第二章 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者稱(chēng)為鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或者稱(chēng)為鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性分析，包括：鑄件結(jié)構(gòu)的合理性；鑄件結(jié)構(gòu)的工分析，包括：鑄件結(jié)構(gòu)的合理性；鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性；鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)鑄造方法的適應(yīng)性。藝性；鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)鑄造方法的適應(yīng)性。 v鑄件結(jié)構(gòu)的合理性鑄件結(jié)構(gòu)的合理性v鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 v鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 （一）鑄件的外形設(shè)計(jì)（一）鑄件的外形設(shè)計(jì) （二）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)（二）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì) 1. 1. 應(yīng)使鑄件具有最少的分型面應(yīng)使鑄件具有最少的分型面 減少鑄件分型面的數(shù)量，不僅可以減少砂箱的用量，減少鑄件分型面的數(shù)量，不僅可以減少砂箱的用量，降低造型工時(shí)，而且可以減少錯(cuò)箱、偏芯等缺陷，從而提降低造型工時(shí)，而且可以減少錯(cuò)箱、偏芯等缺陷，從而提高鑄件的精度。圖示端蓋結(jié)構(gòu)，存在法蘭凸緣，不能采用高鑄件的精度。圖示端蓋結(jié)構(gòu)，存在法蘭凸緣，不能采用簡(jiǎn)單的兩箱造型。若改成圖所示的結(jié)構(gòu)，取消上部的凸緣，簡(jiǎn)單的兩箱造型。若改成圖所示的結(jié)構(gòu)，取消上部的凸緣，使鑄件僅有一個(gè)分型面，則將大大簡(jiǎn)化造型操作。使鑄件僅有一個(gè)分型面，則將大大簡(jiǎn)化造型操作。鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計(jì) 2. 2. 應(yīng)盡量使分型面平直應(yīng)盡量使分型面平直 平直的分型面可避免操作費(fèi)時(shí)的挖砂造型或假箱造型；平直的分型面可避免操作費(fèi)時(shí)的挖砂造型或假箱造型；同時(shí)，鑄件的毛邊少，便于清理。如圖同時(shí)，鑄件的毛邊少，便于清理。如圖a a所示的杠桿零件，所示的杠桿零件，在造型時(shí)只能采用不平分型面，若改成圖在造型時(shí)只能采用不平分型面，若改成圖b b所示的形狀，所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡(jiǎn)單的平面。鑄型的分型面則為一簡(jiǎn)單的平面。 鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3. 3. 避免外部側(cè)凹避免外部側(cè)凹 鑄件在起模方向上若有側(cè)凹，見(jiàn)圖鑄件在起模方向上若有側(cè)凹，見(jiàn)圖a a，就必須在造型，就

4、必須在造型時(shí)增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖時(shí)增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖b b所示結(jié)所示結(jié)構(gòu)，則可省去外壁型芯，顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。構(gòu)，則可省去外壁型芯，顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。 鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4. 4. 改進(jìn)妨礙起模的凸臺(tái)、凸緣和肋條的結(jié)構(gòu)改進(jìn)妨礙起模的凸臺(tái)、凸緣和肋條的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)鑄件上的凸臺(tái)、凸緣和肋條結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮便于設(shè)計(jì)鑄件上的凸臺(tái)、凸緣和肋條結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮便于造型起模，盡量避免使用活塊或外壁型芯。造型起模，盡量避免使用活塊或外壁型芯。 鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5. 5. 鑄件要有結(jié)構(gòu)斜

5、度鑄件要有結(jié)構(gòu)斜度 結(jié)構(gòu)斜度便于起模，并可延長(zhǎng)模具的使用壽命。見(jiàn)圖。結(jié)構(gòu)斜度便于起模，并可延長(zhǎng)模具的使用壽命。見(jiàn)圖。鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān)，如鑄件的高度、造鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān)，如鑄件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度應(yīng)越大。凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)斜度可型的方法等，高度越低，斜度應(yīng)越大。凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)斜度可達(dá)達(dá)3030-50-50。 鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 1. 應(yīng)使鑄件盡可能不用或少用型芯應(yīng)使鑄件盡可能不用或少用型芯 圖圖示示是懸臂支架的兩種設(shè)計(jì)方案，圖采用方形中空截是懸臂支架的兩種設(shè)計(jì)方案，圖采用方形中空截面，為形成其內(nèi)腔，必須采用型芯；若改為

6、圖所示工字形面，為形成其內(nèi)腔，必須采用型芯；若改為圖所示工字形開(kāi)式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡(jiǎn)化造型的同時(shí)，開(kāi)式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡(jiǎn)化造型的同時(shí)，也可保證鑄件的質(zhì)量，故后者的設(shè)計(jì)是合理的。也可保證鑄件的質(zhì)量，故后者的設(shè)計(jì)是合理的。 鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2. 2. 鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)應(yīng)使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)應(yīng)使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便。清砂方便。 型芯的固定主要依靠芯頭來(lái)保證，如圖所示軸承支架型芯的固定主要依靠芯頭來(lái)保證，如圖所示軸承支架鑄件，若采用圖鑄件，若采用圖a a，則需兩個(gè)型芯，且其中大的型芯呈懸，則需兩個(gè)型芯

7、，且其中大的型芯呈懸臂狀態(tài)，裝配時(shí)須采用芯撐作輔助支撐，若改成圖臂狀態(tài)，裝配時(shí)須采用芯撐作輔助支撐，若改成圖b b，采，采用一個(gè)整體型芯來(lái)形成鑄件空腔，則既可增加型芯的穩(wěn)固用一個(gè)整體型芯來(lái)形成鑄件空腔，則既可增加型芯的穩(wěn)固性，又改善型芯排氣和清理?xiàng)l件。性，又改善型芯排氣和清理?xiàng)l件。 鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使對(duì)于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下，可設(shè)計(jì)出適當(dāng)大小和數(shù)量的工藝孔，用用功能的前提下，可設(shè)計(jì)出適當(dāng)大小和數(shù)量的工藝孔，用以增加芯頭的數(shù)量，穩(wěn)固型芯。以增加芯頭的數(shù)量，穩(wěn)固型芯。 鑄件內(nèi)腔的

8、設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì) 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便于型芯的安放、固定便于型芯的安放、固定 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 每一種鑄造合金都有其每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍，鑄件適宜的鑄件壁厚范圍，鑄件壁厚過(guò)大或過(guò)小都會(huì)對(duì)鑄件壁厚過(guò)大或過(guò)小都會(huì)對(duì)鑄件產(chǎn)生不良影響。若選定合金產(chǎn)生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿(mǎn)足零件力的適宜壁厚不能滿(mǎn)足零件力學(xué)性能的要求，則應(yīng)改選高學(xué)性能的要求，則應(yīng)改選高強(qiáng)度的材料或選擇合理的截強(qiáng)度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設(shè)加強(qiáng)肋等措面形狀以及增設(shè)加強(qiáng)肋等措施施 。最小最小壁壁厚見(jiàn)表厚見(jiàn)表28。鑄件應(yīng)有合理的壁厚鑄件應(yīng)有合理的壁厚鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 所謂壁厚均勻

9、，是指鑄所謂壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有冷卻速度相件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚，見(jiàn)右圖。鑄件的近的壁厚，見(jiàn)右圖。鑄件的內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁厚度。內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁厚度。鑄件應(yīng)力求壁厚均勻鑄件應(yīng)力求壁厚均勻鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件應(yīng)有合理的壁厚鑄件應(yīng)有合理的壁厚 #鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 1. 鑄件如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要不能做到壁厚均勻，則不鑄件如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要不能做到壁厚均勻，則不同壁厚的聯(lián)接應(yīng)采用逐漸過(guò)渡的形式同壁厚的聯(lián)接應(yīng)采用逐漸過(guò)渡的形式 鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2. 2. 對(duì)于鑄件結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)或三個(gè)甚至更多個(gè)壁相連對(duì)于鑄件結(jié)構(gòu)

10、中有兩個(gè)或三個(gè)甚至更多個(gè)壁相連的情況，可采用交錯(cuò)接頭或環(huán)形接頭的形式的情況，可采用交錯(cuò)接頭或環(huán)形接頭的形式 鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件壁的聯(lián)接形式要合理鑄件壁的聯(lián)接形式要合理 *鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 過(guò)大的平面不利于金屬液的填充，容易產(chǎn)生澆不到等過(guò)大的平面不利于金屬液的填充，容易產(chǎn)生澆不到等缺陷，在進(jìn)行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將水平面設(shè)計(jì)成缺陷，在進(jìn)行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將水平面設(shè)計(jì)成傾斜形狀傾斜形狀 盡量避免過(guò)大的水平面盡量避免過(guò)大的水平面鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使其能自由收縮，以減小鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使其

11、能自由收縮，以減小應(yīng)力，避免裂紋。如圖所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計(jì)，應(yīng)力，避免裂紋。如圖所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計(jì)，可使鑄件能較好地自由收縮。可使鑄件能較好地自由收縮。 鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 （一）熔模鑄件（一）熔模鑄件（三）（三）壓鑄件壓鑄件 （二）金屬型鑄件（二）金屬型鑄件 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 1. 便于蠟?zāi)５闹圃毂阌谙災(zāi)５闹圃烊勰ｈT件熔模鑄件 2.2.鑄件上的孔、槽不宜過(guò)小或過(guò)深鑄件上的孔、槽不宜過(guò)小或過(guò)深 ，不利于制殼時(shí)涂料，不

12、利于制殼時(shí)涂料和砂粒順利地充填熔模上相應(yīng)的孔洞；同時(shí)，鑄件的清砂和砂粒順利地充填熔模上相應(yīng)的孔洞；同時(shí)，鑄件的清砂工作帶來(lái)困難。工作帶來(lái)困難?？讖綉?yīng)大于孔徑應(yīng)大于2mm (2mm (薄件薄件0.5mm) 0.5mm) 。通孔時(shí)，孔深孔徑通孔時(shí)，孔深孔徑4-64-6，不通，不通孔時(shí)，孔深孔徑孔時(shí)，孔深孔徑2 2。槽寬應(yīng)大。槽寬應(yīng)大于于2mm2mm，槽深不超過(guò)槽寬的，槽深不超過(guò)槽寬的2-62-6倍。倍。3. 3. 減少熱節(jié)，壁厚力求均勻減少熱節(jié)，壁厚力求均勻 熔模鑄造一般不單獨(dú)設(shè)置冒熔模鑄造一般不單獨(dú)設(shè)置冒口，而是利用加粗的直澆道作為冒口直接補(bǔ)縮鑄件。與此口，而是利用加粗的直澆道作為冒口直接補(bǔ)縮鑄

13、件。與此工藝相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用薄壁結(jié)構(gòu)，并使壁厚分布符合定工藝相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用薄壁結(jié)構(gòu)，并使壁厚分布符合定向凝固原則。向凝固原則。4. 4. 避免大平板結(jié)構(gòu)避免大平板結(jié)構(gòu) 由于熔模型殼的高溫強(qiáng)度較低，容易由于熔模型殼的高溫強(qiáng)度較低，容易變形，所以設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量避免大的變形，所以設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量避免大的平面平面鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 1. 鑄件的外形和內(nèi)腔應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能加大鑄件的結(jié)鑄件的外形和內(nèi)腔應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能加大鑄件的結(jié)構(gòu)斜度，避免采用直徑過(guò)小或過(guò)深的孔，以便于抽出型芯構(gòu)斜度，避免采用直徑過(guò)小或過(guò)深的孔，以便于抽出型芯和保證鑄件順利取出。和保證鑄件順利取出。金屬型

14、鑄件金屬型鑄件 2. 2. 鑄件的壁厚要均勻，以防出現(xiàn)縮松和裂紋缺陷；同時(shí)鑄件的壁厚要均勻，以防出現(xiàn)縮松和裂紋缺陷；同時(shí)要注意壁厚不能太薄，盡量避免大的水平壁，以防止?jié)膊灰⒁獗诤癫荒芴?，盡量避免大的水平壁，以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷，如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為到、冷隔等缺陷，如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為2mm4mm2mm4mm，鋁鎂合金的最小壁厚為鋁鎂合金的最小壁厚為3mm3mm5mm5mm。鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 1. 壓鑄件應(yīng)盡量消除側(cè)凹和深腔。壓鑄件應(yīng)盡量消除側(cè)凹和深腔。壓鑄件壓鑄件 3. 3. 壓鑄可以采用鑲嵌件，應(yīng)充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，壓鑄可以采用鑲嵌件，應(yīng)充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，以便制出復(fù)雜件、改善壓鑄件局部性能和簡(jiǎn)化裝配工藝。以便