01-04-01 鑄件的數(shù)字化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主講鐘健單元四鑄件的數(shù)字化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)1端蓋零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)編號(hào)1-3-01端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)分析端蓋零件設(shè)計(jì)過(guò)程單元小結(jié)1234端蓋零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容鑄造零件工程任務(wù)簡(jiǎn)單分析鑄造零件結(jié)構(gòu)工藝性圓角特征的工程意義拔模特征的工程意義教學(xué)重點(diǎn)鑄件的制造工藝性教學(xué)難點(diǎn)鑄件的制造工藝性1、端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出連接端蓋零件是依據(jù)要求設(shè)計(jì)端蓋零件三維模型。連接端蓋零件材質(zhì)：45#材質(zhì)：鑄造鋁合金ZL1051、端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出如圖1所示連接端蓋零件、電機(jī)、剛輪精密配合、端蓋零件已知寬度尺寸如圖2所示，電機(jī)、尺寸如圖3所示，依據(jù)端蓋零件、電機(jī)、殼體配合連接關(guān)系，設(shè)計(jì)端蓋零件三維模型。（1）材質(zhì)：優(yōu)質(zhì)碳素鋼45，建立連接端蓋三維模型（2）鑄造鋁合金：ZL105，建立連接端蓋三維模型剛輪連接端蓋電機(jī)德國(guó)BERGERLAHR電機(jī)1、端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出圖31、端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出1、端蓋零件設(shè)計(jì)任務(wù)提出設(shè)計(jì)要求：保證零件之間的精密配合保證零件之間不轉(zhuǎn)動(dòng)為防止零件尖角傷人，尖角處要倒角。其余結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)條件自行確定。參考資料機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)關(guān)于工程材料部分2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析端蓋零件外形及安裝方式：外圓與殼體配合尺寸相同

、螺釘固定材質(zhì)的選擇：

優(yōu)質(zhì)碳素鋼（用于純切削加工零件）以下材質(zhì)用于鑄造零件鑄鐵：灰鑄鐵（HT100、……、HT350）、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵鑄鋼：如：ZG340-640鑄造鋁合金：ZAlSi9Mg（ZL104）、ZAlSi5Cu1Mg（ZL105）等2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造是將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，以獲得零件或毛坯的方法。被鑄物質(zhì)多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是砂、金屬甚至陶瓷。因應(yīng)不同要求，使用的方法也會(huì)有所不同。商?后母戊方鼎2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析砂型鑄造是指在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價(jià)廉易得，鑄型制造簡(jiǎn)便，對(duì)鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長(zhǎng)期以來(lái)，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析金屬型鑄造金屬型鑄造是將把熔化的金屬液注入用耐高溫材料制作的中空金屬模具內(nèi)，冷凝后得到預(yù)期形狀的制品，這就是鑄造。所得到的制品就是鑄件2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄件2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄件結(jié)構(gòu)工藝性——鑄造件的最小壁厚2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄件結(jié)構(gòu)工藝性——鑄造件的最小壁厚砂型鑄造金屬型鑄造2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的內(nèi)圓角及過(guò)渡尺寸在設(shè)計(jì)和制造模型時(shí)，對(duì)相交壁的交角要做成圓弧過(guò)渡，該圓弧稱為鑄造圓角。圓角有助于金屬的流動(dòng)，減少渦流，有利于成形。同時(shí)又

圖1避免尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而開(kāi)裂。對(duì)需要進(jìn)行電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，因?yàn)閳A角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。對(duì)于模具來(lái)說(shuō)，圓角能使模具的壽命延長(zhǎng)。

2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的內(nèi)圓角及過(guò)渡尺寸其目的是為防止鑄件交角處產(chǎn)生粘砂、縮孔以及由于應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋等缺陷。應(yīng)力集中2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析縮孔是指鋼錠澆注及其他鑄件燒注時(shí)凝固于鑄件頂部因收縮而產(chǎn)生的宏觀空隙缺陷。若縮孔清除不凈，則在鑄錠軋制成型材后在斷面的中心部位輯形成皺褶或孔洞，其附近往往出現(xiàn)嚴(yán)重的疏松及氧化物的聚集。這將嚴(yán)重影響材料的質(zhì)量，并場(chǎng)造成工程構(gòu)件的過(guò)度變形或斷裂事故?？s孔形成過(guò)程2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析應(yīng)力集中物體中應(yīng)力局部增高的現(xiàn)象，一般出現(xiàn)在物體形狀急劇變化的地方，如缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處。應(yīng)力集中能使物體產(chǎn)生疲勞裂紋，也能使脆性材料制成的零件發(fā)生靜載斷裂?？s孔形成過(guò)程2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的內(nèi)圓角及過(guò)渡尺寸2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的內(nèi)圓角及過(guò)渡尺寸圓角有助于金屬的流動(dòng)，減少渦流，有利于成形。同時(shí)又避免尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而開(kāi)裂。對(duì)需要進(jìn)行電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，因?yàn)閳A角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。對(duì)于模具來(lái)說(shuō)，圓角能使模具的壽命延長(zhǎng)。圓角有助于金屬的流動(dòng)，減少渦流，有利于成形。同時(shí)又

圖1避免尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中而開(kāi)裂。對(duì)需要進(jìn)行電鍍和涂覆的壓鑄件更為重要，因?yàn)閳A角是獲得均勻鍍層和防止尖角處鍍層沉積不可缺少的條件。對(duì)于模具來(lái)說(shuō)，圓角能使模具的壽命延長(zhǎng)。

2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的外圓角2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的凸出部分最小尺寸2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的最小鑄孔2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析鑄造件的鑄造斜度鑄造斜度又稱脫模斜度。為了便于從壓鑄模內(nèi)取出壓鑄件和從壓鑄件內(nèi)抽出型芯，壓鑄件應(yīng)具有足夠的和盡可能大的鑄造斜度。通常在設(shè)計(jì)壓鑄件時(shí)，就應(yīng)在結(jié)構(gòu)上留有斜度。壓鑄零件上應(yīng)具有足夠的鑄造斜度，便于鑄件脫出模具的型腔和型芯。中文名鑄造斜度外文名Corehead

2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析壓鑄工藝壓鑄是一種金屬鑄造工藝，其特點(diǎn)是利用模具內(nèi)腔對(duì)融化的金屬施加高壓。模具通常是用強(qiáng)度更高的合金加工而成的，這個(gè)過(guò)程有些類(lèi)似注塑成型。大多數(shù)壓鑄鑄件都是不含鐵的，例如鋅、銅、鋁、鎂、鉛、錫以及鉛錫合金以及它們的合金。根據(jù)壓鑄類(lèi)型的不同，需要使用冷室壓鑄機(jī)或者熱室壓鑄機(jī)。2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析壓鑄工藝鑄造設(shè)備和模具的造價(jià)高昂，因此壓鑄工藝一般只會(huì)用于批量制造大量產(chǎn)品。制造壓鑄的零部件一般只需要四個(gè)主要步驟，單項(xiàng)成本增量很低。壓鑄特別適合制造大量的中小型鑄件，因此壓鑄是各種鑄造工藝中使用最廣泛的一種。同其他鑄造技術(shù)相比，壓鑄的表面更為平整，擁有更高的尺寸一致性。2、端蓋零件設(shè)計(jì)分析壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求故在保證鑄件有足夠強(qiáng)度和剛度的前提下，應(yīng)盡量減小厚度并保持截面的厚薄均勻一致。為了避免縮松等缺陷，對(duì)鑄件的厚壁處應(yīng)減厚，增加加強(qiáng)筋。壓鑄件的壁厚一般以2～4mm為宜，同一壓鑄件內(nèi)最大壁厚與最小壁厚之比不要大于3∶1。壁厚處的面積a×b（cm2）鋅合金

鋁合金鎂合金銅合金

壁厚h（mm）

最小正常最小正常最小正常最小正?！?50.51.50.82.00.82.00.81.5＞25～1001.01.81.22.51.22.51.52.0＞100～5001.52.21.83.01.83.02.02.5＞5002.02.52.54.02.54.02.53.0表2壓鑄件的最小圓角半徑（mm）壓鑄合金圓角半徑R壓鑄合金圓角半徑R鋅合金0.5鋁、鎂合金1.0鋁錫合金0.5銅合金1.5鋁合金壓鑄件的圓角半徑R一般不宜小于1mm，最小圓角半徑為0.5mm，見(jiàn)表2。鑄造圓角半徑的計(jì)算見(jiàn)圖3。圖3：鑄造圓角半徑的計(jì)算（mm）說(shuō)明：計(jì)算后的最小圓角應(yīng)符合表2的要求。3、端蓋零件設(shè)計(jì)過(guò)程外形特征分析圓盤(pán)+長(zhǎng)方體材質(zhì)：45#材質(zhì)：鑄造鋁合金ZL105指定材質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于材料的設(shè)計(jì)，材料決定了產(chǎn)品的厚度、強(qiáng)度、可靠性、穩(wěn)定性等一系列影響產(chǎn)