產品結構設計-章1課件

產品結構設計制造科學與工程學院尚利

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1.1概述1.2鑄造殼體、箱體1.3焊接殼體、箱體1.4沖壓殼體1.5注塑殼體、箱體第一章、殼體、箱體結構設計

1.1概述第一章、殼體、箱體結構設計1.1、概述

一、殼體、箱體功能與作用

殼體與箱體沒有本質上的區(qū)別：殼體：從產品構造和結構特點上的稱謂，具有包容內部組成部件且厚度較薄的特征，如電視機殼。箱體：從零部件功能和結構特征方面的定義，具有包容、支撐等結構功能且相對封閉的特點，如汽車變速箱。1.1、概述一、殼體、箱體功能與作用殼體、箱體的主要功能，以圖1-1為例：容納、包容：將產品構成的功能部件容納于內。定位、支撐：支撐、確定產品構成各零部件的位置。防護、保護：防止構成產品的零部件受環(huán)境的影響、破壞或其對使用者與操作者造成危險與侵害。裝飾、美化：工業(yè)造型設計主要關注的問題。其他：依產品的功能和使用目的而定。殼體、箱體的主要功能，以圖1-1為例：容納、包容：將產品構成二、殼體、箱體的結構特點與設計要求結構特點：在滿足強度、剛度等設計要求的基礎上，通常采用薄壁結構，并設置有容納、固定其他零部件的結構和方便安裝、拆卸等結構。結構設計時除考慮其主要功能、作用外，還應考慮以下幾個要素：設計要求：見后面圖例說明。二、殼體、箱體的結構特點與設計要求結構特點：在滿足強度、剛度定位零部件：以圖1-2為例，固定的零部件與運動的零部件在結構上有所不同。定位零部件：便于拆、裝：以圖1-3、4為例，考慮產品的組裝、拆卸和維修、維護，箱體多設計成分體結構，各部分通過螺絲、鎖扣等進行組合連接。便于拆、裝：考慮拆卸的設計：以圖1-5為例，不考慮拆卸的設計。

考慮材料及加工、生產方式：產品功能和使用目的決定外殼材料，生產成本和批量決定加工、生產方式，進而決定殼體、箱體的結構設計?？紤]裝飾與造型裝飾與造型的設計應結合產品的功能、構件的材料及加工、生產方式進行?？紤]拆卸的設計：三、殼體、箱體的設計準則與程序保證剛度、強度、穩(wěn)定性及加工性的設計準則

剛度：對于承受較大載荷及作為支撐和其他零部件定位的殼體和箱體，剛度是主要設計準則。

強度：強度時考慮殼體、箱體的防護和保護性能進行設計的基本準則，分靜態(tài)和動態(tài)兩方面考慮。

穩(wěn)定性：受壓及受壓彎結構都存在失穩(wěn)問題，特別是薄壁腹部還存在局部失穩(wěn)問題，必須校核。

加工性：鑄造、注塑構件應考慮液體的流動性、填充線和脫模，沖壓件應考慮材料延展性和拉伸能力，并做相應的計算。殼體、箱體的通常設計步驟與程序初步確定形狀、主要結構和尺寸。常規(guī)計算。靜動態(tài)分析、模型或實物試驗及優(yōu)化設計。制造工藝性和經濟性分析。詳細結構設計三、殼體、箱體的設計準則與程序保證剛度、強度、穩(wěn)定性及加工性1.2、鑄造殼體、箱體一、鑄造殼體、箱體的特點有較高的剛度、強度：鑄造構件一般壁厚較大，適合對剛度強度要求較高的產品外殼；也可以在鑄件上制作部分其他結構部件。造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形，以圖1-6、7、8為例。表明粗糙，尺寸精度低。封閉性好：以圖1-9為例。工藝靈活性打、成本低。其他：鑄鐵材料具有減震、抗震性能和耐磨、潤滑性能。

1.2、鑄造殼體、箱體一、鑄造殼體、箱體的特點造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：封閉性好封閉性好鑄造成型的主要缺點：鑄造組織的晶粒比較粗大，且內部常有縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷，力學性能一般不然鍛件。鑄造生產工序繁多，工藝過程較難控制，廢品率較高。工作條件較差，勞動強度比較大。產品結構設計-章1課件二、鑄造殼體、箱體常用材料鑄鐵：鑄鐵流動性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復雜的鑄件，在鑄造時加入少量合金元素可提高耐磨性能。鑄鐵分類：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。鑄造碳鋼：鑄鋼熔點高、流動性差、收縮率大，吸震性低于鑄鐵，彈性規(guī)模較大。鋁合金：純鋁強度低、硬度小，因此，制造產品殼體常采用鋁合金材料。常用鋁合金有：鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金。產品結構設計-章1課件三、鑄造工藝流程砂型鑄造：砂型鑄造時應用最廣泛的鑄造方法，其生產過程如圖1-10所示。三、鑄造工藝流程砂型的結構組成如圖1-11所示。砂型鑄造有適應性強、生產簡單等優(yōu)點，但砂型鑄造生產的鑄件尺寸精度較低、表面粗糙、內在質量較差，且生產過程較復雜。砂型的結構組成如圖1-11所示。與砂型鑄造比較，有以下幾個特點：鑄件精度及表面質量高。能夠鑄造各種合金鑄件。生產批量不受限制。熔模鑄件的形狀可以比較復雜。熔模鑄件的重量不宜太大。熔模鑄造：熔模鑄造的工藝流程如圖1-12所示。與砂型鑄造比較，有以下幾個特點：熔模鑄造：熔模鑄造的工藝流程與砂型鑄造比較，金屬鑄造有以下的特點：

實現(xiàn)了“一型多鑄”。

鑄件的力學性能提高。

精度及表面質量高。

金屬型的制造成本高、周期長；鑄型透氣性差、無退讓性，易產生冷隔、澆不足、裂紋等鑄造缺陷。金屬型鑄造：用金屬制成的鑄造型腔，進行澆注獲得鑄件的鑄造方法，如圖1-13所示。

與砂型鑄造比較，金屬鑄造有以下的特點：金屬型鑄造：用金屬制成與砂型鑄造比較，有如下優(yōu)點：鑄件尺寸精度、表面質量高。鑄件的強度和表面硬度高?？设T造形狀復雜的薄壁鑄件。生產效率高。壓力鑄造的缺點：設備投資大，壓型成本高。壓鑄高熔點合金時，壓型的壽命低。壓力鑄造：如圖1-14所示，在高壓下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度填充鑄型的型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。與砂型鑄造比較，有如下優(yōu)點：壓力鑄造：如圖1-14所示，在高離心鑄造：如圖1-15所示，將液態(tài)合金澆入高速旋轉的鑄型中，使金屬在離心力的作用下填充鑄型并凝固成型。與砂型鑄造比較，有如下特點：工藝過程簡單，節(jié)約金屬和其他原材料。鑄件組織致密，無縮孔、氣孔、夾渣等缺陷，力學性能好。鑄造合金的種類不受限制。鑄件的內表面質量差，孔的尺寸不易控制。離心鑄造：如圖1-15所示，將液態(tài)合金澆入高速旋轉的鑄型與砂四、鑄造殼體、箱體結構設計在設計鑄造殼體、箱體結構時，除考慮殼體設計的總體要求與準則，還應重點結合鑄造生產的工藝特點，考慮相關的工藝性。在此，結合一些典型設計實例進行有關討論。四、鑄造殼體、箱體結構設計在設計鑄造殼體、箱體結構時，除考慮鑄造時處于水平位置，易造成氣孔和夾渣，如圖1-16所示。鑄造時處于水平位置，易造成氣孔和夾渣，如圖1-16所示。盡量減少凹凸部分，簡化制造工藝，如圖1-17所示。盡量減少凹凸部分，簡化制造工藝，如圖1-17所示?？紤]出模工藝，應在結構上設計拔模斜度，包括內腔結構，如圖1-18所示。考慮出模工藝，應在結構對于砂型鑄造，盡量減少活塊部分，簡化制造工藝，如圖1-19所示。對于砂型鑄造，盡量減少活塊部分，簡化制造工藝，如圖1-19所凸臺距離分型面較近時，為避免使用活塊，可將凸臺延長至分型面或取消凸臺，如圖1-20所示。凸臺距離分型面較近時，為避免使用活塊，可將凸臺延長至分型面或如圖1-21所示，修改一些局部結構，保證砂型牢固。如圖1-21所示，修改一些局部結構，保證砂型牢固。如圖1-22~圖1-24所示，修改不合理凸臺，達到保護砂型進而保證鑄件質量的目的.如圖1-22~圖1-24所示，修改不合理凸臺，達到保護砂型進產品結構設計-章1課件產品結構設計-章1課件如圖1-25、圖1-26所示，修改結構避免使用型心或減少型心數(shù)量。如圖1-25、圖1-26所示，修改結構避免使用型心或減少型心

鑄造零件一般存在一定內應力，經過一段時間，內應力消除，零件會產生一定變形，影響幾何精度與使用性能，尺寸越大的鑄件，影響越大。一般鑄件在機加工前，要經過一定處理。鑄鐵鑄件消除內應力的方法：時效處理，熱處理，機械振動法。鑄鋼件一般都需要熱處理。殼體、箱體鑄件的關鍵部位一般需要精加工。主要部位包括：殼體、箱體分離部分之間的連接部位。殼體、箱體與內部零部件的定位與連接部位。殼體、箱體與外部其他零部件的連接部位及地腳部位。

五、鑄造零件的處理與加工五、鑄造零件的處理與加工1.3、焊接殼體、箱體焊接殼體、箱體有以下特點：適用范圍廣。使用靈活。生產周期短。強度高。焊接的主要缺點是：造型能力較差。加工精度較低。焊接部位表面質量較差。焊接產生一定的內應力，造成成品變形。一、焊接殼體、箱體的特點1.3、焊接殼體、箱體焊接殼體、箱體有以下特點：一、焊接殼體電弧焊：利用電弧作為熱源的熔焊方法，稱為電弧焊。

手工電弧焊：設備簡單，使用靈活、方便、通用，但對操作人員的技能要求較高。不適宜焊接活潑金屬及難熔合低熔點金屬。埋弧自動焊：利用連續(xù)送進的焊絲在焊劑層下產生電弧而自動進行焊接的方法，如圖1-27、1-28所示。埋弧自動焊的主要特點：生產效率高，焊縫質量好，焊接規(guī)范自動控制。適用于大批量生產，可焊接中、厚鋼板（6~60mm）。

氣體保護焊：用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊。保護氣體主要有兩種：惰性氣體（氬氣和氮氣）和活性氣體（二氧化碳），其中氬弧焊，應用比較廣泛。二、焊接的方法與適用場合電弧焊：利用電弧作為熱源的熔焊方法，稱為電弧焊。二、焊接的方埋弧自動焊埋弧自動焊埋弧自動焊埋弧自動焊

電阻焊:

利用電流通過工件及焊接接觸面間所產生的電阻熱，將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。有點焊、縫焊、相對焊三種形式。點焊：其基本結構如圖1-29所示，適用于焊接4mm以下薄板廣泛用于汽車、飛機、電子、儀表和日常生活用品生產。電阻焊:利用電流通過工件及焊接接觸面間所產生的電阻縫焊：焊接厚度3mm以下的薄板搭接，主要應用于生產密封容器和管道等，如圖1-30所示?？p焊：焊接厚度3mm以下的薄板搭接，主要應用于生產密封容器三、焊接殼體、箱體的設計

焊接結構材料的選擇：選用焊接性好的材料來制造焊接結構殼體、箱體。含碳量低的碳鋼和合金鋼具有良好的焊接性。

焊接方法的選擇：根據材料的焊接性、工件厚度、生產率要求、各種焊接方法的適用范圍和設備條件等綜合考慮。三、焊接殼體、箱體的設計焊接結構材料的選擇：選用焊接焊接接頭工藝設計：手工電弧焊接頭基本形式有四種，如圖1-31所示。焊接接頭工藝設計：手工電弧焊接頭基本形式有四種，如圖1-31除搭接接頭外，其余接頭在焊件較厚時需開坡口。坡口的基本形式如圖1-32所示。除搭接接頭外，其余接頭在焊件較厚時需開坡口。坡口的基本焊縫布置應遵循以下原則：

便于施焊：焊縫設置必須具有足夠的操作空間以滿足焊接工藝需要。如圖1-33、1-34所示。

有利于減少焊接應力與變形：盡量選用尺寸規(guī)格較大的板材、型材。

避開最大應力區(qū)和應力集中部位。

避開或遠離機械加工面。

焊縫布置應遵循以下原則：便于施焊便于施焊1.4、沖壓殼體板料沖壓制造產品殼體具有下列特點：生產率高、操作簡單。產品質量好。材料利用率高。造型能力強適用廣泛。主要缺點：集中在模具方面。沖模設計、制造復雜，成本高，且一件一模，局部更改，也要更換模具。小批量生產成本較高，圖1-35的模型就是例子。一、沖壓殼體的特點1.4、沖壓殼體板料沖壓制造產品殼體主要缺點：集中在模具方面二、沖壓工藝與模具

沖壓設備主要有剪床和沖床兩大類。常用小型沖床的結構如圖1-36所示。二、沖壓工藝與模具沖壓設備主要有剪床和沖床沖壓基本工序如圖1-37所示。沖壓基本工序如圖1-37所示。沖壓模具按沖床的每一次沖程所完成工序的多少劃分為簡單沖模、連續(xù)沖模及復合沖模。簡單沖模在沖床的一次沖程內只能完成一道工序。如圖1-38所示，簡單沖模的結構簡單，成本低，生產率低，主要用于簡單沖裁件的生產。沖壓模具按沖床的每一次沖程所完成工序的多少劃分為簡單沖簡單沖連續(xù)沖模在沖床的一次沖程中，在模具的不同位置上可以同時完成兩道以上的工序，如圖1-39所示。連續(xù)沖模生產率高，易于實現(xiàn)自動化，但結構復雜、成本高，適于大批量生產精度要求不高的中、小型零件。連續(xù)沖模在沖床的一次沖程中，在模具的不同位置上可以同時完成兩復合沖模在沖床的一次沖程內，在模具的同一位置上可以同時完成兩道以上的工序，如圖1-40所示。復合沖模生產效率高，零件加工精度高，但模具制造負責，成本高，適用于大批量生產。復合沖模在沖床的一次沖程內，在模具的同一位置上可以同時完成兩

在設計沖壓殼體結構時，須綜合考慮產品結構需要、零件結構強度、材料特性與成型能力、沖壓模具復雜性及沖壓工藝等因素。如圖1-41、1-42所示。沖壓殼體設計，往往易關注結構造型和功能，而忽視生產加工工藝，使得模具結構復雜、生產成本加大，特別是對于結構上需要彎曲和拉伸成型部分。三、沖壓零件的設計在設計沖壓殼體結構時，須綜合考慮產品結構需要、零板料彎曲時，內側金屬受切向壓應力，產生壓縮變形；外層金屬受切向拉應力，產生伸長變形。當拉應力超過材料的抗拉強度時，即會造成金屬破裂。坯料厚度越大、彎曲半徑越小，材料所受的內應力就越大，越容易彎裂，所以必須控制彎曲半徑，通常取為板厚的0.25-1倍以上，材料塑性好時取下限。板料彎曲時，內側金屬受切向壓應力，產生壓縮變形；外層彎曲時盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直，如圖1-43所示。彎曲時盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直，如圖1-43所示。設計彎曲件時應加強變形部位的剛性，如圖1-44所示。

設計彎曲件時應加在設計拉伸殼體時，應注意拉伸變形的影響，如圖1-45所示。在設計拉伸殼體時，應注意拉伸變形的影響，如圖1-45所示。1.5、注塑殼體、箱體一、注塑殼體、箱體的特點

注塑殼體、箱體有以下特點，如圖1-46為例。生產周期短，生產效率高，易于實現(xiàn)大批量、自動化生產。可使用材料豐富，適應性強。

產品質量較高，一致性好、互換性強，成本低。幾何造型能力強，可生產現(xiàn)狀、結構復雜的產品。

功能性與裝飾性結合好。1.5、注塑殼體、箱體一、注塑殼體、箱體的特點注塑殼體、箱明顯的缺點：注塑模具成本較高，不適于單件、小批量生產。強度、表面硬度較低，扛沖擊、磨損性能差，局部細小結構在維修過程易損壞。材料存在老化問題，耐久性差。明顯的缺點：二、注塑工藝與模具典型注塑工藝過程如圖1-47所示。

注塑模具在結構組成上是比較復雜的，按功能、作用分以下幾個部分：成型部分：模具的核心部分，由可分合的兩部分組成，類似于凸模和凹模。澆注系統(tǒng)排溢、引起系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)脫模機構模架二、注塑工藝與模具典型注塑工藝過程如圖1-47所示。注塑模三、注塑殼體、箱體設計

注塑殼體、箱體的結構設計應綜合考慮產品要求、外觀造型、注塑材料、各功能局部、生產加工條件及成本等因素。

壁厚設計盡可能均勻，如圖1-48所示。三、注塑殼體、箱體設計注塑殼體、箱體的結構設計應綜合考慮產在殼體轉彎連接處，避免使用銳角連接，如圖1-49所示。

在殼體轉彎連接處，避免使用銳角連接，如圖1-49所示。在殼體結構上，盡量避免表面凹陷，如圖1-50所示。

在殼體結構上，盡量避免表面凹陷，如圖1-50所示。產品結構設計-章1課件產品結構設計-章1課件產品結構設計制造科學與工程學院尚利

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1.1概述1.2鑄造殼體、箱體1.3焊接殼體、箱體1.4沖壓殼體1.5注塑殼體、箱體第一章、殼體、箱體結構設計

1.1概述第一章、殼體、箱體結構設計1.1、概述

一、殼體、箱體功能與作用

殼體與箱體沒有本質上的區(qū)別：殼體：從產品構造和結構特點上的稱謂，具有包容內部組成部件且厚度較薄的特征，如電視機殼。箱體：從零部件功能和結構特征方面的定義，具有包容、支撐等結構功能且相對封閉的特點，如汽車變速箱。1.1、概述一、殼體、箱體功能與作用殼體、箱體的主要功能，以圖1-1為例：容納、包容：將產品構成的功能部件容納于內。定位、支撐：支撐、確定產品構成各零部件的位置。防護、保護：防止構成產品的零部件受環(huán)境的影響、破壞或其對使用者與操作者造成危險與侵害。裝飾、美化：工業(yè)造型設計主要關注的問題。其他：依產品的功能和使用目的而定。殼體、箱體的主要功能，以圖1-1為例：容納、包容：將產品構成二、殼體、箱體的結構特點與設計要求結構特點：在滿足強度、剛度等設計要求的基礎上，通常采用薄壁結構，并設置有容納、固定其他零部件的結構和方便安裝、拆卸等結構。結構設計時除考慮其主要功能、作用外，還應考慮以下幾個要素：設計要求：見后面圖例說明。二、殼體、箱體的結構特點與設計要求結構特點：在滿足強度、剛度定位零部件：以圖1-2為例，固定的零部件與運動的零部件在結構上有所不同。定位零部件：便于拆、裝：以圖1-3、4為例，考慮產品的組裝、拆卸和維修、維護，箱體多設計成分體結構，各部分通過螺絲、鎖扣等進行組合連接。便于拆、裝：考慮拆卸的設計：以圖1-5為例，不考慮拆卸的設計。

考慮材料及加工、生產方式：產品功能和使用目的決定外殼材料，生產成本和批量決定加工、生產方式，進而決定殼體、箱體的結構設計?？紤]裝飾與造型裝飾與造型的設計應結合產品的功能、構件的材料及加工、生產方式進行。考慮拆卸的設計：三、殼體、箱體的設計準則與程序保證剛度、強度、穩(wěn)定性及加工性的設計準則

剛度：對于承受較大載荷及作為支撐和其他零部件定位的殼體和箱體，剛度是主要設計準則。

強度：強度時考慮殼體、箱體的防護和保護性能進行設計的基本準則，分靜態(tài)和動態(tài)兩方面考慮。

穩(wěn)定性：受壓及受壓彎結構都存在失穩(wěn)問題，特別是薄壁腹部還存在局部失穩(wěn)問題，必須校核。

加工性：鑄造、注塑構件應考慮液體的流動性、填充線和脫模，沖壓件應考慮材料延展性和拉伸能力，并做相應的計算。殼體、箱體的通常設計步驟與程序初步確定形狀、主要結構和尺寸。常規(guī)計算。靜動態(tài)分析、模型或實物試驗及優(yōu)化設計。制造工藝性和經濟性分析。詳細結構設計三、殼體、箱體的設計準則與程序保證剛度、強度、穩(wěn)定性及加工性1.2、鑄造殼體、箱體一、鑄造殼體、箱體的特點有較高的剛度、強度：鑄造構件一般壁厚較大，適合對剛度強度要求較高的產品外殼；也可以在鑄件上制作部分其他結構部件。造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形，以圖1-6、7、8為例。表明粗糙，尺寸精度低。封閉性好：以圖1-9為例。工藝靈活性打、成本低。其他：鑄鐵材料具有減震、抗震性能和耐磨、潤滑性能。

1.2、鑄造殼體、箱體一、鑄造殼體、箱體的特點造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：造型適應性強：可制作比較復雜和變化不規(guī)則外形造型適應性強：封閉性好封閉性好鑄造成型的主要缺點：鑄造組織的晶粒比較粗大，且內部常有縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷，力學性能一般不然鍛件。鑄造生產工序繁多，工藝過程較難控制，廢品率較高。工作條件較差，勞動強度比較大。產品結構設計-章1課件二、鑄造殼體、箱體常用材料鑄鐵：鑄鐵流動性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復雜的鑄件，在鑄造時加入少量合金元素可提高耐磨性能。鑄鐵分類：灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵。鑄造碳鋼：鑄鋼熔點高、流動性差、收縮率大，吸震性低于鑄鐵，彈性規(guī)模較大。鋁合金：純鋁強度低、硬度小，因此，制造產品殼體常采用鋁合金材料。常用鋁合金有：鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金。產品結構設計-章1課件三、鑄造工藝流程砂型鑄造：砂型鑄造時應用最廣泛的鑄造方法，其生產過程如圖1-10所示。三、鑄造工藝流程砂型的結構組成如圖1-11所示。砂型鑄造有適應性強、生產簡單等優(yōu)點，但砂型鑄造生產的鑄件尺寸精度較低、表面粗糙、內在質量較差，且生產過程較復雜。砂型的結構組成如圖1-11所示。與砂型鑄造比較，有以下幾個特點：鑄件精度及表面質量高。能夠鑄造各種合金鑄件。生產批量不受限制。熔模鑄件的形狀可以比較復雜。熔模鑄件的重量不宜太大。熔模鑄造：熔模鑄造的工藝流程如圖1-12所示。與砂型鑄造比較，有以下幾個特點：熔模鑄造：熔模鑄造的工藝流程與砂型鑄造比較，金屬鑄造有以下的特點：

實現(xiàn)了“一型多鑄”。

鑄件的力學性能提高。

精度及表面質量高。

金屬型的制造成本高、周期長；鑄型透氣性差、無退讓性，易產生冷隔、澆不足、裂紋等鑄造缺陷。金屬型鑄造：用金屬制成的鑄造型腔，進行澆注獲得鑄件的鑄造方法，如圖1-13所示。

與砂型鑄造比較，金屬鑄造有以下的特點：金屬型鑄造：用金屬制成與砂型鑄造比較，有如下優(yōu)點：鑄件尺寸精度、表面質量高。鑄件的強度和表面硬度高?？设T造形狀復雜的薄壁鑄件。生產效率高。壓力鑄造的缺點：設備投資大，壓型成本高。壓鑄高熔點合金時，壓型的壽命低。壓力鑄造：如圖1-14所示，在高壓下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度填充鑄型的型腔，并在壓力作用下凝固而獲得鑄件的方法。與砂型鑄造比較，有如下優(yōu)點：壓力鑄造：如圖1-14所示，在高離心鑄造：如圖1-15所示，將液態(tài)合金澆入高速旋轉的鑄型中，使金屬在離心力的作用下填充鑄型并凝固成型。與砂型鑄造比較，有如下特點：工藝過程簡單，節(jié)約金屬和其他原材料。鑄件組織致密，無縮孔、氣孔、夾渣等缺陷，力學性能好。鑄造合金的種類不受限制。鑄件的內表面質量差，孔的尺寸不易控制。離心鑄造：如圖1-15所示，將液態(tài)合金澆入高速旋轉的鑄型與砂四、鑄造殼體、箱體結構設計在設計鑄造殼體、箱體結構時，除考慮殼體設計的總體要求與準則，還應重點結合鑄造生產的工藝特點，考慮相關的工藝性。在此，結合一些典型設計實例進行有關討論。四、鑄造殼體、箱體結構設計在設計鑄造殼體、箱體結構時，除考慮鑄造時處于水平位置，易造成氣孔和夾渣，如圖1-16所示。鑄造時處于水平位置，易造成氣孔和夾渣，如圖1-16所示。盡量減少凹凸部分，簡化制造工藝，如圖1-17所示。盡量減少凹凸部分，簡化制造工藝，如圖1-17所示?？紤]出模工藝，應在結構上設計拔模斜度，包括內腔結構，如圖1-18所示?？紤]出模工藝，應在結構對于砂型鑄造，盡量減少活塊部分，簡化制造工藝，如圖1-19所示。對于砂型鑄造，盡量減少活塊部分，簡化制造工藝，如圖1-19所凸臺距離分型面較近時，為避免使用活塊，可將凸臺延長至分型面或取消凸臺，如圖1-20所示。凸臺距離分型面較近時，為避免使用活塊，可將凸臺延長至分型面或如圖1-21所示，修改一些局部結構，保證砂型牢固。如圖1-21所示，修改一些局部結構，保證砂型牢固。如圖1-22~圖1-24所示，修改不合理凸臺，達到保護砂型進而保證鑄件質量的目的.如圖1-22~圖1-24所示，修改不合理凸臺，達到保護砂型進產品結構設計-章1課件產品結構設計-章1課件如圖1-25、圖1-26所示，修改結構避免使用型心或減少型心數(shù)量。如圖1-25、圖1-26所示，修改結構避免使用型心或減少型心

鑄造零件一般存在一定內應力，經過一段時間，內應力消除，零件會產生一定變形，影響幾何精度與使用性能，尺寸越大的鑄件，影響越大。一般鑄件在機加工前，要經過一定處理。鑄鐵鑄件消除內應力的方法：時效處理，熱處理，機械振動法。鑄鋼件一般都需要熱處理。殼體、箱體鑄件的關鍵部位一般需要精加工。主要部位包括：殼體、箱體分離部分之間的連接部位。殼體、箱體與內部零部件的定位與連接部位。殼體、箱體與外部其他零部件的連接部位及地腳部位。

五、鑄造零件的處理與加工五、鑄造零件的處理與加工1.3、焊接殼體、箱體焊接殼體、箱體有以下特點：適用范圍廣。使用靈活。生產周期短。強度高。焊接的主要缺點是：造型能力較差。加工精度較低。焊接部位表面質量較差。焊接產生一定的內應力，造成成品變形。一、焊接殼體、箱體的特點1.3、焊接殼體、箱體焊接殼體、箱體有以下特點：一、焊接殼體電弧焊：利用電弧作為熱源的熔焊方法，稱為電弧焊。

手工電弧焊：設備簡單，使用靈活、方便、通用，但對操作人員的技能要求較高。不適宜焊接活潑金屬及難熔合低熔點金屬。埋弧自動焊：利用連續(xù)送進的焊絲在焊劑層下產生電弧而自動進行焊接的方法，如圖1-27、1-28所示。埋弧自動焊的主要特點：生產效率高，焊縫質量好，焊接規(guī)范自動控制。適用于大批量生產，可焊接中、厚鋼板（6~60mm）。

氣體保護焊：用外加氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區(qū)的電弧焊。保護氣體主要有兩種：惰性氣體（氬氣和氮氣）和活性氣體（二氧化碳），其中氬弧焊，應用比較廣泛。二、焊接的方法與適用場合電弧焊：利用電弧作為熱源的熔焊方法，稱為電弧焊。二、焊接的方埋弧自動焊埋弧自動焊埋弧自動焊埋弧自動焊

電阻焊:

利用電流通過工件及焊接接觸面間所產生的電阻熱，將焊件加熱至塑性或局部熔化狀態(tài)，再施加壓力形成焊接接頭的焊接方法。有點焊、縫焊、相對焊三種形式。點焊：其基本結構如圖1-29所示，適用于焊接4mm以下薄板廣泛用于汽車、飛機、電子、儀表和日常生活用品生產。電阻焊:利用電流通過工件及焊接接觸面間所產生的電阻縫焊：焊接厚度3mm以下的薄板搭接，主要應用于生產密封容器和管道等，如圖1-30所示。縫焊：焊接厚度3mm以下的薄板搭接，主要應用于生產密封容器三、焊接殼體、箱體的設計

焊接結構材料的選擇：選用焊接性好的材料來制造焊接結構殼體、箱體。含碳量低的碳鋼和合金鋼具有良好的焊接性。

焊接方法的選擇：根據材料的焊接性、工件厚度、生產率要求、各種焊接方法的適用范圍和設備條件等綜合考慮。三、焊接殼體、箱體的設計焊接結構材料的選擇：選用焊接焊接接頭工藝設計：手工電弧焊接頭基本形式有四種，如圖1-31所示。焊接接頭工藝設計：手工電弧焊接頭基本形式有四種，如圖1-31除搭接接頭外，其余接頭在焊件較厚時需開坡口。坡口的基本形式如圖1-32所示。除搭接接頭外，其余接頭在焊件較厚時需開坡口。坡口的基本焊縫布置應遵循以下原則：

便于施焊：焊縫設置必須具有足夠的操作空間以滿足焊接工藝需要。如圖1-33、1-34所示。

有利于減少焊接應力與變形：盡量選用尺寸規(guī)格較大的板材、型材。

避開最大應力區(qū)和應力集中部位。

避開或遠離機械加工面。

焊縫布置應遵循以下原則：便于施焊便于施焊1.4、沖壓殼體板料沖壓制造產品殼體具有下列特點：生產率高、操作簡單。產品質量好。材料利用率高。造型能力強適用廣泛。主要缺點：集中在模具方面。沖模設計、制造復雜，成本高，且一件一模，局部更改，也要更換模具。小批量生產成本較高，圖1-35的模型就是例子。一、沖壓殼體的特點1.4、沖壓殼體板料沖壓制造產品殼體主要缺點：集中在模具方面二、沖壓工藝與模具

沖壓設備主要有剪床和沖床兩大類。常用小型沖床的結構如圖1-36所示。二、沖壓工藝與模具沖壓設備主要有剪床和沖床沖壓基本工序如圖1-37所示。沖壓基本工序如圖1-37所示。沖壓模具按沖床的每一次沖程所完成工序的多少劃分為簡單沖模、連續(xù)沖模及復合沖模。簡單沖模在沖床的一次沖程內只能完成一道工序。如圖1-38所示，簡單沖模的結構簡單，成本低，生產率低，主要用于簡單沖裁件的生產。沖壓模具按沖床的每一次沖程所完成工序的多少劃分為簡單沖簡單沖連續(xù)沖模在沖床的一次沖程中，在模具的不同位置上可以同時完成兩道以上的工序，如圖1-39所示。連續(xù)沖模生產率高，易于實現(xiàn)自動化，但結構復雜、成本高，適于大批量生產精度要求不高的中、小型零件。連續(xù)沖模在沖床的一次沖程中