鑄造工藝學(xué)

前言

我國鑄造技術(shù)已經(jīng)有4000多年的輝煌歷史，在世界鑄造歷史中占有相當(dāng)重要的地位。進(jìn)入21世紀(jì)以來，又取得了新的成就，鑄件年產(chǎn)量已躍居世界第一，約占全世界年產(chǎn)量的30％，成為名副其實(shí)的鑄造大國，但從鑄造生產(chǎn)的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和效益來看，我們與世界鑄造強(qiáng)國相比，還有較大的差距。歷史發(fā)展到今天，我們的生活已經(jīng)離不開鑄造，鑄造產(chǎn)品無處不在。小到日常的鍋碗瓢盆，大到數(shù)百噸的電站和軋鋼設(shè)備鑄件；從普通的五金工具，到尖端的如航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件等，都少不了鑄件。因此，鑄造生產(chǎn)是先進(jìn)制造技術(shù)和日常生活中必不可少的重要組成部分。今后，發(fā)展鑄造生產(chǎn)的重點(diǎn)不是在數(shù)量上，而是在質(zhì)量和效益上下工夫，要全面提高鑄造生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，增加高端鑄件產(chǎn)品的比例，最大限度地提高效益，降低能源消耗和環(huán)境污染，完成由“鑄造大國”向“鑄造強(qiáng)國”的過渡。我們的先輩在很早以前就總結(jié)了“刑（型）范正，工冶巧，然后可鑄”的鑄造口訣?！靶蹋ㄐ停┓墩本褪侵歌T造工藝技術(shù)要合理準(zhǔn)確、正確，“工冶巧”就是說金屬冶煉技術(shù)和澆注過程技術(shù)巧妙得當(dāng)，才能得到優(yōu)質(zhì)鑄件。因此可見，自古至今鑄造工藝就是鑄造生產(chǎn)的核心，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵。現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)不再是工匠的活計(jì)，而應(yīng)是科學(xué)的、可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)方式。鑄件在生產(chǎn)之前必須進(jìn)行合理的鑄造工藝設(shè)計(jì)，使得鑄件的生產(chǎn)工藝過程能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)操作、規(guī)范管理、有效控制，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的效果。鑄造工藝設(shè)計(jì)師需要一定的基本理論知識(shí)和豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，需要掌握大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)條件，注意環(huán)保、節(jié)能、成本等因素，使企業(yè)能夠可持續(xù)發(fā)展。本書就是為了培養(yǎng)未來鑄造工程師的需要而編寫的，希望借本書的學(xué)習(xí)而交給學(xué)子們一把打開鑄造之門的鑰匙。

內(nèi)容概要

本書為鑄造專業(yè)的系列教材之一。全書涵蓋了鑄造工藝設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，并增加了消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)在鑄造工藝中的應(yīng)用等最新內(nèi)容，通過去粗取精、整編精簡(jiǎn)，力求體現(xiàn)現(xiàn)代鑄造工藝實(shí)踐性強(qiáng)的特色。本書主要論述了鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本概念、鑄造工藝方案、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鑄件凝固與補(bǔ)縮的基本原則、消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造工藝方法和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也做了簡(jiǎn)要介紹。本書在敘述上力求深入淺出、重視理論基礎(chǔ)，并密切聯(lián)系實(shí)際，反映當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)，注意培養(yǎng)學(xué)生分析問題、歸納問題和解決問題的能力。    全書分為7章：鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本概念、鑄造工藝方案的確定、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鑄件的凝固與補(bǔ)縮、鑄造工裝設(shè)計(jì)、消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造工程中的應(yīng)用。    本書可作為高等院校材料成型及控制工程鑄造方向?qū)W生和高等院校鑄造專業(yè)本?？粕滩摹Ｒ嗫晒┫嚓P(guān)鑄造行業(yè)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)、參考。

書籍目錄

第1章 鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本概念  1.1 鑄造工藝符號(hào)及其表示方法  1.2 鑄造工藝圖概述    1.2.1 鑄造工藝圖及其繪制程序    1.2.2 鑄造工藝圖示實(shí)例  1.3 工藝卡及其他  1.4 鑄造工藝設(shè)計(jì)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系    1.4.1 鑄造業(yè)的主要環(huán)境問題簡(jiǎn)述    1.4.2 鑄造工藝和環(huán)境的關(guān)系  習(xí)題與思考題第2章 鑄造工藝方案的確定  2.1 零件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)條件的審查    2.1.1 從避免缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)    2.1.2 從簡(jiǎn)化鑄造工藝方面改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)  2.2 造型、造芯方法和澆注位置的確定    2.2.1 造型、造芯方法的選擇    2.2.2 澆注位置的選擇  2.3 分型面的選擇    2.3.1 鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)    2.3.2 盡量減少分型面的數(shù)目    2.3.3 分型面應(yīng)盡量選用平面    2.3.4 便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸    2.3.5 不使砂箱過高    2.3.6 受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度    2.3.7 注意減輕鑄件清理和機(jī)械加工量  2.4 砂芯設(shè)計(jì)    2.4.1 確定砂芯形狀(分塊)及分盒面選擇的基本原則    2.4.2 芯頭設(shè)計(jì)  2.5 鑄造工藝設(shè)計(jì)參數(shù)    2.5.1 鑄件尺寸公差    2.5.2 鑄件重量公差    2.5.3 機(jī)械加工余量    2.5.4 鑄造收縮率(模樣放大率)    2.5.5 起模斜度    2.5.6 最小鑄出孔及槽    2.5.7 工藝補(bǔ)正量    2.5.8 分型負(fù)數(shù)    2.5.9 反變形量    2.5.10 砂芯負(fù)數(shù)(砂芯減量)      2.5.11 非加工壁厚的負(fù)余量    2.5.12 分芯負(fù)數(shù)  習(xí)題與思考題第3章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)  3.1 澆注系統(tǒng)基本組元中的水力學(xué)特點(diǎn)    3.1.1 液態(tài)金屬流動(dòng)的水力學(xué)特性    3.1.2 液態(tài)金屬在澆口杯中的流動(dòng)    3.1.3 液態(tài)金屬在直澆道中的流動(dòng)    3.1.4 液態(tài)金屬在橫澆道中的流動(dòng)    3.1.5 液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動(dòng)  3.2 澆注系統(tǒng)的基本分類    3.2.1 按澆注系統(tǒng)各單元截面積的比例分類    3.2.2 按金屬液導(dǎo)入鑄件型腔的位置分類  3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)    3.3.1 澆注系統(tǒng)位置的選擇    3.3.2 澆注系統(tǒng)的計(jì)算  3.4 各種合金鑄件澆注系統(tǒng)特點(diǎn)    3.4.1 可鍛鑄鐵件的澆注系統(tǒng)    3.4.2 球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)    3.4.3 鑄鋼件的澆注系統(tǒng)    3.4.4 輕合金鑄件澆注系統(tǒng)    3.4.5 銅合金的澆注系統(tǒng)  習(xí)題與思考題第4章 鑄件的凝固與補(bǔ)縮  4.1 鑄件的凝固    4.1.1 鑄件的凝固特性及其影響因素    4.1.2 凝固方式與鑄件質(zhì)量的關(guān)系  4.2 鑄件的縮孔和縮松    4.2.1 縮孔    4.2.2 縮松  ……第5章 鑄造工裝設(shè)計(jì)第6章 消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)第7章 計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造過程中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.2 鑄造工藝圖概述1.2.1 鑄造工藝圖及其繪制程序鑄造工藝圖是鑄造行業(yè)所特有的一種圖樣。它規(guī)定了鑄件的形狀和尺寸，也規(guī)定了鑄件的基本生產(chǎn)方法和工藝過程。鑄造工藝圖是生產(chǎn)過程的指導(dǎo)性文件，它為設(shè)計(jì)和制造鑄造工藝裝備提供了基本依據(jù)。鑄造工藝圖表達(dá)的內(nèi)容：①澆注位置、分型面、分模面、活塊；②模樣的類型和分型負(fù)數(shù)、加工余量、拔模斜度、不鑄孔和溝槽；③砂芯個(gè)數(shù)和形狀、芯頭形式、尺寸和間隙；④分盒面、芯盒的填砂（射砂）方向、砂芯負(fù)數(shù)；⑤砂型的出氣孔、砂芯出氣方向、起吊方向、下芯順序、芯撐的位置、數(shù)目和規(guī)格；⑥工藝補(bǔ)正量、收縮肋（割肋）和拉肋形狀、尺寸和數(shù)量和鑄件同時(shí)鑄造的試樣、鑄造（件）收縮率；⑦砂箱規(guī)格、造型和制芯設(shè)備型號(hào)、鑄件在砂箱內(nèi)的布置，并列出幾種不同名鑄件同時(shí)鑄出、幾個(gè)砂芯公用一個(gè)芯盒以及其他方面的簡(jiǎn)要技術(shù)說明等。上述這些內(nèi)容并非在每一張鑄造工藝圖上都要表示，而是與鑄件的生產(chǎn)批量、產(chǎn)品性質(zhì)、造型和制芯方法，鑄件材質(zhì)和結(jié)構(gòu)尺寸，廢品傾向等具體情況有關(guān)。鑄造工藝圖是在零件圖的基礎(chǔ)上繪制的，包含有鑄造工藝的大部分內(nèi)容，涉及很多參數(shù)和數(shù)據(jù)，因此繪制工藝圖過程中應(yīng)該注意繪制鑄造工藝圖的程序和一些注意事項(xiàng)。

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《鑄造工藝學(xué)》：高等學(xué)校教材。

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