的过程、安全操作、生产管理等。

4.铸造工艺及装备的基本概念和原理。

5.铸造方法及其适用范围和特点。

6.铸造工艺参数的确定和工艺设计。

7.铸造装备的类型和结构及其操作和维护。

8.铸造生产的过程和安全操作。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握铸造工艺及装备的基本理论、基本知识和基本技能。

2.讨论法：通过小组讨论，培养学生对铸造工艺及装备的兴趣和主动性，提高学生的思考和分析问题的能力。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生能够将理论知识运用到实际生产中，提高学生解决问题的能力。

4.实验法：通过实验操作，使学生熟悉铸造工艺及装备的使用和维护，提高学生的动手能力。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的铸造工艺及装备教材作为主要教学资源。

2.参考书：提供相关的铸造工艺及装备的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，使教学内容更加生动形象，提高学生的学习兴趣。

铸造模具在砂型铸造中的重要性工厂将铸造模具称之为“铸造之母”,此话可谓地对铸造模具在铸造生产中作用和地位的一个高度的概括。

称之为“母”，其一是因为在工厂里，所有铸件都是用铸模制成砂型然后得到的,无铸造模具即无铸件;其二是铸件总是带有铸造模具的“遗传性”；铸件的尺寸精度、表面粗糙度乃至某些铸造缺陷无一不与铸造模具质量有直接关系。

(1)尺寸精度铸件依模而作，模的尺寸误差无一例外地会在铸件上反映出来.尤其是一些复杂铸件，由于采用多个铸模（外模和芯盒）,其累积误差更会严重影响到铸件尺寸精度.图为某轿车缸体(4缸)铸件尺寸精度相关要索链图,图中有阴影的框为铸造工艺装备，其他框为工序过程。

从图中可以推算出,即使每套工装尺寸精度都能得到99分，到台箱处其得分也可能只有82。

5分了。

由此可见，追求铸模的“零误差"是何等重要。

(2)表面粗糙度表面光洁的铸模不仅改善起模性，从而减少型（芯)废，提高生产率，而且能得到光洁的型腔（或砂芯)，有利于得到光洁的铸件。

(3)铸件缺陷一部分铸件缺陷可能由铸造模具质量不佳所造成,如铸模表面存在倒料度、凹凸不平，将导致起模性不好，破坏铸型表面甚至造成砂眼；模具安装偏差或定位销（套）磨损造成错型、挤型、砂眼；浇注系统的随意制作或安装导致金属渣流动偏离工艺设计要求，因而可能造成气孔、缩松等缺陷，等等。

在铸造生产中,工艺—铸模—设备是一个不可分割的系统,好的工艺设计要依靠铸造模具体现出来。

同样，一个蹩脚的工艺设计，可能使一套加工精良的铸模因无法生产出合格铸件而报废。

铸模和设备的合理配合也是一样重要的。

因此，在确定工艺方案、进行工艺设计时,必须同时着手铸模和设备的准备工作,即实施并行工程是十分必要的。

正因为如此,国内一些企业在引进制芯机的同时引进芯盒，引进一些复杂铸模(如轿车缸体）的同时也包括了工艺设计。

在创新日渐成为经济发展主旋律的现代社会,产品更新周期日益缩短,新产品层出不穷,这也就要求制造工业与之适应并快速发展，作为制造工业基础的模具业，必然随之发展。

绿色制造通用技术导则铸造1 范围本文件规定了绿色铸造的一般要求，给出了工艺设计、工艺与装备技术、原辅材料、质量检测、污染物治理、资源回收及再生利用等方面的技术指导。

本文件适用于指导我国铸件设计及生产企业（分厂、车间、工段）构建绿色铸造生产模式、实现绿色铸造，铸造原辅材料、铸造装备企业和相关企业的铸件设计可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 5611 铸造术语GB/T 28612-2023 绿色制造术语JBJ 14-2004 机械行业节能设计规范HJ 1115 排污许可证申请与核发技术规范金属铸造工业HJ 1292 铸造工业大气污染防治可行技术指南3 术语和定义GB/T 5611 和 GB/T 28612 界定的术语和定义适用于本文件。

4 技术导则4.1 一般要求在保证铸件质量的前提下，应通过以下方法、技术或手段来提高资源能源使用效率，降低资源能源消耗、污染物排放及碳排放，实现绿色铸造：——优化铸件设计，选择并优化铸造工艺及装备等，用生产效率高、生态环境影响小、健康安全危害小的先进技术、工艺和设备取代高耗能、高污染的落后生产技术、工艺和装备；——降低或避免有害物质的使用。

用低、无污染的绿色原辅材料替代高污染、高材耗的原辅材料；——采用必要且有效的污染物末端治理及资源再生利用技术。

4.2 工艺设计铸造工艺设计宜采用技术及说明、适用范围和预期效果见表1。

表1 面向绿色制造的铸造工艺设计表1（续）4.3 工艺与装备技术面向绿色制造的铸造工艺与装备宜采用的技术及其适用范围见表2。

表2 面向绿色制造的铸造工艺与装备技术表2 （续）4.4 原辅材料面向绿色制造的铸造原辅材料及其适用范围见表3。

表3 面向绿色制造的铸造原辅材料4.5 质量检测面向绿色制造的铸造检测宜采用技术及设备适用范围见表4。

铸造行业准入条件为引导铸造产业健康、有序和可持续发展，促进铸造行业产业结构优化升级，遏制低水平重复建设和产能盲目扩张，保护生态环境，推进节能减排，提高资源、能源利用水平，提升我国装备制造业整体实力，推进我国从世界铸造大国向铸造强国转变，根据有关法律法规和产业政策，制定本准入条件。

一、建设条件和布局（一）铸造企业的布局及厂址的确定应符合国家产业政策和相关法律法规，符合各省、自治区、直辖市铸造业和装备制造业发展规划。

（二）国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府划定的风景名胜区、自然保护区和水源地及其他需要特别保护的区域（一类区）的铸造企业不予认定；在二类区和三类区（一类区以外的其他地区），新（扩）建铸造企业和原有铸造企业的各类污染物（大气、水、厂界噪声、固体废弃物）排放标准与处置措施均应符合国家和当地环保标准的规定。

（三）新（扩）建铸造企业应通过“建设项目环境影响评价审批”及“职业健康安全预评估”，并通过项目环境保护和职业健康安全防护设施“三同时”验收。

二、生产工艺（一）企业应根据生产铸件的材质、品种、批量，合理选择低污染、低排放、低能耗、经济高效的铸造工艺。

（二）不得采用粘土砂干型/芯、油砂制芯、七〇砂制型/芯等落后铸造工艺。

三、生产装备（一）企业应配备与生产能力相匹配的熔炼设备和精炼设备，如冲天炉、中频感应电炉、电弧炉、精炼炉（AOD、VOD、LF炉等）、电阻炉、燃气炉等。

炉前应配置必要的化学成分分析、金属液温度测量装备，并配有相应有效的通风除尘、除烟设备与系统。

（二）铸造用高炉应符合工业和信息化部颁布的《铸造用生铁企业认定规范条件》并通过工业和信息化部认定。

（三）企业应配备与生产能力相匹配的造型、制芯、砂处理、清理等设备。

采用砂型铸造工艺的企业应配备旧砂处理设备。

各种旧砂的回用率应达到：水玻璃砂（再生）≥60%，呋喃树脂自硬砂（再生）≥90%，碱酚醛树脂自硬砂（再生）≥70%，粘土砂≥95%。

第六章 铸造工艺装备设计第一节 概 述铸造工艺装备是造型、制芯和合箱过程中所使用的模具和装置的总称，其内容见教材表 6­1。

第二节 模样设计一、材质的选择1．木模适用于单件、小批量生产的各种铸件。

2．金属模样常用的金属为：适用于大量、成批生产的各种铸件。

3．聚苯乙烯泡沫塑料模（消失模）用于实型造型法、磁丸造型的中、小铸件和单件生产的中、大型铸钢件。

二、金属模样的结构设计1．模样本体结构类型平装式结构简单，容易加工，最常用。

嵌入式在特殊条件下应用，如模样部分表面凹入分型面以 下（图 6­2a）；分型面以上模样过薄，加工、固定困难（图 6­2b）；分型面通过模样圆角（图6­2c）；很 小的模样（图 6­2d）而方便于加工、定位和固定等。

选定模样结构后，即可依铸造工艺图确定模样的外形。

图 6-2 嵌入式模样1－模样 2－底板2．壁厚及加强筋应尽量减轻模样的质量。

除了薄小模样（小于 50 ㎜×50 ㎜或高度低于 30 ㎜）以外，都应制成空 心结构。

平均轮廓尺寸大于 150 ㎜的模样，内部设加强筋。

3．固定和定位孔模样在模底板上的固定，可用螺钉或螺栓，用定位销定位。

模样上钻通孔，螺钉穿过模样与模底 板固定，称为上固定法，如图 6­4a 。

优点有：便于选择螺孔位置，钻孔和装配方便；缺点是：破坏模 样的工作表面，紧固后需用塑料或铝等填平模样表面上之螺孔坑。

模底板上钻通孔，模样上攻螺纹孔的 固定方法称下固定法，如图 6­4b 。

优点是模样工作表面不受损害；缺点是确定螺孔位置要避开模底板 底部之筋条，还要让出扳手空间，安装不甚方便。

下固定法用于模样高大且四周没有低矮的凸边可以利 用的条件下。

定位销孔的位置应选在模样上矮而平的部位，两孔间距尽量远。

每块模样上至少应设 2 个。

图6-4 模样的固定和定位a ）上固定法b ）下固定法1－模样 2－模底板 3－螺钉 4－定位销4．模样（芯盒）的尺寸标注模样（芯盒）的尺寸有两类：一类是与铸件有关的尺寸；另一类为非关联尺寸，如芯头长度等。

铸造工艺及装备课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解铸造工艺的基本概念、分类及其在制造业中的应用。

2. 掌握铸造装备的组成、工作原理及操作要点。

3. 理解铸造工艺参数对铸件质量的影响。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行铸造工艺设计的能力。

2. 培养学生根据铸件结构特点，选择合适的铸造工艺和装备的能力。

3. 培养学生分析铸造缺陷产生原因，并提出改进措施的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对铸造工艺及装备的兴趣，激发其学习热情。

2. 培养学生严谨、细致的工作态度，树立质量意识。

3. 增强学生的团队合作意识，提高沟通协调能力。

本课程旨在帮助学生掌握铸造工艺及装备的基本知识，培养其运用所学知识解决实际问题的能力。

结合学生年级特点，课程内容注重理论与实践相结合，强化技能训练，提高学生的综合素质。

通过本课程的学习，使学生能够为今后从事铸造工艺设计、生产管理等工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 铸造工艺基本概念与分类：介绍铸造工艺的定义、分类及其在制造业中的应用，参考教材第一章内容。

2. 铸造装备组成与工作原理：讲解铸造装备的主要组成部分、工作原理及操作要点，以教材第二章为基础。

- 砂型铸造装备- 金属型铸造装备- 压力铸造装备- 精密铸造装备3. 铸造工艺参数：分析铸造工艺参数对铸件质量的影响，结合教材第三章内容。

- 砂型铸造工艺参数- 金属型铸造工艺参数- 压力铸造工艺参数- 精密铸造工艺参数4. 铸造工艺设计：培养学生运用CAD软件进行铸造工艺设计的能力，参考教材第四章。

- 铸件结构分析- 铸造工艺方案设计- 铸造工艺参数确定- 铸造工艺卡制作5. 铸件缺陷分析与改进措施：分析常见铸造缺陷产生原因，提出改进措施，结合教材第五章内容。

教学内容注重科学性和系统性，按照教学大纲安排和进度，确保学生能够循序渐进地掌握铸造工艺及装备的知识。

通过以上五个方面的教学，使学生具备铸造工艺设计的基本能力，为实际工作奠定基础。