铸件结构设计

1、第 页11 1 合金铸造性能对铸件结构的要求合金铸造性能对铸件结构的要求2 2 砂型铸造工艺对铸件结构的要求砂型铸造工艺对铸件结构的要求3 3 不同成形工艺对铸件结构的要求不同成形工艺对铸件结构的要求第五节第五节 液态金属成型件的结构设计液态金属成型件的结构设计第 页2 结论：结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间1 合金铸造性能对铸件结构的要求合金铸造性能对铸件结构的要求1.铸件壁厚的设计铸件壁厚的设计原则原则1：合理设计铸件壁厚合理设计铸件壁厚概念：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。最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔

2、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。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，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各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。倍。 缺陷分析：缺陷分析：如果所设计铸件的壁厚小于允许的如果所设计铸件的壁厚小于允许的 “最小壁厚最小壁厚”，铸件就易产生浇不，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、足、冷隔等缺陷。在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、 缩松、结晶组缩松、结晶组织粗大等缺陷，从而使铸件的力

3、学性能下降。织粗大等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。第 页3原则原则2:2:铸件壁后应均匀，铸件壁后应均匀， 避免厚大截面避免厚大截面常用的方法：常用的方法： 避免厚大截面的设计（第避免厚大截面的设计（第4-64-6张）张） 保证刚度的设计保证刚度的设计 （第（第7 7张）张）缺陷分析：缺陷分析：铸铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔铸铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔防止缩孔采用的设计（第防止缩孔采用的设计（第8 8张）张）第 页4返返 回回不合理结构不合理结构合理结构合理结构筋的作用第 页5返返 回回不合理结构不合理结构合理结构合理结构第 页6不合理结构不合理结构合理结构合理结构第 页7第 页8

4、第 页92.铸件壁的连接铸件壁的连接结构要素：结构要素： 1.1.铸件的结构圆角；铸件的结构圆角；2.2.避免铸件壁的锐角连接；避免铸件壁的锐角连接；3.3.厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；4.4.减缓肋、辐收缩的阻碍；减缓肋、辐收缩的阻碍；5.5.避免出现过大的水平面。避免出现过大的水平面。第 页10原则原则2 2：避免锐角连接避免锐角连接缺陷分析：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。而产生裂纹、缩孔等缺陷。热节大第 页11返返 回回不合理结构不合理结构合理结构合理结构

5、第 页12（3 3）铸件厚壁与薄壁间的连接要逐渐过渡）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。力集中。RRabLab第 页13原则原则4：减缓肋、辐收缩的阻碍减缓肋、辐收缩的阻碍缺陷分析：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。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，铸件会产生裂纹当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹。

6、实例分析实例分析1 1：肋板的应用和布置：肋板的应用和布置第 页14第 页15实例分析实例分析2 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。通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。第 页16原则原则5：避免出现过大的水平面避免出现过大的水平面缺陷分析：缺陷分析：薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄薄壁罩壳铸件，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。面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹

7、渣缺陷。实例：实例：第 页171.铸件的外形设计铸件的外形设计原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺2 砂型铸造工艺对铸件结构的要求砂型铸造工艺对铸件结构的要求实例分析：实例分析：1 1避免三箱造型，防止侧凹，结构斜度，避免三箱造型，防止侧凹，结构斜度，斜度斜度2 2，斜度，斜度3 3第 页18第 页19铸件结构设计的几个实例铸件结构设计的几个实例动画演示动画演示第 页20a) 零件图零件图b) 铸造工艺图铸造工艺图拔模斜度拔模斜度结构斜度结构斜度问题：拔模斜度为什么不可以选得大一些？问题：拔模斜度为什么不可以选得大一些？返返 回回第 页21平板零件平板零

8、件a) 不合理设计不合理设计b) 合理设计合理设计加强筋加强筋返返 回回第 页22上下上下皮带轮零件皮带轮零件a) 不合理设计不合理设计b) 合理设计合理设计非加工表面非加工表面返返 回回零件图零件图半剖图半剖图第 页232.铸件的内腔设计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。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；作用：防止偏芯、气孔等缺陷的产生； 简化造型工艺，降低成本。简化造型工艺，降低成本。铸件内腔设计铸件内腔设计减少型芯的数量，避免不必要的型芯；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。便于型

9、芯的稳定、排气和铸件的清理。第 页24减少型芯的数量，避免不必要的型芯减少型芯的数量，避免不必要的型芯方法方法 ：1、2实例分析实例分析1 1：实例分析实例分析2 2第 页25第 页26第 页27第 页28实例分析实例分析：第 页29便于型芯的稳定、排气和铸件的清理便于型芯的稳定、排气和铸件的清理-1、2、3实例分析：实例分析：第 页30第 页31实例分析：实例分析：综合分析综合分析第 页32轴承座的不同设计轴承座的不同设计方案方案1方案方案2方案方案3方案方案4方案方案4木模木模第 页333 不同成型工艺对铸件结构的要求不同成型工艺对铸件结构的要求1.1.压铸件的结构设计压铸件的结构设计2.

10、2.熔模铸件的结构设计熔模铸件的结构设计- -熔模铸造的工艺过程熔模铸造的工艺过程3.3.铸件的组合设计铸件的组合设计第 页341.1.压铸件的结构设计压铸件的结构设计原则：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。件能从铸型中顺利取出。实例：实例：第 页35工艺过程工艺过程：expendable pattern processexpendable pattern process蜡模制造结壳脱蜡焙烧浇注熔模铸造熔模铸造第 页36原则：原则： 孔、槽不易过小或过深，孔、槽不易过小或过深，便于浸渍涂料和撒砂；便于浸渍涂料和撒砂；尽量尽量避免出现大平面。避免出现大平面。实例：实例：2.熔模铸件的结构设计熔模铸件的结构设计第 页37组合