铸件结构设计.ppt

第页,1,结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间,1.4.1合金铸造性能对铸件结构的要求RequirementsofFoundryTechnologicalPropertiestoCastingStructure,1.铸件壁厚的设计,原则1：合理设计铸件壁厚,概念：最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。,缺陷分析：如果所设计铸件的壁厚小于允许的“最小壁厚”，铸件就易产生浇不足、冷隔等缺陷。在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、缩松、结晶组织粗大等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。,第页,2,原则2:铸件壁后应均匀，避免厚大截面常用的方法：避免厚大截面的设计保证刚度的设计缺陷分析：铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔防止缩孔采用的设计,第页,3,2.铸件壁的连接,结构要素：1.铸件的结构圆角；2.避免铸件壁的锐角连接；3.厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；4.减缓肋、辐收缩的阻碍；5.避免出现过大的水平面。,第页,4,原则2：避免锐角连接缺陷分析：锐角连接处易出现热结合应力，并会导致应力集中，从而产生裂纹、缩孔等缺陷。,第页,5,返回,不合理结构,合理结构,第页,6,（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。,第页,7,原则4：减缓肋、辐收缩的阻碍缺陷分析：铸件各部分冷却速度不同而收缩不一致，形成较大的内应力。当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹。实例分析1：肋板的应用和布置,第页,8,实例分析2：改进后的交错接头或环状接头，其热节均较改进的小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。,第页,9,原则5：避免出现过大的水平面缺陷分析：薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄壁件金属液散热冷却快，渣、气易滞留在顶面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣缺陷。实例：,第页,10,返回,不合理结构,合理结构,筋的作用,第页,11,返回,不合理结构,合理结构,第页,12,不合理结构,合理结构,第页,13,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,第页,14,第页,15,第页,16,第页,17,1.铸件的外形设计,原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺,1.4.2砂型铸造工艺对铸件结构的要求RequirementsofFoundryTechnologytoCastingStructure,实例分析：1避免三箱造型，防止侧凹，结构斜度，斜度2，斜度3,第页,18,2.铸件的内腔设计,原则：减少形芯数量，利于型芯的固定、排气和清理。,作用：防止偏芯、气孔等缺陷的产生；简化造型工艺，降低成本。,铸件内腔设计,减少型芯的数量，避免不必要的型芯；,便于型芯的稳定、排气和铸件的清理。,第页,19,减少型芯的数量，避免不必要的型芯方法：1、2,实例分析1：实例分析2,第页,20,实例分析：,第页,21,便于型芯的稳定、排气和铸件的清理-1、2、3,实例分析：,第页,22,实例分析：综合分析,第页,23,1.4.3不同成型工艺对铸件结构的要求RequirementsofFoundryTechnologytoCastingStructure,1.压铸件的结构设计压铸的工艺过程2.熔模铸件的结构设计-熔模铸造的工艺过程3.铸件的组合设计,第页,24,工艺过程：,expendablepatternprocess,蜡模制造,结壳,脱蜡,焙烧,浇注,熔模铸造,第页,25,1.压铸件的结构设计,原则：应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便于抽芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。实例：,第页,26,原则：孔、槽不易过小或过深，便于浸渍涂料和撒砂；尽量避免出现大平面。实例：,2.熔模铸件的结构设计,第页,27,组合设计：可将大铸件或形状复杂的铸件，设计成几个较小的铸件，经机加工后，再用焊接或螺纹连接方式将其组合成整体。实例1：,3.铸件的组合设计,第页,28,实例2：,实例3：,第页,29,思考题：为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结构。（孔的尺寸、形状不能变）,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