铸造工艺学（第2版）

　　《铸造工艺学》（第2版）涵盖了铸造工艺设计的全部内容，包括铸造工艺设计的基本概念、铸造工艺方案、浇注系统设计、铸件凝固与补缩的基本原则等，并增加了消失模铸造工艺、V法铸造工艺、数字化技术在铸造工艺中的应用等最新内容，通过去粗取精，整编精简，力求体现前沿性和实践性强的特色。 《铸造工艺学》（第2版）可作为高等院校材料成型及控制工程专业的师生教学用书，亦可供铸造行业的工程技术人员学习、参考。

　　董选普，华中科技大学，教授，1981.9-1985.8，华中工学院机二系铸造专业本科；1985.9-1988.1 华中理工大学材料学院铸造专业硕士；1998.9-2002.4华中科技大学材料学院材料加工工程博士研究；2002.4-2004.4华中科技大学激光学院博士后。 1988年～1998年在湖北文理学院（原襄樊大学）工作，从事铸造材料及工艺的教学和科研工作；曾任机械系副主任、教务处副处长等职。1998年9月～2002年3月在华中科技大学攻读博士并获得工学博士学位；2002年4月～2004年2月在华中科技大学激光科学与工程学院博士后流动站做博士后，出站后留校在材料学院任教。2011年11月—2015年11月曾任校设备处副处长、工程实训中心主任，目前是材料学院精密成型中心教授。同时担任湖北省高教学会金工教学指导委员会主任，中国铸造学会理事、消失模与V法技术委员会主任，中国铸造协会消失模与V法分会副理事长。

第1章铸造工艺设计的基本概念1 1.1铸造工艺符号及其表示方法1 1.2铸造工艺图概述6 1.2.1铸造工艺图及其绘制程序6 1.2.2铸造工艺图示实例7 1.3工艺卡及其他9 1.4铸造工艺设计与环境保护的关系12 1.4.1铸造业的主要环境问题简述12 1.4.2铸造工艺和环境的关系13 习题与思考题17 第2章铸造工艺方案的确定18 2.1零件结构及其技术条件的审查18 2.1.1从避免缺陷方面审查铸件结构18 2.1.2从简化铸造工艺方面改进零件结构21 2.2造型、造芯方法和浇注位置的确定24 2.2.1造型、造芯方法的选择24 2.2.2浇注位置的选择31 2.3分型面的选择33 2.3.1铸件全部或大部分置于同一半型内33 2.3.2尽量减少分型面的数目34 2.3.3分型面应尽量选用平面34 2.3.4便于下芯、合箱和检查型腔尺寸35 2.3.5不使砂箱过高35 2.3.6受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度35 2.3.7注意减轻铸件清理和机械加工量35 2.4砂芯设计36 2.4.1确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则36 2.4.2芯头设计38 2.5铸造工艺设计参数42 2.5.1铸件尺寸公差42 2.5.2铸件重量公差43 2.5.3机械加工余量44 2.5.4铸造收缩率（模样放大率）46 2.5.5起模斜度46 2.5.6最小铸出孔及槽48 2.5.7工艺补正量49 2.5.8分型负数49 2.5.9反变形量50 2.5.10砂芯负数（砂芯减量）51 2.5.11非加工壁厚的负余量51 2.5.12分芯负数51 习题与思考题52 第3章浇注系统设计53 3.1浇注系统基本组元中的水力学特点53 3.1.1液态金属流动的水力学特性53 3.1.2液态金属在浇口杯中的流动54 3.1.3液态金属在直浇道中的流动55 3.1.4液态金属在横浇道中的流动55 3.1.5液态金属在内浇道中的流动58 3.2浇注系统的基本分类60 3.2.1按浇注系统各单元截面积的比例分类60 3.2.2按金属液导入铸件型腔的位置分类61 3.3浇注系统设计65 3.3.1浇注系统位置的选择65 3.3.2浇注系统的浇道设计66 3.3.3浇注系统的计算67 3.4各种合金铸件浇注系统特点74 3.4.1可锻铸铁件的浇注系统74 3.4.2球墨铸铁件的浇注系统74 3.4.3铸钢件的浇注系统76 3.4.4轻合金铸件浇注系统77 3.4.5铜合金的浇注系统78 习题与思考题79 第4章铸件的凝固与补缩80 4.1铸件的凝固80 4.1.1铸件的凝固特性及其影响因素80 4.1.2凝固方式与铸件质量的关系82 4.2铸件的缩孔和缩松82 4.2.1缩孔83 4.2.2缩松84 4.2.3缩孔与缩松的分配规律85 4.2.4防止铸件产生缩孔和缩松的措施86 4.3冒口的种类及补缩原理88 4.3.1冒口的种类和形状88 4.3.2常用冒口补缩原理90 4.4铸钢件冒口的设计93 4.4.1模数法93 4.4.2模数-周界商法95 4.5铸铁件实用冒口设计95 4.5.1铸铁件的凝固特性95 4.5.2铸铁件实用冒口设计96 4.5.3铸铁件的均衡凝固100 4.6提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口100 4.6.1大气压力冒口101 4.6.2发热保温冒口102 4.6.3易割冒口104 4.7冷铁105 4.7.1外冷铁105 4.7.2内冷铁108 4.8铸肋109 4.8.1收缩肋110 4.8.2拉肋111 习题与思考题112 第5章铸造工装设计113 5.1模样及模板113 5.1.1模样113 5.1.2模板120 5.2砂箱122 5.2.1设计和选用砂箱的基本原则123 5.2.2砂箱类型的选择123 5.2.3砂箱结构123 5.3芯盒128 5.3.1金属芯盒的种类及特点128 5.3.2芯盒结构设计128 5.4其他工艺装备131 5.4.1高压造型用直浇道模和浇口杯模131 5.4.2压砂板和成型压头131 5.4.3砂芯检验用具131 5.4.4烘干器（板）131 5.4.5工装图样的通用技术条件132 习题与思考题132 第6章消失模铸造工艺设计133 6.1消失模铸造工艺的特点133 6.1.1消失模铸造分类133 6.1.2消失模铸造特点135 6.2泡沫模样成型工艺137 6.2.1消失模铸造对模样的要求137 6.2.2模样材料种类及其性质137 6.2.3泡沫模样成型方法及步骤140 6.2.4泡沫模样发泡模具设计要点143 6.3消失模铸造浇注系统154 6.3.1消失模铸造浇注系统的作用154 6.3.2浇注系统的结构形式154 6.3.3浇注系统各组元尺寸的确定157 6.3.4空心直浇道及浇注系统与模样的连接158 6.3.5冒口的设计161 6.4消失模铸造干砂造型162 6.4.1砂箱和干砂162 6.4.2加砂和紧实165 6.5消失模铸造工艺设计实例166 6.5.1工艺设计过程167 6.5.2确定浇注位置167 6.5.3确定主要铸造工艺参数167 6.5.4变速箱铸造过程数值模拟及工艺优化169 6.5.5变速箱铸件浇注实践170 习题与思考题170 第7章V法铸造工艺设计简介171 7.1V法铸造工艺原理171 7.1.1V法铸造过程171 7.1.2V法铸造工艺特点及应用实例174 7.2V法铸造造型材料177 7.2.1V法造型专用薄膜177 7.2.2V法造型用型砂180 7.2.3V法铸造用涂料181 7.3V法铸造工艺设计185 7.3.1V法造型185 7.3.2V法铸造浇注系统186 7.3.3V法铸造砂芯192 7.4V法铸造装备系统简介193 7.4.1真空和稳压过滤系统193 7.4.2造型装备系统195 7.4.3砂处理设备199 7.4.4除尘设备200 习题与思考题200 第8章数字化技术在铸造工程中的应用201 8.1铸造工艺CAD201 8.1.1铸造工艺CAD概述201 8.1.2铸造工艺CAD的特点202 8.1.3铸造工艺CAD的应用现状204 8.2铸造工艺CAE204 8.2.1铸造工艺CAE概述204 8.2.2铸造工艺CAE的特点205 8.2.3铸造工艺CAE的应用现状207 8.3铸造工艺CAE实例208 8.3.1端盖铸件的仿真模拟208 8.3.2轴承座铸件的仿真模拟210 8.3.3工作台铸件的仿真模拟212 8.3.4床身铸件的仿真模拟214 8.4数字化快速铸造技术217 8.4.1快速成形技术原理217 8.4.2快速成形技术分类和比较222 8.4.3快速熔模铸造技术222 8.4.4基于去除加工原理的无模铸型技术225 8.4.5基于粉末床微喷打印的快速砂型技术229 习题与思考题238 主要参考文献239