第一篇 铸造工艺过程 2
第1章 造型 2
1.1概述 2
1.2砂型铸造按铸型种类划分 3
1.3手工造型 4
1.3.1手工造型方法 5
1.3.2手工造型的通用工艺规程 9
1.4普通机器造型 13
1.4.1机器造型的紧实方式 14
1.4.2机器造型的起模机构 18
1.5水平分型高压造型 19
1.5.1水平分型高压造型的工艺过程和特点 19
1.5.2水平分型高压造型的工艺问题 21
1.5.3自动化有箱高压造型生产线简介 25
1.6垂直分型无箱高压造型 27
1.6.1工艺过程及特点 27
1.6.2垂直分型无箱射压造型的工艺问题 28
1.6.3垂直分型无箱射压造型线 33
1.7其他造型方法 33
1.7.1气体正压造型 33
1.7.2真空密封造型 36
1.7.3实型铸造 40
1.7.4冷冻造型 40
1.7.5切削造型 42
1.8非粘土砂造型方法 42
1.8.1树脂自硬砂造型 42
1.8.2水玻璃砂造型 43
第2章 制芯 45
2.1概述 45
2.1.1型芯的分类 45
2.1.2型芯的基本结构 46
2.2手工制芯 48
2.2.1常用手工制芯方法 48
2.2.2型芯烘干的支承 50
2.2.3型芯检验和预装配 50
2.2.4对开式芯盒手工制芯操作举例 51
2.3机器制芯 52
2.3.1普通机器制芯 52
2.3.2螺旋挤压制芯 52
2.3.3普通射砂制芯 52
2.3.4热芯盒制芯 53
2.3.5壳芯盒制芯 54
2.3.6冷芯盒制芯 56
2.3.7温芯盒制芯 58
第3章 铸型（芯）的烘干、合型与浇注 59
3.1砂型与型芯的烘干 59
3.2合型 60
3.2.1合型前的工作 60
3.2.2下芯 61
3.2.3验型 61
3.2.4砂箱的定位 61
3.2.5砂箱的紧固 62
3.2.6合型操作 63
3.2.7放压铁 63
3.3铸型浇注 65
第4章 铸件的落砂与清理 70
4.1工艺流程 70
4.2铸件的落砂 71
4.2.1铸件的冷却 71
4.2.2机械落砂 72
4.2.3水力清砂 76
4.2.4电一液清砂 77
4.2.5化学清砂 78
4.3铸件的清理 79
4.3.1去除铸件浇冒口、飞翅 79
4.3.2型芯的清除 82
4.3.3铸件表面清理 82
44铸件的热处理 87
4.4.1铸铁件的热处理 87
4.4.2铸钢件的热处理 94
4.4.3非铁合金铸件的热处理 96
4.5铸件的涂漆 97
第5章 铸件质量检验与缺陷修补 100
5.1铸件质量的概念 100
5.2铸件缺陷及质量的检验 100
5.2.1铸件缺陷 100
5.2.2铸件质量检验 101
5.3铸件缺陷的修补和矫正 107
5.3.1铸件挽救的意义 107
5.3.2铸件挽救的方法 108
5.3.3铸件的矫正 110
参考文献 112
第二篇 砂型铸件成型工艺及工装 116
第6章 铸件成型理论基础 116
6.1液态金属充型的流体力学特性 116
6.2液态金属的充型能力 118
6.3铸件一次结晶的控制 119
6.3.1宏观等轴晶组织的获得和细化 119
6.3.2单向凝固技术与柱状晶组织的获得 121
6.4铸件的凝固方式与铸件质量的关系 122
6.4.1几种凝固方式 122
6.4.2影响凝固方式的因素 126
6.4.3凝固方式对铸件质量的影响 128
6.4.4灰铸铁和球墨铸铁的凝固方式 128
6.5铸件的收缩与收缩缺陷 129
6.5.1铸钢、铸铁的收缩 130
6.5.2铸件凝固以后的线收缩 135
6.5.3缩孔和缩松 138
6.5.4铸件的热裂和冷裂 142
6.5.5铸造应力 147
6.6铸件中的气体和非金属夹杂物 148
6.6.1铸件中的气体 148
6.6.2铸件中的非金属夹杂物 153
第7章 铸件成型设计概述 155
7.1概念 155
7.2设计依据 155
7.3设计内容和程序 156
7.4审查零件结构的铸造工艺性 157
7.4.1从避免缺陷方面审查铸件结构 158
7.4.2从简化工艺方面改进零件结构 165
第8章 铸造工艺方案的确定 169
8.1造型、制芯方法的选择 169
8.1.1选用原则 169
8.1.2造型方法种类及特点 170
8.1.3制芯方法的选择 171
8.2浇注位置的确定 172
8.2.1浇注位置的定义 172
8.2.2确定浇注位置的基本原则 173
8.3分型面的选择 176
8.3.1分型面的定义 176
8.3.2选择分型面的基本原则 177
8.4砂箱（型）中铸件数量及布置 180
第9章 工艺设计参数 184
9.1铸件尺寸公差 184
9.2铸件质量公差 186
9.3机械加工余量 187
9.4铸造收缩率（铸件收缩率、模样放大率、缩尺） 191
9.5起模斜度 193
9.6最小铸出孔及槽 196
9.7工艺补正量 197
9.8工艺筋 199
9.9反变形量 202
9.10非加工壁厚的负余量 204
9.11分型负数 204
9.12型芯负数（型芯减量） 205
第10章 型芯设计 207
10.1型芯的分类 207
10.2型芯设置的基本原则 207
10.3芯头设计 211
10.3.1芯头结构 211
10.3.2型芯的固定和定位 211
10.3.3芯头的尺寸和间隙 215
10.3.4芯头承压面积的核算 219
10.4芯撑和芯骨 220
10.4.1芯撑 220
10.4.2芯骨 222
10.5型芯的排气、拼合及预装配 223
10.5.1型芯的排气 223
10.5.2型芯的拼合及预装配 224
第11章 浇注系统的设计 226
11.1浇注系统的基本类型 227
11.1.1按浇注系统各单元断面的比例分类 227
11.1.2按内浇道在铸件上的位置分类 228
11.2浇注系统的基本组元 233
11.2.1浇口杯 233
11.2.2直浇道 236
11.2.3直浇道窝 238
11.2.4横浇道及末端延长段 238
11.2.5内浇道 242
11.3浇注系统结构尺寸的计算 243
11.4铸铁件浇注系统 245
11.4.1快浇和慢浇 245
11.4.2浇注时间 246
11.4.3型内金属液面上升速度 247
11.4.4流量系数μ的确定 248
11.4.5浇注系统的设计步骤 250
11.4.6灰铸铁件的浇注系统 252
11.4.7球墨铸铁件的浇注系统 255
11.4.8可锻铸铁件的浇注系统 258
11.4.9用转包浇注的小铸钢件浇注系统 262
11.5铸钢件的浇注系统 263
11.5.1底注包的容量及塞座砖孔径的选择 264
11.5.2其他组元断面积 264
11.5.3补浇冒口的专用浇道 265
11.6非铁合金铸件的浇注系统 266
11.6.1轻合金铸件的浇注系统 266
11.6.2铜合金铸件的浇注系统 276
11.7其他形式的浇注系统 277
11.7.1压边浇口 277
11.7.2雨淋浇道 279
11.7.3带离心式集渣包的浇注系统 281
11.7.4阶梯式浇注系统 282
11.7.5垂直分型浇注系统 284
11.8金属液的过滤技术 287
11.8.1对过滤元器件的质量要求 288
11.8.2过滤技术的最新进展 291
第12章 冒口、冷铁设计 293
12.1概述 293
12.2冒口的种类 293
12.3通用冒口的补缩原理 294
12.3.1通用冒口应满足的基本条件 294
12.3.2选择冒口位置的原则 294
12.3.3冒口的有效补缩距离 297
12.4铸钢件的冒口设计 303
12.4.1模数法 304
12.4.2模数周界商法（模数法的最新发展） 309
12.4.3补缩液量法 313
12.4.4比例法 313
12.4.5铸件工艺出品率的校核 319
12.5铸铁件实用冒口的设计 321
12.5.1铸铁的体积变化 321
12.5.2铸铁件实用冒口的设计 321
12.6非铁合金铸件的冒口 327
12.7特种冒口 327
12.7.1大气压力冒口 328
12.7.2保温、发热冒口 328
12.7.3易割冒口 330
12.8冷铁 331
12.8.1外冷铁 332
12.8.2内冷铁 336
第13章 模样、模板设计 340
13.1模样设计 340
13.1.1材质 340
13.1.2金属模样的结构 341
13.1.3模样（芯盒）的尺寸标注 344
13.2模板设计 346
13.2.1模板种类 347
13.2.2模底板结构 351
13.2.3模板的定位 352
13.2.4注意事项 355
第14章 芯盒 356
14.1类型和材质 356
14.2结构设计 357
14.2.1芯盒的本体结构 357
14.2.2外围结构（定位、夹紧结构） 360
14.2.3芯盒的辅件 361
14.2.4两半芯盒的重合性尺寸偏差 364
14.3热芯盒和壳芯盒、冷芯盒 364
14.3.1芯盒材质 365
14.3.2分盒面的选择 366
14.3.3热芯盒的壁厚 366
14.3.4射砂口的设计 367
14.3.5壳芯盒 368
14.3.6排气方式 369
14.3.7冷芯盒 370
第15章 砂箱及其他 375
15.1砂箱设计的基本原则 375
15.2砂箱类型 375
15.3砂箱结构 376
15.4其他工艺装备 391
第16章 铸造工艺设计实例 393
16.1工艺设计实例 393
16.1.1 4146柴油机飞轮壳（机后盖） 393
16.1.2 80t启闭机大齿轮 399
16.1.3球墨铸铁汽车后桥壳 404
16.2铸造工艺符号及其表示方法 407
16.3工艺卡 417
参考文献 421
第三篇 铸造工艺中的计算机应用 424
第17章 铸造CAD/CAE概论 424
17.1什么是铸造CAD/CAE 424
17.2 CAD/CAE发展简史 426
17.2.1 CAD技术发展概况 426
17.2.2 CAE技术发展概况 428
第18章 铸造工艺及模具的计算机辅助设计（CAD） 430
18.1零件的铸造工艺设计依据 430
18.1.1机车的涡轮发电机端盖零件图 430
18.1.2技术要求 430
18.1.3零件生产纲领 430
18.2零件的三维造型 430
18.3对零件的浇注位置、分型面的分析和选择 432
18.3.1浇注位置选择 432
18.3.2分型面的选择 433
18.4铸件在模板和砂箱中的布局 434
18.5铸造工艺参数的选择及铸件图生成 434
18.6型芯设计 436
18.7冒口设计 438
18.7.1涡轮机盖冒口设计 438
18.7.2某阀体铸件冒口设计 439
18.7.3用模拟方法直接寻找热节从而简化铸造工艺的实例 442
18.8浇注系统设计 443
18.8.1选择浇注系统形式和引入位置 443
18.8.2确定直浇道高度 444
18.8.3浇注系统阻流断面积计算及浇注系统设计 444
18.8.4浇注系统三维造型 445
18.9生成铸造工艺图 445
18.10模样设计 447
18.10.1材质的选择 447
18.10.2模样结构设计 447
18.11模板设计 449
18.12砂箱设计 451
18.13芯盒设计 452
18.14铸造造型装配过程动态模拟 455
第19章 数值模拟技术对铸造工艺的分析和优化（CAE） 457
19.1铸造过程数值模拟概论 457
19.1.1铸造过程数值模拟的由来、内容和意义 457
19.1.2铸造过程数值模拟原理 457
19.1.3国内外数值模拟软件概况 459
19.2 ProCAST模拟软件简介 460
19.2.1概述 460
19.2.2 ProCASTTM功能简介 460
19.3 ProCAST模拟流程 461
19.4 ProCAST模块简介 462
19.4.1 ProCAST主模块简介 462
19.4.2关于ProCAST使用的其他特殊问题的说明 464
19.5涡轮机盖铸造工艺的ProCAST模拟过程 470
19.5.1网格划分 470
19.5.2参数设置（前处理PreCAST） 471
19.5.3计算运行（DataCAST与PreCAST） 473
19.5.4后处理（ViewCAST） 474
19.6涡轮机盖铸件的数值模拟优化过程 475
19.6.1方案一：寻找可能的热节位置 475
19.6.2方案二：顶冒口方案 476
19.6.3方案三：考虑石墨化膨胀 478
19.6.4方案四：无冒口方案 479
参考文献 480