01-04-01 铸件的数字化结构设计

主讲钟健单元四铸件的数字化结构设计任务1端盖零件的结构设计任务编号1-3-01端盖零件设计任务提出端盖零件设计任务分析端盖零件设计过程单元小结1234端盖零件的结构设计教学内容铸造零件工程任务简单分析铸造零件结构工艺性圆角特征的工程意义拔模特征的工程意义教学重点铸件的制造工艺性教学难点铸件的制造工艺性1、端盖零件设计任务提出连接端盖零件是依据要求设计端盖零件三维模型。连接端盖零件材质：45#材质：铸造铝合金ZL1051、端盖零件设计任务提出如图1所示连接端盖零件、电机、刚轮精密配合、端盖零件已知宽度尺寸如图2所示，电机、尺寸如图3所示，依据端盖零件、电机、壳体配合连接关系，设计端盖零件三维模型。（1）材质：优质碳素钢45，建立连接端盖三维模型（2）铸造铝合金：ZL105，建立连接端盖三维模型刚轮连接端盖电机德国BERGERLAHR电机1、端盖零件设计任务提出图31、端盖零件设计任务提出1、端盖零件设计任务提出设计要求：保证零件之间的精密配合保证零件之间不转动为防止零件尖角伤人，尖角处要倒角。其余结构尺寸根据设计条件自行确定。参考资料机械设计手册关于工程材料部分2、端盖零件设计分析端盖零件外形及安装方式：外圆与壳体配合尺寸相同

、螺钉固定材质的选择：

优质碳素钢（用于纯切削加工零件）以下材质用于铸造零件铸铁：灰铸铁（HT100、……、HT350）、球墨铸铁、可锻铸铁铸钢：如：ZG340-640铸造铝合金：ZAlSi9Mg（ZL104）、ZAlSi5Cu1Mg（ZL105）等2、端盖零件设计分析铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。被铸物质多为原为固态但加热至液态的金属（例：铜、铁、铝、锡、铅等），而铸模的材料可以是砂、金属甚至陶瓷。因应不同要求，使用的方法也会有所不同。商•后母戊方鼎2、端盖零件设计分析砂型铸造是指在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。2、端盖零件设计分析金属型铸造金属型铸造是将把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空金属模具内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。所得到的制品就是铸件2、端盖零件设计分析铸件2、端盖零件设计分析铸件结构工艺性——铸造件的最小壁厚2、端盖零件设计分析铸件结构工艺性——铸造件的最小壁厚砂型铸造金属型铸造2、端盖零件设计分析铸造件的内圆角及过渡尺寸在设计和制造模型时，对相交壁的交角要做成圆弧过渡，该圆弧称为铸造圆角。圆角有助于金属的流动，减少涡流，有利于成形。同时又

图1避免尖角处产生应力集中而开裂。对需要进行电镀和涂覆的压铸件更为重要，因为圆角是获得均匀镀层和防止尖角处镀层沉积不可缺少的条件。对于模具来说，圆角能使模具的寿命延长。

2、端盖零件设计分析铸造件的内圆角及过渡尺寸其目的是为防止铸件交角处产生粘砂、缩孔以及由于应力集中而产生裂纹等缺陷。应力集中2、端盖零件设计分析缩孔是指钢锭浇注及其他铸件烧注时凝固于铸件顶部因收缩而产生的宏观空隙缺陷。若缩孔清除不净，则在铸锭轧制成型材后在断面的中心部位辑形成皱褶或孔洞，其附近往往出现严重的疏松及氧化物的聚集。这将严重影响材料的质量，并场造成工程构件的过度变形或断裂事故。缩孔形成过程2、端盖零件设计分析应力集中物体中应力局部增高的现象，一般出现在物体形状急剧变化的地方，如缺口、孔洞、沟槽以及有刚性约束处。应力集中能使物体产生疲劳裂纹，也能使脆性材料制成的零件发生静载断裂。缩孔形成过程2、端盖零件设计分析铸造件的内圆角及过渡尺寸2、端盖零件设计分析铸造件的内圆角及过渡尺寸圆角有助于金属的流动，减少涡流，有利于成形。同时又避免尖角处产生应力集中而开裂。对需要进行电镀和涂覆的压铸件更为重要，因为圆角是获得均匀镀层和防止尖角处镀层沉积不可缺少的条件。对于模具来说，圆角能使模具的寿命延长。圆角有助于金属的流动，减少涡流，有利于成形。同时又

图1避免尖角处产生应力集中而开裂。对需要进行电镀和涂覆的压铸件更为重要，因为圆角是获得均匀镀层和防止尖角处镀层沉积不可缺少的条件。对于模具来说，圆角能使模具的寿命延长。

2、端盖零件设计分析铸造件的外圆角2、端盖零件设计分析铸造件的凸出部分最小尺寸2、端盖零件设计分析铸造件的最小铸孔2、端盖零件设计分析铸造件的铸造斜度铸造斜度又称脱模斜度。为了便于从压铸模内取出压铸件和从压铸件内抽出型芯，压铸件应具有足够的和尽可能大的铸造斜度。通常在设计压铸件时，就应在结构上留有斜度。压铸零件上应具有足够的铸造斜度，便于铸件脱出模具的型腔和型芯。中文名铸造斜度外文名Corehead

2、端盖零件设计分析压铸工艺压铸是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具内腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。大多数压铸铸件都是不含铁的，例如锌、铜、铝、镁、铅、锡以及铅锡合金以及它们的合金。根据压铸类型的不同，需要使用冷室压铸机或者热室压铸机。2、端盖零件设计分析压铸工艺铸造设备和模具的造价高昂，因此压铸工艺一般只会用于批量制造大量产品。制造压铸的零部件一般只需要四个主要步骤，单项成本增量很低。压铸特别适合制造大量的中小型铸件，因此压铸是各种铸造工艺中使用最广泛的一种。同其他铸造技术相比，压铸的表面更为平整，拥有更高的尺寸一致性。2、端盖零件设计分析压铸件结构设计要求故在保证铸件有足够强度和刚度的前提下，应尽量减小厚度并保持截面的厚薄均匀一致。为了避免缩松等缺陷，对铸件的厚壁处应减厚，增加加强筋。压铸件的壁厚一般以2～4mm为宜，同一压铸件内最大壁厚与最小壁厚之比不要大于3∶1。壁厚处的面积a×b（cm2）锌合金

铝合金镁合金铜合金

壁厚h（mm）

最小正常最小正常最小正常最小正常≤250.51.50.82.00.82.00.81.5＞25～1001.01.81.22.51.22.51.52.0＞100～5001.52.21.83.01.83.02.02.5＞5002.02.52.54.02.54.02.53.0表2压铸件的最小圆角半径（mm）压铸合金圆角半径R压铸合金圆角半径R锌合金0.5铝、镁合金1.0铝锡合金0.5铜合金1.5铝合金压铸件的圆角半径R一般不宜小于1mm，最小圆角半径为0.5mm，见表2。铸造圆角半径的计算见图3。图3：铸造圆角半径的计算（mm）说明：计算后的最小圆角应符合表2的要求。3、端盖零件设计过程外形特征分析圆盘+长方体材质：45#材质：铸造铝合金ZL105指定材质结构设计是基于材料的设计，材料决定了产品的厚度、强度、可靠性、稳定性等一系列影响产