工程材料与成形技术基础第2版教学课件作者庞国星第八章铸造成形第四节铸件的结构设计课件.ppt

第三篇 工程材料成形技术基础第八章 铸造成形第四节 铸件的结构设计 第四节铸件的结构设计 进行铸件设计时，不仅要保证其工作性能和力学性能要求，还必须认真考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求，并使铸件的具体结构与这些要求相适应。 结构与工艺之间的关系，通常称为“结构工艺性”。 铸件的结构是否合理，即其结构工艺性是否良好，对铸件的质量、生产率及其成本有很大影响。 当产品是单件、小批生产时则应使所设计的铸件尽可能在现有条件下生产出来； 当产品是大批量生产时，铸件结构应便于采用机器造型。 若某些铸件需采用特种铸造方法(如金属型铸造、熔模铸造、压力铸造等)生产时，还必须考虑这种方法对铸件结构的要求。 一、铸件结构与合金铸造性能的关系 与合金的铸造性能有关的铸造缺陷，如缩孔、缩松、裂纹、变形、浇不足、冷隔等，有时是由于铸件的结构不够合理所致。 往往在采用更合理的铸件结构后，便可以消除这些缺陷，见表8-9。 表8-10给出的是铸件允许的最小壁厚。 当所设计的铸件壁厚小于表中规定的数值时，应把壁厚加大到最小壁厚，否则易产生浇不足、冷隔等缺陷。 但是，还必须注意到，合金铸件还有一个临界壁厚(砂型铸造时，临界壁厚为最小壁厚的三倍)。 当铸件的壁厚超过临界壁厚时，铸件的强度并不按比例地增加，而是明显地降低，这是由于铸件壁心部的冷却速度缓慢，晶粒粗大，而且易产生缩孔、缩松等缺陷所致。 因此，不应单纯以增加壁厚来提高铸件的承载能力，而应通过选择合理的截面形状；如T字形、工字形及铸肋等方法来满足强度、刚度的要求。 二、铸件结构与砂型铸造工艺的关系 铸件结构应尽可能使制模、造型、造芯、合型等过程简化，避免不必要的人力、物 力的耗费，防止废品，并为实现机械化生产创造条件。 表8-11 为砂型铸造工艺对铸件 结构的要求 2．应有足够的芯头使型芯定位牢固、排气通畅和清理方便 1)图b1内腔连通后，2号型芯的定位与通气情况大大改善，并避免用型芯撑，对薄壁和耐压铸件不宜采用型芯撑，图b2改为肋板结构，可避免型芯  对铸件结构的要求：对于某些大型复杂铸钢件，在生产条件不允许整体铸造时，可采用组合铸件。即将一个铸件分成几部分铸造，然后焊接或用螺钉连接成一整体。因铸件由大化小，结构由复杂变简单，故制模、造型(芯)、落砂、清理等过程大为简化，加工、运输也方便，铸件质量易保证，但组合件剐度不如整铸件好  三、组合铸件  三、铸件结构与特种铸造的关系简介 不同铸造方法对铸件结构有着不同的要求，下面简介熔模铸造、金属型铸造、压力铸造等特种铸造方法对铸件结构的特殊要求。 1．熔模铸造 除满足一般铸造工艺的要求外，熔模铸件结构还应注意下列问题； 1)铸件上的孔、槽不宜过小或过深。 通常，孔径应大于2mm(薄件0.5mm)。通孔时，孔深／孔径≤4～6；不通孔时，孔深／孔径≤2。槽宽应大于2mm，槽深为槽宽的2.6倍 2)壁厚应尽可能满足顺序凝固的要求，不要有分散的热节，以便能用浇口进行补缩 3)铸件的壁厚不宜过薄，一般应为2～8mm。 2．金属型铸造 1)铸件的结构应能保证顺利出型，尤应便于金属芯的抽出。铸件结构斜度大。 2)铸件的壁厚要均匀，其最小壁厚大于砂型铸造条件下的最小壁厚。 3)为便于金属芯的安放及抽出，铸孔的孔径不能过小、过深。 3．压力铸造 1)压铸件应尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。 2)尽可能消除侧凹和深腔结构。 3)充分发挥镶嵌件的优越性，以便制出复杂件，改善压铸件局部性能和简化装配 工艺。 *