鑄造工藝學（第2版）

第1章鑄造工藝設計的基本概念1 1.1鑄造工藝符號及其表示方法1 1.2鑄造工藝圖概述6 1.2.1鑄造工藝圖及其繪制程序6 1.2.2鑄造工藝圖示實例7 1.3工藝卡及其他9 1.4鑄造工藝設計與環(huán)境保護的關系12 1.4.1鑄造業(yè)的主要環(huán)境問題簡述12 1.4.2鑄造工藝和環(huán)境的關系13 習題與思考題17 第2章鑄造工藝方案的確定18 2.1零件結(jié)構(gòu)及其技術條件的審查18 2.1.1從避免缺陷方面審查鑄件結(jié)構(gòu)18 2.1.2從簡化鑄造工藝方面改進零件結(jié)構(gòu)21 2.2造型、造芯方法和澆注位置的確定24 2.2.1造型、造芯方法的選擇24 2.2.2澆注位置的選擇31 2.3分型面的選擇33 2.3.1鑄件全部或大部分置于同一半型內(nèi)33 2.3.2盡量減少分型面的數(shù)目34 2.3.3分型面應盡量選用平面34 2.3.4便于下芯、合箱和檢查型腔尺寸35 2.3.5不使砂箱過高35 2.3.6受力件的分型面的選擇不應削弱鑄件結(jié)構(gòu)強度35 2.3.7注意減輕鑄件清理和機械加工量35 2.4砂芯設計36 2.4.1確定砂芯形狀（分塊）及分盒面選擇的基本原則36 2.4.2芯頭設計38 2.5鑄造工藝設計參數(shù)42 2.5.1鑄件尺寸公差42 2.5.2鑄件重量公差43 2.5.3機械加工余量44 2.5.4鑄造收縮率（模樣放大率）46 2.5.5起模斜度46 2.5.6最小鑄出孔及槽48 2.5.7工藝補正量49 2.5.8分型負數(shù)49 2.5.9反變形量50 2.5.10砂芯負數(shù)（砂芯減量）51 2.5.11非加工壁厚的負余量51 2.5.12分芯負數(shù)51 習題與思考題52 第3章澆注系統(tǒng)設計53 3.1澆注系統(tǒng)基本組元中的水力學特點53 3.1.1液態(tài)金屬流動的水力學特性53 3.1.2液態(tài)金屬在澆口杯中的流動54 3.1.3液態(tài)金屬在直澆道中的流動55 3.1.4液態(tài)金屬在橫澆道中的流動55 3.1.5液態(tài)金屬在內(nèi)澆道中的流動58 3.2澆注系統(tǒng)的基本分類60 3.2.1按澆注系統(tǒng)各單元截面積的比例分類60 3.2.2按金屬液導入鑄件型腔的位置分類61 3.3澆注系統(tǒng)設計65 3.3.1澆注系統(tǒng)位置的選擇65 3.3.2澆注系統(tǒng)的澆道設計66 3.3.3澆注系統(tǒng)的計算67 3.4各種合金鑄件澆注系統(tǒng)特點74 3.4.1可鍛鑄鐵件的澆注系統(tǒng)74 3.4.2球墨鑄鐵件的澆注系統(tǒng)74 3.4.3鑄鋼件的澆注系統(tǒng)76 3.4.4輕合金鑄件澆注系統(tǒng)77 3.4.5銅合金的澆注系統(tǒng)78 習題與思考題79 第4章鑄件的凝固與補縮80 4.1鑄件的凝固80 4.1.1鑄件的凝固特性及其影響因素80 4.1.2凝固方式與鑄件質(zhì)量的關系82 4.2鑄件的縮孔和縮松82 4.2.1縮孔83 4.2.2縮松84 4.2.3縮孔與縮松的分配規(guī)律85 4.2.4防止鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的措施86 4.3冒口的種類及補縮原理88 4.3.1冒口的種類和形狀88 4.3.2常用冒口補縮原理90 4.4鑄鋼件冒口的設計93 4.4.1模數(shù)法93 4.4.2模數(shù)-周界商法95 4.5鑄鐵件實用冒口設計95 4.5.1鑄鐵件的凝固特性95 4.5.2鑄鐵件實用冒口設計96 4.5.3鑄鐵件的均衡凝固100 4.6提高通用冒口補縮效率的措施和特種冒口100 4.6.1大氣壓力冒口101 4.6.2發(fā)熱保溫冒口102 4.6.3易割冒口104 4.7冷鐵105 4.7.1外冷鐵105 4.7.2內(nèi)冷鐵108 4.8鑄肋109 4.8.1收縮肋110 4.8.2拉肋111 習題與思考題112 第5章鑄造工裝設計113 5.1模樣及模板113 5.1.1模樣113 5.1.2模板120 5.2砂箱122 5.2.1設計和選用砂箱的基本原則123 5.2.2砂箱類型的選擇123 5.2.3砂箱結(jié)構(gòu)123 5.3芯盒128 5.3.1金屬芯盒的種類及特點128 5.3.2芯盒結(jié)構(gòu)設計128 5.4其他工藝裝備131 5.4.1高壓造型用直澆道模和澆口杯模131 5.4.2壓砂板和成型壓頭131 5.4.3砂芯檢驗用具131 5.4.4烘干器（板）131 5.4.5工裝圖樣的通用技術條件132 習題與思考題132 第6章消失模鑄造工藝設計133 6.1消失模鑄造工藝的特點133 6.1.1消失模鑄造分類133 6.1.2消失模鑄造特點135 6.2泡沫模樣成型工藝137 6.2.1消失模鑄造對模樣的要求137 6.2.2模樣材料種類及其性質(zhì)137 6.2.3泡沫模樣成型方法及步驟140 6.2.4泡沫模樣發(fā)泡模具設計要點143 6.3消失模鑄造澆注系統(tǒng)154 6.3.1消失模鑄造澆注系統(tǒng)的作用154 6.3.2澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式154 6.3.3澆注系統(tǒng)各組元尺寸的確定157 6.3.4空心直澆道及澆注系統(tǒng)與模樣的連接158 6.3.5冒口的設計161 6.4消失模鑄造干砂造型162 6.4.1砂箱和干砂162 6.4.2加砂和緊實165 6.5消失模鑄造工藝設計實例166 6.5.1工藝設計過程167 6.5.2確定澆注位置167 6.5.3確定主要鑄造工藝參數(shù)167 6.5.4變速箱鑄造過程數(shù)值模擬及工藝優(yōu)化169 6.5.5變速箱鑄件澆注實踐170 習題與思考題170 第7章V法鑄造工藝設計簡介171 7.1V法鑄造工藝原理171 7.1.1V法鑄造過程171 7.1.2V法鑄造工藝特點及應用實例174 7.2V法鑄造造型材料177 7.2.1V法造型專用薄膜177 7.2.2V法造型用型砂180 7.2.3V法鑄造用涂料181 7.3V法鑄造工藝設計185 7.3.1V法造型185 7.3.2V法鑄造澆注系統(tǒng)186 7.3.3V法鑄造砂芯192 7.4V法鑄造裝備系統(tǒng)簡介193 7.4.1真空和穩(wěn)壓過濾系統(tǒng)193 7.4.2造型裝備系統(tǒng)195 7.4.3砂處理設備199 7.4.4除塵設備200 習題與思考題200 第8章數(shù)字化技術在鑄造工程中的應用201 8.1鑄造工藝CAD201 8.1.1鑄造工藝CAD概述201 8.1.2鑄造工藝CAD的特點202 8.1.3鑄造工藝CAD的應用現(xiàn)狀204 8.2鑄造工藝CAE204 8.2.1鑄造工藝CAE概述204 8.2.2鑄造工藝CAE的特點205 8.2.3鑄造工藝CAE的應用現(xiàn)狀207 8.3鑄造工藝CAE實例208 8.3.1端蓋鑄件的仿真模擬208 8.3.2軸承座鑄件的仿真模擬210 8.3.3工作臺鑄件的仿真模擬212 8.3.4床身鑄件的仿真模擬214 8.4數(shù)字化快速鑄造技術217 8.4.1快速成形技術原理217 8.4.2快速成形技術分類和比較222 8.4.3快速熔模鑄造技術222 8.4.4基于去除加工原理的無模鑄型技術225 8.4.5基于粉末床微噴打印的快速砂型技術229 習題與思考題238 主要參考文獻239