铸造工艺---教学大纲

《铸造工艺》课程教学大纲 课程代码：050141001 课程英文名称：Foundry Technique 课程总学时：56 讲课：50 实验：6 上机：0 适用专业：材料成型及控制工程专业 大纲编写（修订）时间：2017.10

一、大纲使用说明: （一）课程地位及教学目标 （1）课程地位 本课程是材料成型及控制工程专业——铸造方向的专业课，必修。 （2）教学目标 掌握铸造工艺的基本理论；能够制定常规铸造工艺；具备初步分析和解决铸造工艺问题的能力。培养德、智、体全面发展并且具有较强工程实践能力的具有卓越工程师潜质的高级应用型人才。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 （1）知识方面的基本要求 掌握原砂的性能，粘土砂的粘结原理，粘土砂的性能；了解影响粘土砂性能的因素，铸铁件用湿型砂的制备。 掌握水玻璃砂的硬化机理，水玻璃CO2硬化砂的性能。了解水玻璃的基本性能，水玻璃CO2

硬化砂的硬化工艺及影响因素。

掌握油砂、合脂砂的硬化机理；了解壳芯树脂砂，热芯合树脂砂的工艺特征。 掌握夹砂，化学粘砂的基本原理；了解型壁移动，胀砂，气体和侵入性气孔，机械粘砂。 掌握铸造工艺设计的概念、设计依据、内容及程序；了解铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系。 掌握浇注位置的确定原则，分型面的选择方法；了解零件结构的铸造工艺性，造型、制芯方法的选择。 掌握芯头设计及各种铸造工艺设计参数；了解确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则。 掌握确定内浇道位置及数量的基本原则、运用水利学公式计算浇注系统最小断面尺寸的方法、铸铁件浇注系统的设计与计算。了解液态金属在浇注系统基本组元中的流动，横浇道发挥组渣作用的基本原理和浇注系统基本类型的选择原则。 掌握铸钢件与铸铁件冒口的设计。了解冷铁、冒口的种类及补缩原理。 （2）能力方面的基本要求 具备制定简单零件铸造工艺的能力；初步具备分析和解决普通砂型铸造中出现的工艺、型砂问题的能力；具有分析因造型材料所产生的缺陷问题的能力并提出相应的改进措施；具有利用本课程基本理论知识进行科学研究的初步能力。 （3）技能方面的基本要求 熟悉浇注系统水模拟原理，常用原砂、型砂的实验及检测方法；能够独立进行常规性能测试、铸件缺陷分析。 （三）实施说明 本教学大纲依据专业教学性指导性计划制定，指导教学环节。 （1） 理论教学环节 教学以课堂讲授为主，课堂讨论和课后习题为辅的教学方法。 以基本理论——影响因素——铸造工艺制定与实施——铸件性能及缺陷分析——工艺改进、完好铸件生产为主线进行教学。 对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。 采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；通过作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。 （2）实践教学环节 根据知识、能力、技能方面的要求，安排实验项目，适当设置综合性实验提高学生分析解决实际问题的能力。后续砂型铸造工艺课程设计，进一步锻炼学生解决实际问题的能力。 （四）对先修课的要求 在讲授本课前，学生应修完有机化学、金属学与热处理、流体力学与传热学、材料成型原理等课程。 （五）对习题、实践环节要的求 （1）习题要求 每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量习题；习题类型有名词解释、论述题、简答题等。 （2）实践环节要求 每项实验要求学生依据实验指导书预习、写出合格实验报告。 （六）、考核方式及成绩评定方式 （1）考核方式：考试。 （2）考试目标：在考核学生对铸造工艺技术、基本知识、基本原理的理解、掌握与应用能力。 （3）成绩构成：实验成绩占10%，平时成绩、中期考试和作业占20%，期末考试占70%。（七）参考书目: 《铸造工艺学》，王文清、李魁盛编，机械工业出版社，2011 《铸造手册5：铸造工艺》，李魁盛编，机械工业出版社，2011 《铸件成型技术》，李魁盛编，机械工业出版社，2012 《造型材料》，孟爽芬编，哈尔滨工业大学出版社，1996

二、中文摘要 《铸造工艺学》为材料成型及控制工程专业----铸造方向专业课之一。共分两大篇：第一篇：讲述了型（芯）砂的原材料基本规格，粘土砂和化学粘结剂砂的性能要求，粘结或硬化机理，涂料的作用、组成等。第二篇：铸造工艺及工装设计，主要论述了铸造工艺设计的基本概念、铸造工艺方案的确定、工艺参数的选择和砂芯的设计，浇注系统设计、铸件凝固与补缩的基本原则。本门课程重视理论基础，并密切联系实际。通过学习本课程，使学生了解铸造技术在国际学术领域中的发展动态，并成功应用于生产实践中。

三、课程学时分配表

序号 教学内容 学时 讲课 实验 上机 1 第1章 粘土砂及涂料 18 14 4 2 第2章 无机化学粘结剂型（芯）砂 6 6 3 第3章 有机化学粘结剂砂 4 4 4 第4章 铸造工艺及工装设计概念 2 2 5 第5章 铸造工艺方案的确定 6 6 6 第6章 铸造工艺参数及砂芯设计 4 4 7 第7章 浇注系统设计 10 8 2 8 第8章 冒口及冷铁设计 6 6 合计 56 50 6 0

四、教学内容及基本要求 第1章 粘土砂及涂料 总学时(单位：学时):18 讲课:14 实验:4 上机:0 具体内容: （1）铸造用原砂、铸造用粘土及其特性。 （2）常用粘土型砂特点及其应用。 （3）金属液与铸型的界面作用。 （4）粘土砂铸型常见缺陷分析 （5）铸造涂料 重点: 石英砂的特点，粘土砂原材料性能及要求，掌握检测方法，粘结机理，涂料的性能 难点:掌握湿砂型种类和性能，湿型砂用原材料及其质量要求、粘结机理 习题:有关湿型砂、原砂方面的习题 实验: （1） 原砂性能综合性实验：原砂粒形、粒度、粒貌、含泥量、含水量实验。 （2） 型砂性能综合性实验：型砂透气性、抗压强度实验。 第2章 无机化学粘结剂型（芯）砂 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容: （1）钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理。 （2） CO2—钠水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺。 （3）钠水玻璃自硬砂。 （4）石灰石砂 （5）水玻璃旧砂再生 重点:钠水玻璃的基本性能及硬化机理，工艺方法分析，钠水玻璃砂的溃散性 难点:钠水玻璃砂的硬化机理，存在问题的原因及解决的途径 习题:有关水玻璃硬化机理，工艺，溃散性方面的习题 第3章 有机化学粘结剂砂 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容: （1）油砂。 （2）树脂自硬砂。 （3）壳型（芯）砂。 （4）（热）芯盒法砂芯，温芯盒砂，气硬冷芯盒法树脂砂。 重点:硬化原理，制备工艺。 难点:硬化原理 习题:有关油砂和合脂砂硬化机理，（热）芯盒法砂芯制备工艺方面的习题。 第4章 铸造工艺及工装设计概念 总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容: （1）铸造工艺及工装设计的基础。 （2）铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系 重点:铸造工艺设计的概念，设计依据及内容程序 难点:铸造工艺设计的概念 习题:有关铸造工艺设计的概念，设计依据及内容程序方面的习题。 第5章 铸造工艺方案的确定 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容: （1）零件结构分析。 （2）造型（芯）方法及铸型种类的选择。 （3）浇注位置的确定。 （4）分型面的选择。 （5）砂箱中铸件数量及排列的确定 重点:浇注位置和分型面的选择。 难点:浇注位置和分型面的选择。 习题:有关造型、制芯方法，浇注位置的确定，分型面的选择方面的习题 第6章 铸造工艺参数及砂芯设计 总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容: （1）铸造工艺参数。 （2）砂芯设计 重点:公差选择，机械加工余量、收缩率和起模斜度等的设计，砂芯设计 难点: 综合分析考虑铸造工艺，砂芯设计， 习题:有关铸造工艺设计参数方面的习题 第7章 浇注系统设计 总学时(单位：学时):10 讲课:8 实验:2 上机:0 具体内容: （1）液态金属在浇注系统中的流动。 （2）浇注系统的基本理论。 （3）计算阻流截面的确定。 （4）铸铁件浇注系统。 （5）其他合金铸件浇注系统。 重点:掌握金属液在浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道中的流动。封闭、开放式浇注系统，浇注时间和金属液上升速度，设计步骤，不同合金浇注系统的特点。 难点:直浇道的设计，横浇道挡渣的作用，内浇道的选择，求解铸件的浇注时间，浇注系统的计算，根据合金确定浇注系统 习题:有关浇注系统方面的习题 实验:浇注系统水模拟实验 第8章 冒口及冷铁设计 总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 具体内容: （1）冒口的类型及补缩原理。 （2）铸钢件冒口。 （3）铸铁件实用冒口。 （4）特种冒口 （5）冷铁 重点:冒口的种类和补缩原理，实用冒口的设计，特种冒口的种类 难点:补缩距离计算，模数法，掌握不同模数铸铁件的补缩方法、不同冒口的补缩效率。 习题:有关冒口和冷铁方面的习题