鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制

前言

　　本書從工程實(shí)際出發(fā)，詳細(xì)地闡述了砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)原理和方法，并介紹了生產(chǎn)常見鑄件缺陷的形成原因和防止方法。書中既收集了國內(nèi)外行之有效的技術(shù)成果和經(jīng)驗(yàn)，也簡要介紹了對提高鑄件質(zhì)量有借鑒意義的研究成果?！　”緯峁┝舜罅繉?shí)用圖表、數(shù)據(jù)和工程實(shí)例，以供鑄造工藝設(shè)計(jì)人員及生產(chǎn)技術(shù)人員參考，同時(shí)本書還可用作高等院校鑄造專業(yè)的教材?！　¤T造在機(jī)械工業(yè)中占有極其重要的地位，從鑄件占各類機(jī)械重量的比例可以看出鑄造的重要性。在機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、重型機(jī)器中占70%～90％；在風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)中占60%～80％；在拖拉機(jī)中占50%～70％；在農(nóng)業(yè)機(jī)械中占40%～70％；在汽車中占20%～30％?！　≡趪窠?jīng)濟(jì)的各行各業(yè)中，鑄件得到了廣泛的應(yīng)用，這是因?yàn)殍T造生產(chǎn)有兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：　?。?）適應(yīng)性強(qiáng)。鑄造生產(chǎn)的鑄件重量小至幾克，大至數(shù)百噸；壁厚從0?5mm到1m左右；長度從幾毫米到十幾米，可以說，鑄造方法不受零件大小、形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制。鑄造方法又可以適用于各種合金，如常用的鑄鐵、鑄鋼、鋁合金、銅合金、鎂合金、鋅合金以及高溫合金等?！　。?）成本低。鑄件重量在一般機(jī)器中占40%～80％，但它的成本僅占總成本的25%～30％?！　∧壳拔覈谥鸩匠蔀槭澜缰圃鞓I(yè)中心，隨著國民經(jīng)濟(jì)和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在對鑄件數(shù)量需求越來越多的同時(shí)，對鑄件質(zhì)量的要求也越來越高。鑄造工藝設(shè)計(jì)水平對提高鑄件內(nèi)外質(zhì)量、提高工藝出品率、降低廢品率、提高經(jīng)濟(jì)效益等起著非常重要的作用。為了促進(jìn)鑄造生產(chǎn)的發(fā)展，我們編寫了本書。　　本書從工程實(shí)際出發(fā)，詳細(xì)地介紹了砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)和鑄件缺陷控制方法。上篇內(nèi)容包括砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和一般步驟，鑄件澆注位置、分型面以及鑄造工藝參數(shù)的選擇，鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金的澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵等的設(shè)計(jì)方法，書中提供了大量的圖表，數(shù)據(jù)和工程實(shí)例供鑄造工藝設(shè)計(jì)參考。下篇分析了常見鑄件缺陷縮孔、縮松、氣孔、非金屬夾雜物、粘砂、夾砂、脹砂、砂眼、應(yīng)力、變形、冷裂、熱裂等的形成機(jī)理及影響因素，詳細(xì)地論述了防止這些缺陷的途徑?！　”緯缮蜿柟I(yè)大學(xué)組織編寫。上篇由沈陽工業(yè)大學(xué)的李晨希、曲迎東、王宏編寫；下篇由沈陽工業(yè)大學(xué)的李晨希、于惠舒和沈陽鑄造研究所的王彥鵬編寫。全書由李晨希統(tǒng)稿。　　由于編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正

內(nèi)容概要

　　本書從工程實(shí)際出發(fā)，詳細(xì)地闡述了砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)原理和方法，并介紹了生產(chǎn)常見鑄件缺陷的形成原因和防止方法。書中既收集了國內(nèi)外行之有效的技術(shù)成果和經(jīng)驗(yàn)，也簡要介紹了對提高鑄件質(zhì)量有借鑒意義的研究成果。　　本書提供了大量實(shí)用圖表、數(shù)據(jù)和工程實(shí)例，以供鑄造工藝設(shè)計(jì)人員及生產(chǎn)技術(shù)人員參考，同時(shí)本書還可用作高等院校鑄造專業(yè)的教材。

書籍目錄

上篇砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)第1章 鑄造工藝設(shè)計(jì)概述11.1 鑄造工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)11.2 鑄造工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容11.3 鑄造工藝設(shè)計(jì)的一般步驟21.4 鑄造工藝符號(hào)及其表示方法3第2章 鑄造工藝方案的確定142.1 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性142.1.1 從避免鑄造缺陷方面確定鑄件的合理結(jié)構(gòu)142.1.2 從簡化鑄造工藝方面確定鑄件的合理結(jié)構(gòu)232.2 造型和制芯方法的選擇272.3 澆注位置的確定292.4 分型面的確定31第3章 鑄造工藝參數(shù)353.1 鑄造收縮率353.2 鑄件尺寸公差和機(jī)械加工余量383.2.1 鑄件尺寸公差383.2.2 機(jī)械加工余量403.3 最小鑄出孔和槽423.4 起模斜度443.5 工藝補(bǔ)正量453.6 分型負(fù)數(shù)和反變形量473.6.1 分型負(fù)數(shù)473.6.2 反變形量483.7 砂芯負(fù)數(shù)、分芯負(fù)數(shù)和非加工壁厚的負(fù)余量503.7.1 砂芯負(fù)數(shù)503.7.2 分芯負(fù)數(shù)503.7.3 非加工壁厚的負(fù)余量51第4章 砂芯設(shè)計(jì)524.1 砂芯設(shè)置的基本原則524.2 砂芯的固定和定位554.2.1 垂直砂芯564.2.2 水平砂芯的固定574.2.3 砂芯的定位584.3 芯頭的尺寸和間隙604.3.1 芯頭的結(jié)構(gòu)604.3.2 芯頭承壓面積的核算654.4 芯撐和芯骨654.4.1 芯撐654.4.2 芯骨754.5 砂芯的排氣76第5章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)785.1 澆注系統(tǒng)的組成和作用785.1.1 澆口杯785.1.2 直澆道和澆口窩805.1.3 橫澆道815.1.4 內(nèi)澆道855.2 澆注系統(tǒng)的類型和適用范圍875.2.1 按斷面積比例關(guān)系分類885.2.2 按內(nèi)澆道的位置分類885.3 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)925.3.1 公式法設(shè)計(jì)的基本原理935.3.2 對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的校核995.4 灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)尺寸設(shè)計(jì)1015.4.1 澆注時(shí)間的確定1015.4.2 澆注系統(tǒng)截面尺寸計(jì)算1025.5 可鍛鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1085.5.1 澆注時(shí)間的計(jì)算1095.5.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1095.6 球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1125.6.1 澆注時(shí)間的確定1125.6.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1135.7 鑄鋼件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1155.7.1 用轉(zhuǎn)包澆注時(shí)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1165.7.2 用底注包澆注時(shí)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1185.7.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程實(shí)例1195.8 有色合金鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1235.8.1 鋁合金鑄件、鎂合金鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1235.8.2 銅合金鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)128第6章 冒口設(shè)計(jì)1356.1 概述1356.1.1 冒口的種類1356.1.2 冒口的形狀1366.1.3 冒口的位置1376.1.4 冒口的有效補(bǔ)縮距離1396.2 補(bǔ)貼1406.2.1 均勻壁上的補(bǔ)貼1406.2.2 局部熱節(jié)的補(bǔ)貼1436.3 鑄鋼件冒口設(shè)計(jì)1456.3.1 鑄鋼件冒口的補(bǔ)縮距離1456.3.2 模數(shù)法設(shè)計(jì)鑄鋼件冒口1486.3.3 補(bǔ)縮液量與熱節(jié)圓法計(jì)算冒口1906.3.4 比例法計(jì)算冒口尺寸2016.4 鑄鐵件冒口設(shè)計(jì)2076.4.1 灰鑄鐵件冒口設(shè)計(jì)2076.4.2 可鍛鑄鐵件冒口設(shè)計(jì)2136.4.3 球墨鑄鐵件冒口設(shè)計(jì)2136.5 有色合金鑄件冒口設(shè)計(jì)2196.5.1 銅合金鑄件冒口設(shè)計(jì)2196.5.2 鋁合金鑄件冒口設(shè)計(jì)224第7章 冷鐵、拉筋和出氣孔設(shè)計(jì)2297.1 冷鐵的分類與作用2297.2 鑄鋼件用冷鐵2307.2.1 鑄鋼件外冷鐵設(shè)計(jì)2307.2.2 鑄鋼件內(nèi)冷鐵設(shè)計(jì)2387.3 鑄鐵件冷鐵設(shè)計(jì)2477.3.1 鑄鐵件外冷鐵設(shè)計(jì)2477.3.2 鑄鐵件內(nèi)冷鐵設(shè)計(jì)2507.4 鋁合金、銅合金鑄件冷鐵設(shè)計(jì)2527.4.1 外冷鐵2527.4.2 鋁合金、銅合金鑄件的內(nèi)冷鐵2537.5 鑄筋的設(shè)計(jì)2537.6 出氣孔設(shè)計(jì)256下篇砂型鑄造鑄件缺陷控制第8章 縮孔和縮松缺陷2618.1 鑄造合金的收縮2618.1.1 鑄造合金收縮的一般規(guī)律2618.1.2 鑄鋼的收縮2628.1.3 鑄鐵的收縮2638.2 鑄件中縮孔與縮松的形成及影響因素2658.2.1 鑄件中的縮孔2668.2.2 鑄件中的縮松2688.2.3 灰鑄鐵和球鐵件的縮孔和縮松2698.3 防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的途徑2718.3.1 控制鑄件的凝固方式2718.3.2 采用合理的鑄造工藝274第9章 氣孔和非金屬夾雜物2759.1 概述2759.1.1 金屬中氣體的來源2759.1.2 氣體在金屬中的存在形式2759.1.3 氣體在金屬中的溶解度2769.1.4 氣孔的分類2779.2 侵入性氣孔的形成和防止措施2799.2.1 侵入性氣孔的形成2799.2.2 影響侵入性氣孔形成的因素2799.2.3 防止侵入性氣孔的措施2819.3 析出性氣孔的形成和防止措施2819.3.1 金屬液中析出氣泡的條件2819.3.2 氣體溶質(zhì)再分配和析出氣孔的關(guān)系2839.3.3 影響析出性氣孔形成的因素2859.3.4 防止和消除析出性氣孔的途徑2859.4 反應(yīng)性氣孔的形成和防止2879.4.1 內(nèi)生式反應(yīng)氣孔的形成和防止2879.4.2 外生式反應(yīng)氣孔的形成和防止2899.5 非夾雜物的形成和防止2969.5.1 概述2979.5.2 一次非金屬夾雜物的形成和防止2989.5.3 二次氧化夾雜物的形成和防止299第10章 粘砂、夾砂、脹砂與砂眼30010.1 粘砂的分類及防止措施30010.1.1 粘砂的分類30010.1.2 機(jī)械粘砂30110.1.3 化學(xué)粘砂30710.2 夾砂的形成及其防止措施30910.2.1 概述30910.2.2 夾砂缺陷的形成31010.2.3 防止夾砂缺陷的措施31210.3 脹砂缺陷的形成及防止措施31510.4 砂眼的形成及防止措施315第11章 應(yīng)力、變形和開裂31711.1 鑄造應(yīng)力31711.1.1 鑄造應(yīng)力的分類31711.1.2 熱應(yīng)力31711.1.3 相變應(yīng)力32011.1.4 機(jī)械阻礙應(yīng)力32011.1.5 減小或消除鑄造應(yīng)力的途徑32111.2 鑄件的變形和冷裂32111.2.1 鑄件的變形32111.2.2 鑄件的冷裂32311.2.3 防止鑄件產(chǎn)生變形和冷裂的途徑32411.3 鑄件的熱裂32511.3.1 概述32511.3.2 熱裂的形成機(jī)理及影響因素32611.3.3 防止熱裂的途徑331參考文獻(xiàn)334

章節(jié)摘錄

　　上篇　砂型鑄造工藝設(shè)計(jì)　　第1章　鑄造工藝設(shè)計(jì)概述　　鑄件的生產(chǎn)過程要經(jīng)過很多道工序，涉及合金熔煉，造型、制芯材料的配制，工藝裝備的準(zhǔn)備，鑄型的制造、合箱、澆注、落砂和清理等多道工序。編制出某一個(gè)鑄件生產(chǎn)工藝過程的技術(shù)文件就是鑄造工藝設(shè)計(jì)。這些技術(shù)文件以圖形、文字和表格的形式，對鑄件的生產(chǎn)工藝過程加以規(guī)定，它是生產(chǎn)的直接指導(dǎo)性文件，也是技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)管理的依據(jù)?！　?.1　鑄造工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)　　在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員要了解生產(chǎn)任務(wù)和要求，掌握工廠和車間的生產(chǎn)條件，這些是設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。此外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對國內(nèi)外鑄造工藝的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展方向有所了解，以便達(dá)到較高的設(shè)計(jì)水平?！　。?）生產(chǎn)任務(wù)和要求　　①提供的零件圖必須清晰無誤，有完整的尺寸和各種標(biāo)記．經(jīng)審查認(rèn)為有必要進(jìn)行修改時(shí)，須與設(shè)計(jì)單位或訂貨單位共同研究，以修改后的圖紙作為鑄造工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)?！　、阼T造工藝設(shè)計(jì)人員應(yīng)對零件的技術(shù)要求有詳細(xì)了解，如金屬的牌號(hào)與金相組織，力學(xué)性能要求，鑄件重量和尺寸允許偏差，是否經(jīng)過水壓和氣壓試驗(yàn)，零件在機(jī)器上的工作條件，允許缺陷存在的部位和程度等，在鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足技術(shù)要求?！　、坭T件生產(chǎn)數(shù)量及生產(chǎn)期限。根據(jù)鑄件生產(chǎn)數(shù)量可劃分為三種生產(chǎn)類型．　　大量生產(chǎn)：年產(chǎn)量在5000件以上。生產(chǎn)中應(yīng)盡量采用先進(jìn)的技術(shù)和專用的設(shè)備生產(chǎn)?！　〕膳a(chǎn)：年產(chǎn)量在500至5000件。生產(chǎn)中盡量采用通用設(shè)備生產(chǎn)?！　渭∨a(chǎn)：制造一件或幾十件產(chǎn)品。應(yīng)使用可靠的、易掌握的技術(shù)，應(yīng)盡可能簡化工藝裝備?！　。?）生產(chǎn)條件　?、勹T造車間的廠房高度、面積和大門尺寸，起重運(yùn)輸設(shè)備的最大起重量和高度，熔煉設(shè)備的噸位、生產(chǎn)率和臺(tái)數(shù)，造型和制芯機(jī)的型號(hào)和機(jī)械化程度，烘干爐的大小，地坑的尺寸，熱處理爐的型號(hào)及大小等?！　、阼T造生產(chǎn)車間工人的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)，模樣等工藝裝備制造車間的加工能力和生產(chǎn)效率?！　、圮囬g現(xiàn)有原材料的庫存情況，市場供應(yīng)情況。

編輯推薦

　　《鑄造工藝設(shè)計(jì)及鑄件缺陷控制》提供了大量實(shí)用圖表、數(shù)據(jù)和工程實(shí)例，以供鑄造工藝設(shè)計(jì)人員及生產(chǎn)技術(shù)人員參考。

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