工程材料教学课件-第四节液态成形结构

1、1、合金铸造性能对铸件结构的要求 2、砂型铸造工艺对铸件结构的要求 3、不同成形工艺对铸件结构的要求,第四节 液态成形件结构设计,一、铸造性能对结构设计的要求 1、铸件的壁厚要合理 最小壁厚 临界壁厚 2、壁厚均匀,3、铸件间的连接应合理 铸件壁间应有圆角过渡，避免交叉、锐角联接,4、避免铸件收縮受阻的设计,5、厚壁与薄壁应逐渐过渡,6、水平方向应避免大平面（倾斜设置）,7、对细长件或大而薄的平板件 为防止弯曲变形，应采用对称或加肋的结构。,二、成形工艺对结构的要求 1、分型面应尽量平直，少而简单,2、铸件的外形必须力求简单、造型方便 铸件侧面的凹槽、凸台的设计应有利于取模，尽量避免不必要的型

2、芯和活块,3、铸件加强肋的布置应有利于取模,4、尽量不用型芯,5、型芯结构便于固定、清理（设计工艺孔）,6、避免不合理凸台、凸缘、肋条,7、铸件设计应注意避免不必要的曲线和圆角结构， 否则会使制模、造型等工序复杂化,8、不加工侧壁应有结构斜度 垂直于分型面的不加工表面设计斜度 结构斜度。便于脱模，防止装配干涉。,问题,三、各种铸造的工艺要求 1、熔模铸造 便于从压型中取出蜡模和型芯 蜡模强度较低，避免大平面和薄壁,孔、槽不易过小或过深，便于浸渍涂料和撒砂,2、金属型 铸型无法破坏，必须考虑铸型取出问题 设计抽取斜度、防止型芯内大外小。,3、压力铸造 应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便

3、于抽芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。,4、离心铸造,内外径不宜相差太大，由铸件直径的大小来确定转速 垂直轴旋转，铸件的直径应大于高的三倍,5.铸件的组合设计,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。,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）,1、根据确定铸件浇注位置的一般原则，指出下列每一组图形中的哪一个是合理的，并说明理由。并在合理的铸件结构图中，用符号标识出分型面。,分型面尽量平直原则,试分析下图金属型铸造的结构设计不合理之处，并说明原因。,图示为底座的两种分型方案，哪种方案可使造型

4、工艺更简单？并请明理由,答：分型方案()可使造型工艺更简单。 铸件全部置于下型、垂直位置，这样便于造型、下芯、合箱和检验铸件壁厚，既避免铸件产生错型缺陷，又保证了铸件的全部侧表面质量均匀一致，同时，铸件最薄处在铸型下部，金属液易于充满铸型。,图1-31 车床进给箱体零件图,图1-32 车床进给箱体分型面的选择方案,C6140车床进给箱体，该件质量约35Kg，如图1-31所示，该零件没有特殊质量要求的表面，仅要求尽量保证基准面D不得有明显铸造缺陷，以便进行定位。它的材料为铸造性能优良的灰铸铁（HT150），勿需考虑补缩。在制订铸造工艺方案时，主要应着眼于工艺上的简化。,C6140车床进给箱分型面

5、选择图，请比较图示三方案，叙述适用不同同生产批量的方案与理由。,方案I：分型面在轴孔的中心线上。此时，凸台A因距分型面较近，又处于上型，若采用活块，型砂易脱落，故只能用型芯来形成，槽C可用型芯或活块制出。本方案的主要优点是适于铸出轴孔，铸后轴孔的飞边少，便于清理。同时，下芯头尺寸较大，型芯稳定性好，不容易产生偏芯。其主要缺点是基准面D朝上，使该面较易产生气孔和夹渣等缺陷，且型芯的数量较多。,方案II：从基准面D分型，铸件绝大部分位于下型。此时，凸台A不妨碍起模，但凸台E和槽C妨碍起模，也需采用活块或型芯来克服。它的缺点除基准面朝上外，其轴孔难以直接铸出。轴孔若拟铸出，因无法制出型芯头，必须加大型芯与型壁的间隙，致使飞边清理困难。,方案III：从B面分型，铸件全部置于下型。其优点是铸件不会产生错型缺陷；基准面朝下，其质量容易保证；同时，铸件最薄处在铸型下部，金属液易于充满铸型。缺点是凸台E、A和槽C都需采用活块或型芯，而内腔型芯上大下小稳定性差；若拟铸出轴孔，其缺点与方案II相同。,大批量生产条件下，为减少切削加工工作量，九个轴孔需要铸出。此时，为了使下芯、合箱及铸件的清理简便，只能按照方案I从轴孔中心线处分型。为了便于采用机器造型、尽量避免活块，故凸台和凹槽均应用型芯来形成。为了克服基准面朝上的缺点，必须加大D面的加工余量。 单件、小批量生产条件下，因采用手工造型，使用活块造