機(jī)械工程材料及成型工藝第九

本次(běncì)課的內(nèi)容鑄件(zhùjiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品資料鑄件(zhùjiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性三、鑄造(zhùzào)方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求精品資料一、鑄件(zhùjiàn)結(jié)構(gòu)的合理性（一）鑄件應(yīng)有合理的壁厚

每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍(fànwéi)，鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產(chǎn)生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿足零件力學(xué)性能的要求，則應(yīng)改選高強(qiáng)度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設(shè)加強(qiáng)肋等措施，見右圖。鑄件的壁厚應(yīng)合理精品資料（二）鑄件壁厚應(yīng)力求均勻。所謂(suǒwèi)壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚，見右圖。鑄件的內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁厚度。鑄件(zhùjiàn)的壁厚應(yīng)均勻精品資料（三）鑄件(zhùjiàn)壁的聯(lián)接形式要合理

1.鑄件(zhùjiàn)如果因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)需要不能做到壁厚均勻，則不同壁厚的聯(lián)接應(yīng)采用逐漸過渡的形式，見下圖。鑄件(zhùjiàn)壁厚的過渡形式精品資料2.對于鑄件結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)或三個(gè)甚至更多個(gè)壁相連的情況，可采用(cǎiyòng)交錯(cuò)接頭或環(huán)形接頭的形式，見下圖。鑄件(zhùjiàn)壁聯(lián)結(jié)應(yīng)盡量避免金屬積聚精品資料（四）鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形

鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使其能自由收縮，以減小應(yīng)力，避免裂紋(lièwén)。如下圖所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計(jì)，可使鑄件能較好地自由收縮。輪輻(lúnfú)的設(shè)計(jì)精品資料二、鑄件(zhùjiàn)結(jié)構(gòu)的工藝性（一）鑄件的外形設(shè)計(jì)1.應(yīng)使鑄件具有最少的分型面

減少鑄件分型面的數(shù)量，不僅(bùjǐn)可以減少砂箱的用量，降低造型工時(shí)，而且可以減少錯(cuò)箱、偏芯等缺陷，從而提高鑄件的精度。下圖所示端蓋結(jié)構(gòu)，由于下圖a存在法蘭凸緣，不能采用簡單的兩箱造型。若改成下圖b所示的結(jié)構(gòu)，取消上部的凸緣，使鑄件僅有一個(gè)分型面，則將大大簡化造型操作。端蓋的設(shè)計(jì)精品資料2.應(yīng)盡量使分型面平直(pínɡzhí)

平直(pínɡzhí)的分型面可避免操作費(fèi)時(shí)的挖砂造型或假箱造型；同時(shí)，鑄件的毛邊少，便于清理。如下圖a所示的杠桿零件，在造型時(shí)只能采用不平分型面，若改成下圖b所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡單的平面。杠桿鑄件(zhùjiàn)結(jié)構(gòu)精品資料3.避免外部側(cè)凹

鑄件在起模方向(fāngxiàng)上若有側(cè)凹，見下圖a，就必須再造型時(shí)增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成下圖b所示結(jié)構(gòu)，則可省去外壁型芯，顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。鑄件(zhùjiàn)兩種結(jié)構(gòu)比較可以不要精品資料4.改進(jìn)妨礙起模的凸臺、凸緣和肋條的結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)鑄件上的凸臺、凸緣和肋條結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮便于造型起模，盡量避免使用(shǐyòng)活塊或外壁型芯。如下圖a、b所示。鑄件(zhùjiàn)整體凸臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品資料5.鑄件要有結(jié)構(gòu)斜度

鑄件上垂直于分型面的不加工表面應(yīng)設(shè)計(jì)(shèjì)出一定的斜度，稱為結(jié)構(gòu)斜度。結(jié)構(gòu)斜度便于起模，并可延長模具的使用壽命。見下圖。鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān)，如鑄件的高度、造型的方法等，高度越低，斜度應(yīng)越大。凸臺的結(jié)構(gòu)斜度可達(dá)30°-50°。鑄件結(jié)構(gòu)(jiégòu)斜度精品資料（二）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)1.應(yīng)使鑄件盡可能不用或少用型芯

下圖是懸臂支架(zhījià)的兩種設(shè)計(jì)方案，下圖a采用方形中空截面，為形成其內(nèi)腔，必須采用型芯；若改為下圖b所示工字形開式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡化造型的同時(shí)，也可保證鑄件的質(zhì)量，故后者的設(shè)計(jì)是合理的。懸臂(xuánbì)支架精品資料2.鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)應(yīng)使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便。

型芯的固定主要依靠芯頭來保證，如下圖所示軸承支架鑄件，若采用下圖a的結(jié)構(gòu)，則需要兩個(gè)型芯，而且其中大的型芯呈懸臂狀態(tài)，裝配時(shí)必須(bìxū)采用芯撐作輔助支撐，若改成下圖b所示的形狀，采用一個(gè)整體型芯來形成鑄件的空腔，則既可增加型芯的穩(wěn)固性，又改善了型芯排氣和清理?xiàng)l件，顯然后者的設(shè)計(jì)是合理的。軸承(zhóuchéng)架鑄件精品資料對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下，可設(shè)計(jì)出適當(dāng)大小和數(shù)量的工藝(gōngyì)孔，用以增加芯頭的數(shù)量，穩(wěn)固型芯。如下圖b所示。增設(shè)(zēnɡshè)工藝孔結(jié)構(gòu)精品資料3.鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免封閉空腔。

下圖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、難于清砂，若改成(ɡǎichénɡ)下圖b