2.2.1浇注位置的确定 6

2.2.2分型面的确定 7

2.3铸造工艺参数的选择 8

2.3.1铸件尺寸公差 8

2.3.2铸件重量公差 9

2.3.3机械加工余量 9

2.3.4铸造收缩率 10

2.3.5起模斜度 10

2.3.6工艺补正量 10

2.3.7分型负数 11

2.3.8分芯负数 11

2.3.9浇冒口的切割余量 11

2.3.10砂箱中铸件数量及排列的确定 11

2.4浇注系统的设计 11

2.4.1浇注系统的类型 11

2.4.2浇注系统结构尺寸的计算 12

2.4.3浇注系统设计校核 15

2.4.4浇注系统的结构 16

2.5冒口补缩系统的设计 17

2.5.1模数与补缩分析 17

2.5.2冒口的类型 18

2.5.3冒口尺寸的确定 18

2.5.4保温套的设计 19

2.6冷铁的设计 19

2.7砂芯的排气 20

2.8砂芯的设计 20

2.8.1砂芯的尺寸计算 21

第三章铸造工艺数值模拟 23

3.1充型过程 23

3.2缺陷分析 25

第四章铸造工艺装备 27

4.1模样 27

4.2芯盒 27

4.3砂箱 27

第五章铸件熔炼及铁液质量控制 29

5.1球墨铸铁的熔制 29

5.1.1球铁熔制用炉 29

5.1.2球铁原铁液化学成分的控制 29

5.1.3球铁的球化孕育处理 30

5.2球墨铸铁的炉前质量检测方法 30

5.3铸件的热处理 30

结论 32

致谢 33

参考文献 34

附录 36

第一章 绪论

1.1概述

铸造有着悠久的发展历史，在人类认识自然、改造自然的历史性进程中，均可见到哪些由不同铸造工艺生产出的铸件的身影。近代以来，随着科学技术的飞速发展，机械工业基础越来越完善，检测手段越来越高，有效保证了铸造质量的控制；随着人类对微观世界的深入人们对金属结晶的机制有了深刻的理解，提出了一系列新的金属凝固理论，为铸造生产提供了科学的理论指导。由于铸造属于近净成形，成型后少量或不使用机械加工，在降低成本、节省原料方面有着显著的优势；又由于其适应性广、工艺灵活性高和生产周期短的特点，使得铸造行业在现代社会中，仍然属于装备制造业中的支柱产业。虽然我国现代工业的起步较晚，但经过半个多世纪的发展我国的铸造业取得了长足的进展，但在一些关键铸件的制造和高端装备的发展与发达国家相比，还存在着较大的差距。

在各种铸造方法中，砂型铸造极为重要，砂型铸造历史悠久，是生产成本最低、效率最高、在实际生产中所占比例最大的铸造方法。根据中国铸造协会的统计，我国每年用砂型生产的铸件约占总铸件产量的76%[1]。

1.1.1国内铸造行业的现状

十二五期间，我国铸造行业取得了非常大的进步。铸件产量至2015已连续16年居世界首位[2]；企业平均规模逐步增大；铸造行业产业集中度也正在提高，占行业内企业数量20%左右的规模铸造企业，其铸件产量占总产量的70%以上[3]；铸件材质结构进一步优化，其中球墨铸铁、铝合金铸件占比逐步增长，适应下游主机市场的需求，特别是汽车工业的高速发展；铸造企业工艺技术、装备水平有了较大提升，铸件产品质量方面稳步提高，特别是在汽车、内燃机、机床、发电设备及电力、轨道交通工业等领域，形成了一批质量水平高的规模化、专业化铸造企业；关键铸件自主制造能力得到进一步提升，一些铸件的尺寸精度、表面质量以及内在品质等指标达到了国际一流水平[4]。

我国在铸造业上虽然取得了很多可喜的成绩，但仍存在许多问题。从整体上看，我国铸造企业在研发创新方面与国外差距较大，生产的铸件技术附加值较低。其差距具体表现在：铸造企业数量太多，平均规模太小；铸造业的整体发展极不平衡；节能减排、资源综合利用工作差距很大；劳动保护及安全生产形势严峻；技术标注与标准化的贯彻水平低；主要技术、工艺水平与经济指标与发达国家铸造业相比仍有较大差距。