第二章 铸件结构设计

1、铸件结构设计铸件结构设计铸件结构设计铸件结构设计铸件结构设计铸件结构设计 铸件结构设计或者称为铸件结构的铸造工艺性铸件结构设计或者称为铸件结构的铸造工艺性分析，包括：铸件结构的合理性；铸件结构的工分析，包括：铸件结构的合理性；铸件结构的工艺性；铸件结构对铸造方法的适应性。艺性；铸件结构对铸造方法的适应性。 v铸件结构的合理性铸件结构的合理性v铸造方法对铸件结构的特殊要求铸造方法对铸件结构的特殊要求 v铸件结构的工艺性铸件结构的工艺性铸件结构设计铸件结构设计铸件结构的工艺性铸件结构的工艺性 （一）铸件的外形设计（一）铸件的外形设计 （二）铸件内腔的设计（二）铸件内腔的设计 铸件结构设计铸件结构设

2、计 1. 1. 应使铸件具有最少的分型面应使铸件具有最少的分型面 减少铸件分型面的数量，不仅可以减少砂箱的用量，减少铸件分型面的数量，不仅可以减少砂箱的用量，降低造型工时，而且可以减少错箱、偏芯等缺陷，从而提降低造型工时，而且可以减少错箱、偏芯等缺陷，从而提高铸件的精度。图示端盖结构，存在法兰凸缘，不能采用高铸件的精度。图示端盖结构，存在法兰凸缘，不能采用简单的两箱造型。若改成图所示的结构，取消上部的凸缘，简单的两箱造型。若改成图所示的结构，取消上部的凸缘，使铸件仅有一个分型面，则将大大简化造型操作。使铸件仅有一个分型面，则将大大简化造型操作。铸件的外形设计铸件的外形设计 铸件结构设计铸件结构

3、设计 2. 2. 应尽量使分型面平直应尽量使分型面平直 平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；同时，铸件的毛边少，便于清理。如图同时，铸件的毛边少，便于清理。如图a a所示的杠杆零件，所示的杠杆零件，在造型时只能采用不平分型面，若改成图在造型时只能采用不平分型面，若改成图b b所示的形状，所示的形状，铸型的分型面则为一简单的平面。铸型的分型面则为一简单的平面。 铸件的外形设计铸件的外形设计 铸件结构设计铸件结构设计 3. 3. 避免外部侧凹避免外部侧凹 铸件在起模方向上若有侧凹，见图铸件在起模方向上若有侧凹，见图a a，就必须在造型，就

4、必须在造型时增加较大的外壁型芯才能起模，若将其改成图时增加较大的外壁型芯才能起模，若将其改成图b b所示结所示结构，则可省去外壁型芯，显然后一种结构是合理的。构，则可省去外壁型芯，显然后一种结构是合理的。 铸件的外形设计铸件的外形设计 铸件结构设计铸件结构设计 4. 4. 改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋条的结构改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋条的结构 设计铸件上的凸台、凸缘和肋条结构时，应考虑便于设计铸件上的凸台、凸缘和肋条结构时，应考虑便于造型起模，尽量避免使用活块或外壁型芯。造型起模，尽量避免使用活块或外壁型芯。 铸件的外形设计铸件的外形设计 铸件结构设计铸件结构设计 5. 5. 铸件要有结构斜

5、度铸件要有结构斜度 结构斜度便于起模，并可延长模具的使用寿命。见图。结构斜度便于起模，并可延长模具的使用寿命。见图。铸件结构斜度的大小和许多因素有关，如铸件的高度、造铸件结构斜度的大小和许多因素有关，如铸件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度应越大。凸台的结构斜度可型的方法等，高度越低，斜度应越大。凸台的结构斜度可达达3030-50-50。 铸件的外形设计铸件的外形设计 铸件结构设计铸件结构设计 1. 1. 应使铸件尽可能不用或少用型芯应使铸件尽可能不用或少用型芯 图图示示是悬臂支架的两种设计方案，图采用方形中空截是悬臂支架的两种设计方案，图采用方形中空截面，为形成其内腔，必须采用型芯；若改为

6、图所示工字形面，为形成其内腔，必须采用型芯；若改为图所示工字形开式截面，则可避免型芯的使用，这样在简化造型的同时，开式截面，则可避免型芯的使用，这样在简化造型的同时，也可保证铸件的质量，故后者的设计是合理的。也可保证铸件的质量，故后者的设计是合理的。 铸件内腔的设计铸件内腔的设计 铸件结构设计铸件结构设计 2. 2. 铸件的内腔设计应使型芯安放稳固、排气容易、铸件的内腔设计应使型芯安放稳固、排气容易、清砂方便。清砂方便。 型芯的固定主要依靠芯头来保证，如图所示轴承支架型芯的固定主要依靠芯头来保证，如图所示轴承支架铸件，若采用图铸件，若采用图a a，则需两个型芯，且其中大的型芯呈悬，则需两个型芯

7、，且其中大的型芯呈悬臂状态，装配时须采用芯撑作辅助支撑，若改成图臂状态，装配时须采用芯撑作辅助支撑，若改成图b b，采，采用一个整体型芯来形成铸件空腔，则既可增加型芯的稳固用一个整体型芯来形成铸件空腔，则既可增加型芯的稳固性，又改善型芯排气和清理条件。性，又改善型芯排气和清理条件。 铸件内腔的设计铸件内腔的设计 铸件结构设计铸件结构设计 对于因芯头不足而难于固定型芯的铸件，在不影响使对于因芯头不足而难于固定型芯的铸件，在不影响使用功能的前提下，可设计出适当大小和数量的工艺孔，用用功能的前提下，可设计出适当大小和数量的工艺孔，用以增加芯头的数量，稳固型芯。以增加芯头的数量，稳固型芯。 铸件内腔的

8、设计铸件内腔的设计 铸件结构设计铸件结构设计便于型芯的安放、固定便于型芯的安放、固定 铸件结构设计铸件结构设计 每一种铸造合金都有其每一种铸造合金都有其适宜的铸件壁厚范围，铸件适宜的铸件壁厚范围，铸件壁厚过大或过小都会对铸件壁厚过大或过小都会对铸件产生不良影响。若选定合金产生不良影响。若选定合金的适宜壁厚不能满足零件力的适宜壁厚不能满足零件力学性能的要求，则应改选高学性能的要求，则应改选高强度的材料或选择合理的截强度的材料或选择合理的截面形状以及增设加强肋等措面形状以及增设加强肋等措施施 。最小最小壁壁厚见表厚见表28。铸件应有合理的壁厚铸件应有合理的壁厚铸件结构设计铸件结构设计 所谓壁厚均匀

9、，是指铸所谓壁厚均匀，是指铸件的各部分具有冷却速度相件的各部分具有冷却速度相近的壁厚，见右图。铸件的近的壁厚，见右图。铸件的内壁厚度应略小于外壁厚度。内壁厚度应略小于外壁厚度。铸件应力求壁厚均匀铸件应力求壁厚均匀铸件结构设计铸件结构设计铸件应有合理的壁厚铸件应有合理的壁厚 #铸件结构设计铸件结构设计 1. 1. 铸件如果因为结构需要不能做到壁厚均匀，则不铸件如果因为结构需要不能做到壁厚均匀，则不同壁厚的联接应采用逐渐过渡的形式同壁厚的联接应采用逐渐过渡的形式 铸件壁的联接形式要合理铸件壁的联接形式要合理铸件结构设计铸件结构设计 2. 2. 对于铸件结构中有两个或三个甚至更多个壁相连对于铸件结构

10、中有两个或三个甚至更多个壁相连的情况，可采用交错接头或环形接头的形式的情况，可采用交错接头或环形接头的形式 铸件壁的联接形式要合理铸件壁的联接形式要合理铸件结构设计铸件结构设计铸件壁的联接形式要合理铸件壁的联接形式要合理 *铸件结构设计铸件结构设计 过大的平面不利于金属液的填充，容易产生浇不到等过大的平面不利于金属液的填充，容易产生浇不到等缺陷，在进行铸件的结构设计时，应尽量将水平面设计成缺陷，在进行铸件的结构设计时，应尽量将水平面设计成倾斜形状倾斜形状 尽量避免过大的水平面尽量避免过大的水平面铸件结构设计铸件结构设计 铸件在结构设计时，应尽量使其能自由收缩，以减小铸件在结构设计时，应尽量使其

11、能自由收缩，以减小应力，避免裂纹。如图所示的弯曲轮辐和奇数轮辐的设计，应力，避免裂纹。如图所示的弯曲轮辐和奇数轮辐的设计，可使铸件能较好地自由收缩。可使铸件能较好地自由收缩。 铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形铸件结构设计铸件结构设计铸造方法对铸件结构的特殊要求铸造方法对铸件结构的特殊要求 （一）熔模铸件（一）熔模铸件（三）（三）压铸件压铸件 （二）金属型铸件（二）金属型铸件 铸件结构设计铸件结构设计1. 1. 便于蜡模的制造便于蜡模的制造熔模铸件熔模铸件 2.2.铸件上的孔、槽不宜过小或过深铸件上的孔、槽不宜过小或过深 ，不利于制壳时涂料，不

12、利于制壳时涂料和砂粒顺利地充填熔模上相应的孔洞；同时，铸件的清砂和砂粒顺利地充填熔模上相应的孔洞；同时，铸件的清砂工作带来困难。工作带来困难。孔径应大于孔径应大于2mm (2mm (薄件薄件0.5mm) 0.5mm) 。通孔时，孔深孔径通孔时，孔深孔径4-64-6，不通，不通孔时，孔深孔径孔时，孔深孔径2 2。槽宽应大。槽宽应大于于2mm2mm，槽深不超过槽宽的，槽深不超过槽宽的2-62-6倍。倍。3. 3. 减少热节，壁厚力求均匀减少热节，壁厚力求均匀 熔模铸造一般不单独设置冒熔模铸造一般不单独设置冒口，而是利用加粗的直浇道作为冒口直接补缩铸件。与此口，而是利用加粗的直浇道作为冒口直接补缩铸

13、件。与此工艺相适应，应尽量采用薄壁结构，并使壁厚分布符合定工艺相适应，应尽量采用薄壁结构，并使壁厚分布符合定向凝固原则。向凝固原则。4. 4. 避免大平板结构避免大平板结构 由于熔模型壳的高温强度较低，容易由于熔模型壳的高温强度较低，容易变形，所以设计铸件结构时，应尽量避免大的平面变形，所以设计铸件结构时，应尽量避免大的平面铸件结构设计铸件结构设计1. 1. 铸件的外形和内腔应力求简单，尽可能加大铸件的结铸件的外形和内腔应力求简单，尽可能加大铸件的结构斜度，避免采用直径过小或过深的孔，以便于抽出型芯构斜度，避免采用直径过小或过深的孔，以便于抽出型芯和保证铸件顺利取出。和保证铸件顺利取出。金属型

14、铸件金属型铸件 2. 2. 铸件的壁厚要均匀，以防出现缩松和裂纹缺陷；同时铸件的壁厚要均匀，以防出现缩松和裂纹缺陷；同时要注意壁厚不能太薄，尽量避免大的水平壁，以防止浇不要注意壁厚不能太薄，尽量避免大的水平壁，以防止浇不到、冷隔等缺陷，如铝硅合金铸件的最小壁厚为到、冷隔等缺陷，如铝硅合金铸件的最小壁厚为2mm4mm2mm4mm，铝镁合金的最小壁厚为铝镁合金的最小壁厚为3mm3mm5mm5mm。铸件结构设计铸件结构设计1. 1. 压铸件应尽量消除侧凹和深腔。压铸件应尽量消除侧凹和深腔。压铸件压铸件 3. 3. 压铸可以采用镶嵌件，应充分发挥镶嵌件的优越性，压铸可以采用镶嵌件，应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。以便