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铸造件结构工艺性

铸件结构设计：保证其工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，铸件结构设计合理与否，对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。

1、设计的主要问题和设计要求

箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系，如车床按两顶尖要求等高，确定箱体的形状和尺寸，此外还应考虑以下问题：

⑴、满足强度和刚度要求。对受力很大的箱体零件，满足强度是一个重要问题；但对于大多数箱体，评定性能的主要指标是刚度，因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作，而且还影响部件的工作精度。

⑵、散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度变化，影响其润滑性能；温度升高使箱体产生热变形，尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力，对箱体的精度和强度有很大的影响。

⑶、结构设计合理。如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的强度和刚度。

⑷、工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各方面的工艺性。

⑸、造型好、品质小。

设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。

（一）铸造工艺对铸件结构设计的要求

I、铸件外形的设计要求

1、铸件的外形应力求简化，造型时便于起模。

（1）、避免铸件的外形有侧凹。如图1所示的铸件，结构a）的侧凹处在造型时另需两个外型芯来形成。而结构b）在满足使用要求的前提下，将凹坑一直扩展到底部省去了外型芯，降低了铸件成本。

图1铸件两种结构设计的比较

还有设计如图2所示。原设计a）的结构有内凹，造型时起模困难，也只能采用外型芯。而将其改为

图b）的结构，则可省去外型芯，简化造型工序。

图2铸件结构设计的比较

（2）、尽可能使分型面为平面，去掉不必要的外圆角。因为平面分型面可以避免挖砂和假箱造型、生产率高。

（3）、铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构便于造型。如图3a）、c）所示的铸件凸台的设计，也

只能采用活块或外型芯才能起模。将其改为图3c）、

只能采用活块或外型芯才能起模。将其改为图3c）、d）的结构，可避免活块。

图3零件上凸台的设计

2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数目最少。

铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数目、降低造型工时，还可以减少错箱、偏芯等的机会，提高铸件的尺寸精度。

图4铸件结构的两种设计。图a）的结构有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序复杂。若是大批量地生产，只有增设环状型芯才可采用机器造型。将结构改为图b）的设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。

不合理b）

不合理

b）合理

图4铸件

3、在铸件上设计结构斜度

在铸件的所有垂直于分型面的非加工面上，应设计有结构斜度，如图5所示。

a）不合理 b）合理a）

图5结构斜度

a）、图的结构没有结构斜度，铸造工艺人员应铸造前给出拔模斜度，这样就不必要地增加了铸件的壁厚。结构斜度的大小，随垂直壁的高度而异。高度愈小，斜度愈大；内侧面的斜度应大于外侧面的。具体数值可参考表1。

，厂1疽 1广讨

斜度（a：h）

角度（们

使用范围

1:5

11°30’

H25mm铸钢和铸铁件

1:10

5°30’

h=25~500m铸钢和铸铁件

1:20

3°

h=25-500m铸钢和铸铁件

1:50

1°

h500m铸钢和铸铁件

1:100

30’

非铁合金铸件

总之，铸件的结构斜度与拔模斜度不同，前者由设计零件的人确定，且斜度值较大；后者由铸造工艺人员在绘制铸造工艺图时设计，且只对没有结构斜度的立壁给予较小的角度（0.5?3.0°）。

II、铸件内腔的设计

铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺。

如图6两种结构设计。采用方案b）可以省去型芯。

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a） b）

图6支柱的设计

当铸件的内腔较复杂、需用型芯形成时，应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便。

如图7所示的两种设计。方案a）需要两个型芯，其中较大的型芯呈悬臂状态，需用型芯撑A支承其无芯头的一端；若改成方案b），则型芯的稳定性大大提高，而且型芯的排气顺畅、也易于清理。

图7铸件

有时一些铸件内腔的结构，虽能满足使用要求，但却不利于型芯的稳定、排气和清理。如图8所示a）。从使用出发只需两个通循环水的孔即可，但从铸造工艺的角度看，该型芯只靠这两个芯头来固定、排气和清理显然很困难。为此在法兰面上增设工艺孔，如图b）所示。该型芯采用吊芯，通过6个芯头固定在上型盖上，省去了芯撑，改善型芯的稳固性，并使其排气顺畅和清理方便。

图8铸件内腔的设计

（二）合金铸造性能对铸件结构设计的要求

在设计铸件结构时，若不充分考虑铸件所用合金的铸