机械工程材料及成型工艺第九

本次(běncì)课的内容铸件(zhùjiàn)结构设计精品资料铸件(zhùjiàn)结构设计一、铸件结构的合理性二、铸件结构的工艺性三、铸造(zhùzào)方法对铸件结构的特殊要求精品资料一、铸件(zhùjiàn)结构的合理性（一）铸件应有合理的壁厚

每一种铸造合金都有其适宜的铸件壁厚范围(fànwéi)，铸件壁厚过大或过小都会对铸件产生不良影响。若选定合金的适宜壁厚不能满足零件力学性能的要求，则应改选高强度的材料或选择合理的截面形状以及增设加强肋等措施，见右图。铸件的壁厚应合理精品资料（二）铸件壁厚应力求均匀。所谓(suǒwèi)壁厚均匀，是指铸件的各部分具有冷却速度相近的壁厚，见右图。铸件的内壁厚度应略小于外壁厚度。铸件(zhùjiàn)的壁厚应均匀精品资料（三）铸件(zhùjiàn)壁的联接形式要合理

1.铸件(zhùjiàn)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，见下图。铸件(zhùjiàn)壁厚的过渡形式精品资料2.对于铸件结构中有两个或三个甚至更多个壁相连的情况，可采用(cǎiyòng)交错接头或环形接头的形式，见下图。铸件(zhùjiàn)壁联结应尽量避免金属积聚精品资料（四）铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形

铸件在结构设计时，应尽量使其能自由收缩，以减小应力，避免裂纹(lièwén)。如下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。轮辐(lúnfú)的设计精品资料二、铸件(zhùjiàn)结构的工艺性（一）铸件的外形设计1.应使铸件具有最少的分型面

减少铸件分型面的数量，不仅(bùjǐn)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，从而提高铸件的精度。下图所示端盖结构，由于下图a存在法兰凸缘，不能采用简单的两箱造型。若改成下图b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。端盖的设计精品资料2.应尽量使分型面平直(pínɡzhí)

平直(pínɡzhí)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。如下图a所示的杠杆零件，在造型时只能采用不平分型面，若改成下图b所示的形状，铸型的分型面则为一简单的平面。杠杆铸件(zhùjiàn)结构精品资料3.避免外部侧凹

铸件在起模方向(fāngxiàng)上若有侧凹，见下图a，就必须再造型时增加较大的外壁型芯才能起模，若将其改成下图b所示结构，则可省去外壁型芯，显然后一种结构是合理的。铸件(zhùjiàn)两种结构比较可以不要精品资料4.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，应考虑便于造型起模，尽量避免使用(shǐyòng)活块或外壁型芯。如下图a、b所示。铸件(zhùjiàn)整体凸台结构设计精品资料5.铸件要有结构斜度

铸件上垂直于分型面的不加工表面应设计(shèjì)出一定的斜度，称为结构斜度。结构斜度便于起模，并可延长模具的使用寿命。见下图。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。凸台的结构斜度可达30°-50°。铸件结构(jiégòu)斜度精品资料（二）铸件内腔的设计1.应使铸件尽可能不用或少用型芯

下图是悬臂支架(zhījià)的两种设计方案，下图a采用方形中空截面，为形成其内腔，必须采用型芯；若改为下图b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，也可保证铸件的质量，故后者的设计是合理的。悬臂(xuánbì)支架精品资料2.铸件的内腔设计应使型芯安放稳固、排气容易、清砂方便。

型芯的固定主要依靠芯头来保证，如下图所示轴承支架铸件，若采用下图a的结构，则需要两个型芯，而且其中大的型芯呈悬臂状态，装配时必须(bìxū)采用芯撑作辅助支撑，若改成下图b所示的形状，采用一个整体型芯来形成铸件的空腔，则既可增加型芯的稳固性，又改善了型芯排气和清理条件，显然后者的设计是合理的。轴承(zhóuchéng)架铸件精品资料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(gōngyì)孔，用以增加芯头的数量，稳固型芯。如下图b所示。增设(zēnɡshè)工艺孔结构精品资料3.铸件结构设计中应避免封闭空腔。

下图a所示铸件为封闭空腔结构，其型芯安放困难、排气不畅、难于清砂，若改成(ɡǎichénɡ)下图b