《铸件结构工艺性》PPT课件

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1、第三节　铸件结构工艺性在设计铸件结构时，不仅应考虑到能否满足铸件的使用性能和力学性能需要，还应考虑到铸造工艺和所选用合金的铸造性能对铸件结构的要求。铸件结构的工艺性好坏，对铸件的质量、生产率及其成本有很大影响。一、铸件工艺对铸件结构的要求(一)铸件外形的设计要求1、铸件的外形应力求简化，造型时便于起模。（1）避免铸件的外形有侧凹。如下图所示的机床铸件，结构a）的侧凹处在造型时另需两个外型芯来形成。而结构b）在满足使用要求的前提下，将凹坑一直扩展到底部省去了外型芯，降低了铸件成本。还有缸体的设计。原设计a）的结构有内凹，造型时

2、起模困难，也只能采用外型芯。而将其改为图b）的结构，则可省去外型芯，简化造型工序。（2）尽可能使分型面为平面，去掉不必要的外圆角。因为平面分型面可以避免挖砂和假箱造型、生产率高。(a)不合理(b)合理杠杆铸件结构图(a)所示杠杆铸件的分型面是不直的，改为图(b)结构，分型面变成平面，方便了制模和造型，分型面设计是合理的。如图a）所示的托架铸件，设计了不必要的外圆角，使造型工序复杂。去掉外圆角的结构图b），便于整模造型。（3）铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构便于造型。如下图为箱体铸件，其原设计的结构a）有凸台，就需要采用活

3、块造型、工艺复杂，且凸台的位置尺寸难于保证；否则采用外型芯来形成会增加铸件成本。若改为方案b）便于采用机器造型。还有如下图a）、c）所示的铸件凸台的设计，只能采用活块或外型芯才能起模。将其改为图b）、d）的结构，可避免活块。2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数目最少。铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数目、降低造型工时，还可以减少错箱、偏芯等的机会，提高铸件的尺寸精度。下图为端盖结构的两种设计。图a）的结构有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序复杂。若是大批量地生产，只有增设环状型芯才可采用机器造型。将端盖的结构设为图b

4、）的设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。3、在铸件上设计结构斜度铸件垂直于分型面的不加工表面，应设计出结构斜度，如图(b)所示，在造型时容易起模，不易损坏型腔，有结构斜度是合理的。图(a)所示为无结构斜度的不合理结构。结构斜度的大小，随垂直壁的高度而异。高度愈小，斜度愈大；内侧面的斜度应大于外侧面的。具体数值可参考表铸件的结构斜度（Q/ZB158-78）(如下表)图为缝纫机边脚的结构，其各部分非加工面设有30°左右的结构斜度，方便了起模。总之，铸件的结构斜度与拔模斜度不同，结构斜度由设计零件的人确定，且斜度值较大；拔模斜

5、度由铸造工艺人员在绘制铸造工艺图时设计，且只对没有结构斜度的立壁给予较小的角度（0.5～3.0°）。(二)铸件内腔的设计1、铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺。如图为支柱的两种结构设计。采用方案b）可以省去型芯。悬臂支架a)不合理b)合理还有如下图所示的圆盖铸件内腔的设计方案。方案b）的内腔设计可以省去型芯，采用自带型芯形成，减少了制芯工序，降低了铸件成本。2、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便。如下图所示，为轴承架内腔的两种设计。方案a）需要两个型芯，其中较大的型芯呈悬臂状态，需用型芯撑A支承其无芯头的一端；若

6、将轴承架内腔改成方案b），则型芯的稳定性大大提高，而且型芯的排气顺畅、也易于清理。3、应避免封闭内腔图(a)所示铸件为封闭空腔结构，其型芯安放困难、排气不畅、无法清砂、结构工艺性极差。若改为图(b)所示结构，上述问题迎刃而解，结构设计是合理的。如下图所示的紫铜风口图a）。从使用出发只需两个通循环水的孔即可，但从铸造工艺的角度看，该型芯只靠这两个芯头来固定、排气和清理显然很困难。为此在法兰面上增设工艺孔，如图b）所示，该型芯采用吊芯，通过6个芯头固定在上型盖上，省去了芯撑，改善型芯的稳固性，并使其排气顺畅和清理方便。二、铸造性

7、能对铸件结构的要求铸件结构的设计应考虑到合金的铸造性能的要求，生编孔、缩松、浇不足、变形和裂纹等铸造缺陷。1、合理设计铸件壁厚不同的合金、不同的铸造条件，对合金的流动性影响很大。为了获得完整、光滑的合格铸件，铸件壁厚设计应大于该合金在一定铸造条件下所能得到的“最小壁厚”。表2-9列举了在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚。铸件壁厚也不宜选择过厚。由于铸件中心部位冷却缓慢、晶粒粗大，容易产生缩松、缩孔等缺陷，其承载能力并非按壁厚截面增加而成比例增加，所以壁厚应选择得适当。为了保证铸件的承裁能力，对强度和刚度要求较高的铸件，应根据载荷

8、的性质和大小，选挥合理的截面形状，如图2-34所示。必要时可在薄弱部位设置加强肋板，从而避免厚大截面，如图2-35所示。此外，为了有利于铸件各部分冷却速度均匀，内壁厚度要比外壁厚度小一些，肋板厚度比铸件壁厚要小一些。2．铸件避厚应尽可能均匀铸件壁厚均匀是为了铸件各部分冷却速度相接近，形成同