金屬工藝學(xué)：2-5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系2.5.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系作業(yè)2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計，除了滿足零件的使用性能要求外，還應(yīng)使其鑄造工藝過程盡量簡化。鑄件結(jié)構(gòu)工藝性是指鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)符合鑄造生產(chǎn)要求，即滿足鑄造性能和鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。合理的鑄件結(jié)構(gòu)不僅能保證鑄件質(zhì)量，滿足使用要求，而且工藝簡單、生產(chǎn)率高、成本低。2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系1.鑄件外形設(shè)計細(xì)長形狀或平板類鑄件在收縮時易產(chǎn)生翹曲變形。避免側(cè)凹、窄槽和不必要的曲面，以簡化外形便于操作。 a) b)防止變形的鑄件結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計a) 不合理 b) 合理 a) 合理 b)不合理 端蓋鑄件 窄溝槽 a) b) 箱體的結(jié)構(gòu)a) 不合理 b) 合理2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系1.鑄件外形設(shè)計如圖所示，托架A、B為曲面，制造模樣、芯盒費工、費料。若改為的直線結(jié)構(gòu)，降低制模費用30%。凸臺、肋條的設(shè)計應(yīng)便于起模。 a) b) 托架結(jié)構(gòu)a) 曲線結(jié)構(gòu) b) 直線結(jié)構(gòu)AB 凸臺的設(shè)計a) 改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后a)b)2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系2.鑄件內(nèi)腔設(shè)計盡量減少不必要的型芯，型芯增加材料消耗且工藝復(fù)雜，成本提高，并容易產(chǎn)生鑄造缺陷。 a) b) 內(nèi)腔的設(shè)計a) 改進(jìn)

3、前 b) 改進(jìn)后 上 下a) b) 軸承架的結(jié)構(gòu) a) 改進(jìn)前 b) 改進(jìn)后2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系3.考慮結(jié)構(gòu)斜度為了起摸方便，凡垂直于分型面的非加工表面應(yīng)設(shè)計結(jié)構(gòu)斜度。一般金屬型或機器造型時，結(jié)構(gòu)斜度可取0.51，砂型和手工造型時可取13。 2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系1.鑄件壁厚的設(shè)計鑄件的結(jié)構(gòu)，如果不能滿足合金鑄造性能的要求，將可能產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷。（1）鑄件的最小壁厚:由于每種鑄造合金的流動性不同，在相同的鑄造條件下，所能澆注出的鑄件最小允許壁厚亦不同。如果所設(shè)計鑄件的壁厚小于允許的“最小壁

4、厚”，鑄件就易產(chǎn)生澆不足、冷隔等缺陷。在各種工藝條件下，鑄造合金能充滿腔型的最小厚度，稱為鑄件的最小壁厚。2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系（2）鑄件的臨界壁厚：在鑄造厚壁鑄件時，容易產(chǎn)生縮孔、縮松、結(jié)晶組織粗大等缺陷，從而使鑄件的力學(xué)性能下降。因此，在設(shè)計鑄件時，如果一味地采取增加壁厚的方法來提高鑄件的強度，其結(jié)果可能適得其反。因為各種鑄造合金都存在一個臨界壁厚。在最小壁厚和臨界壁厚之間就是適宜的鑄件壁厚。在砂型鑄造條件下，各種鑄造合金的臨界壁厚約等于其最小壁厚的三倍。2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系（3）鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面鑄件壁過厚容易使鑄件內(nèi)部晶粒粗大，并產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。 a) b) c)壁厚對鑄件的影響a) 圓柱座鑄件 b) 挖空鑄 c) 加強肋板鑄件壁厚逐步過渡 2.5 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.2 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系為減少熱節(jié)，防止縮孔，減少應(yīng)力，防止裂紋，壁間連接應(yīng)有圓角連接并逐步過渡，避免十字交叉和銳角連接，如圖所示。2.鑄件壁間連接的設(shè)計不合理