材料成型工艺基础课件：铸件结构设计.pptx

铸件结构设计

铸件结构工艺性是进行铸件结构设计时必须考虑的重要问题之一。在评定结构设计优劣时，不但要考虑满足铸件使用性能的要求，而且还要考虑满足铸造工艺及金属性能对铸件的要求，以便经济合理地生产铸件。

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铸件结构设计中，如果未能充分考虑合金的铸造性能，往往会使铸件产生一些严重的缺陷，如浇不足、冷隔、缩孔、变形、裂纹等。

因此，设计铸件时，必须考虑如下几个方面：

一、铸造性能对铸件结构的要求

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1、合理设计铸件壁厚

（1）为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，铸件的壁厚应大于该合金所能浇注出的最小壁厚。

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（2）为了防止铸件产生缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷，铸件的壁厚不应过大。

（3）为了充分发挥合金的效能，使之既能避免厚大截面，又能保证铸件的强度和刚度，应当选择合理的截面形状。

图例1

示例

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2、铸件壁厚尽可能均匀

防止厚壁处产生缩孔、缩松；

防止内应力、变形和裂纹。

3、铸件壁的连接

（1）转角处一般应具有结构圆角

目的：防止缩孔、缩松；防止应力集中；

防止产生性能低劣的分界面；

美化、安全；便于浇注成形；

图例

图例

示例

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（2）避免锐角联接，以减少热节和内应力

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（3）铸件厚壁与薄壁间的连接要逐渐过渡

当设计铸件的壁厚不能完全均匀时，厚壁与薄壁的联接应采用逐步过渡的连接方法，避免由于壁厚的突变而产生应力集中。

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4、减缓筋、辐收缩的阻碍

左图：当轮辐冷却慢于轮毂和轮缘时，轮辐的收缩受到很大的阻碍，热应力很大，容易产生裂纹。

右图：轮辐为弯曲的，可借助轮辐的微量变形自行减少内应力。

示例

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返回

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返回

不合理结构

合理结构

筋的作用

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返回

不合理结构

合理结构

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返回

不合理结构

合理结构

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不合理结构

合理结构

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轴承座的不同设计

方案1

方案2

方案3

方案4

方案4木模

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二、铸造成形工艺对铸件结构的要求

总的出发点：

尽可能使制模、造型、制芯、合箱和清理等过程简化，避免不必要的人力、物力的耗费，防止废品。

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具体要求：

1、铸件的外形应便于取出模型

尽量避免操作费时的三箱造型、挖砂造型、活块造型及不必要的外部型芯。

图例1

图例2

图例3

图例4

（1）避免外部侧凹

（2）分型面尽量平直

（3）设计凸台、筋条时，应便于造型

（4）避免三箱造型

示例

示例

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2、合理设计铸件内腔

尽量减少型芯的数量；利于型芯的固定、排气和清理

（1）节省型芯

（2）便于型芯的固定、排气和铸件清理

设计不合理的例子

设计合理的例子

例1

示例

示例

示例

图例

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3、合理设计铸件的结构斜度

结构斜度：为便于起模，在垂直于分型面的非加工面上设计的斜度。

结构斜度：设置于非加工表面上；

直接在零件图上示出；

斜度值较大；

拔摸斜度：是在绘制铸造工艺图时，对零件图上没有

结构斜度的立壁给予的很小的斜度

结构斜度与拔模斜度的区别：

图例1

图例2

图例3

图例4

示例

图例5

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方案1

方案2

方案3加外型芯

方案1采用三箱造型，造型费工，增加错箱可能性；方案2采用分模造型，需要增加型芯且型腔较深；

改进结构

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节省型芯的设计

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结构斜度

a)无斜度(b)有斜度

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设计圆角时，应分析其是否阻碍起摸

方案1

方案2

方案1必须采用挖砂造型；

方案2采用分模造型，避免了挖砂，但上半模型很薄，容易损坏；

改进结构

改进结构将上部圆角改为直角，就可以采用整模造型了

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原结构

改进结构

凸台的作用

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改进结构

原结构

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a)零件图

零件图

半剖图

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平板零件

a)不合理设计

b)合理设计

加强筋

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凸台的作用

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