《鑄件結(jié)構(gòu)工藝性》PPT課件

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1、第三節(jié)　鑄件結(jié)構(gòu)工藝性在設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)時(shí)，不僅應(yīng)考慮到能否滿足鑄件的使用性能和力學(xué)性能需要，還應(yīng)考慮到鑄造工藝和所選用合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性好壞，對鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其成本有很大影響。一、鑄件工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求(一)鑄件外形的設(shè)計(jì)要求1、鑄件的外形應(yīng)力求簡化，造型時(shí)便于起模。（1）避免鑄件的外形有側(cè)凹。如下圖所示的機(jī)床鑄件，結(jié)構(gòu)a）的側(cè)凹處在造型時(shí)另需兩個(gè)外型芯來形成。而結(jié)構(gòu)b）在滿足使用要求的前提下，將凹坑一直擴(kuò)展到底部省去了外型芯，降低了鑄件成本。還有缸體的設(shè)計(jì)。原設(shè)計(jì)a）的結(jié)構(gòu)有內(nèi)凹，造型時(shí)

2、起模困難，也只能采用外型芯。而將其改為圖b）的結(jié)構(gòu)，則可省去外型芯，簡化造型工序。（2）盡可能使分型面為平面，去掉不必要的外圓角。因?yàn)槠矫娣中兔婵梢员苊馔谏昂图傧湓煨?、生產(chǎn)率高。(a)不合理(b)合理杠桿鑄件結(jié)構(gòu)圖(a)所示杠桿鑄件的分型面是不直的，改為圖(b)結(jié)構(gòu)，分型面變成平面，方便了制模和造型，分型面設(shè)計(jì)是合理的。如圖a）所示的托架鑄件，設(shè)計(jì)了不必要的外圓角，使造型工序復(fù)雜。去掉外圓角的結(jié)構(gòu)圖b），便于整模造型。（3）鑄件上凸臺(tái)和筋條的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)便于造型。如下圖為箱體鑄件，其原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)a）有凸臺(tái)，就需要采用活

3、塊造型、工藝復(fù)雜，且凸臺(tái)的位置尺寸難于保證；否則采用外型芯來形成會(huì)增加鑄件成本。若改為方案b）便于采用機(jī)器造型。還有如下圖a）、c）所示的鑄件凸臺(tái)的設(shè)計(jì)，只能采用活塊或外型芯才能起模。將其改為圖b）、d）的結(jié)構(gòu)，可避免活塊。2、鑄件的外形應(yīng)盡可能使鑄件的分型面數(shù)目最少。鑄件的分型面數(shù)目減少，不僅減少砂箱數(shù)目、降低造型工時(shí)，還可以減少錯(cuò)箱、偏芯等的機(jī)會(huì)，提高鑄件的尺寸精度。下圖為端蓋結(jié)構(gòu)的兩種設(shè)計(jì)。圖a）的結(jié)構(gòu)有兩個(gè)分型面，需采用三箱造型，使選型工序復(fù)雜。若是大批量地生產(chǎn)，只有增設(shè)環(huán)狀型芯才可采用機(jī)器造型。將端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)為圖b

4、）的設(shè)計(jì)，就只有一個(gè)分型面，使造型工序簡化。3、在鑄件上設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)斜度鑄件垂直于分型面的不加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)斜度，如圖(b)所示，在造型時(shí)容易起模，不易損壞型腔，有結(jié)構(gòu)斜度是合理的。圖(a)所示為無結(jié)構(gòu)斜度的不合理結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)斜度的大小，隨垂直壁的高度而異。高度愈小，斜度愈大；內(nèi)側(cè)面的斜度應(yīng)大于外側(cè)面的。具體數(shù)值可參考表鑄件的結(jié)構(gòu)斜度（Q/ZB158-78）(如下表)圖為縫紉機(jī)邊腳的結(jié)構(gòu)，其各部分非加工面設(shè)有30°左右的結(jié)構(gòu)斜度，方便了起模?？傊?，鑄件的結(jié)構(gòu)斜度與拔模斜度不同，結(jié)構(gòu)斜度由設(shè)計(jì)零件的人確定，且斜度值較大；拔模斜

5、度由鑄造工藝人員在繪制鑄造工藝圖時(shí)設(shè)計(jì)，且只對沒有結(jié)構(gòu)斜度的立壁給予較小的角度（0.5～3.0°）。(二)鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)1、鑄件內(nèi)腔盡量不用或少用型芯，以簡化鑄造工藝。如圖為支柱的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用方案b）可以省去型芯。懸臂支架a)不合理b)合理還有如下圖所示的圓蓋鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)方案。方案b）的內(nèi)腔設(shè)計(jì)可以省去型芯，采用自帶型芯形成，減少了制芯工序，降低了鑄件成本。2、應(yīng)考慮好型芯的穩(wěn)固、排氣順暢和清理方便。如下圖所示，為軸承架內(nèi)腔的兩種設(shè)計(jì)。方案a）需要兩個(gè)型芯，其中較大的型芯呈懸臂狀態(tài)，需用型芯撐A支承其無芯頭的一端；若

6、將軸承架內(nèi)腔改成方案b），則型芯的穩(wěn)定性大大提高，而且型芯的排氣順暢、也易于清理。3、應(yīng)避免封閉內(nèi)腔圖(a)所示鑄件為封閉空腔結(jié)構(gòu)，其型芯安放困難、排氣不暢、無法清砂、結(jié)構(gòu)工藝性極差。若改為圖(b)所示結(jié)構(gòu)，上述問題迎刃而解，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理的。如下圖所示的紫銅風(fēng)口圖a）。從使用出發(fā)只需兩個(gè)通循環(huán)水的孔即可，但從鑄造工藝的角度看，該型芯只靠這兩個(gè)芯頭來固定、排氣和清理顯然很困難。為此在法蘭面上增設(shè)工藝孔，如圖b）所示，該型芯采用吊芯，通過6個(gè)芯頭固定在上型蓋上，省去了芯撐，改善型芯的穩(wěn)固性，并使其排氣順暢和清理方便。二、鑄造性

7、能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到合金的鑄造性能的要求，生編孔、縮松、澆不足、變形和裂紋等鑄造缺陷。1、合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚不同的合金、不同的鑄造條件，對合金的流動(dòng)性影響很大。為了獲得完整、光滑的合格鑄件，鑄件壁厚設(shè)計(jì)應(yīng)大于該合金在一定鑄造條件下所能得到的“最小壁厚”。表2-9列舉了在砂型鑄造條件下鑄件的最小壁厚。鑄件壁厚也不宜選擇過厚。由于鑄件中心部位冷卻緩慢、晶粒粗大，容易產(chǎn)生縮松、縮孔等缺陷，其承載能力并非按壁厚截面增加而成比例增加，所以壁厚應(yīng)選擇得適當(dāng)。為了保證鑄件的承裁能力，對強(qiáng)度和剛度要求較高的鑄件，應(yīng)根據(jù)載荷

8、的性質(zhì)和大小，選揮合理的截面形狀，如圖2-34所示。必要時(shí)可在薄弱部位設(shè)置加強(qiáng)肋板，從而避免厚大截面，如圖2-35所示。此外，為了有利于鑄件各部分冷卻速度均勻，內(nèi)壁厚度要比外壁厚度小一些，肋板厚度比鑄件壁厚要小一些。2．鑄件避厚應(yīng)盡可能均勻鑄件壁厚均勻是為了鑄件各部分冷卻速度相接近，形成同