4.1铸件结构设计.ppt

金属工艺学多媒体课件 第四章 铸件结构与工艺设计 铸造工艺对铸件结构的要求 合金铸造性能对铸件结构的要求 铸造方法对铸件结构的要求 1.铸件的外形设计 原则：外形设计应避免外形侧凹,简化工艺 便于型芯的稳定、排气和铸件的清理 结构斜度是指在铸件垂直于分型面的非加工面上设计的斜度。它直接在零件图上标出，斜度值较大。 拔模斜度是在造型和制芯时，为便于把模型或芯子取出，在起模方向上做出的一定斜度。拔模斜度在铸造工艺图上或模型图上标出。它是对零件图上没有结构斜度的立壁（垂直于分型面的非加工面上），给予的一个较小角度。 原则2: 铸件壁厚应均匀， 避免厚大截面 缺陷分析： 铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔 2.铸件壁的连接 原则： 1.铸件的结构圆角； 2.避免铸件壁的锐角连接； 3.厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡； 4.减缓肋、辐收缩的阻碍； 5.避免出现过大的水平面。 6.细长、易挠曲的梁形铸件截面应对称。 原则2：避免锐角连接 缺陷分析： 锐角连接处易出现热结合应力，并会导致应力集中，从 而产生裂纹、缩孔等缺陷。 原则3：减缓肋、辐收缩的阻碍 缺陷分析：铸件各部分冷却速度不同而收缩不一致，形成较大的内应力。 当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹。 实例分析1： * * * * * * 4.1液态金属成型件的结构设计 铸件的结构工艺性是指铸件的结构在满足其使用要求的前提下，还要考虑铸件结构与铸造工艺的关系以及铸件结构与所选铸造合金性能的关系。 一 铸造工艺对铸件结构的要求 实例分析： 原则：外形设计凸台应考虑便于造型 合理设计凸台和避免侧壁具有防碍拔模的局部凹陷结构 不合理 合理 合理设计凸台和避免侧壁具有防碍拔模的局部凹陷结构 不合理 合理 2.铸件的内腔设计 原则：减少型芯数量，利于型芯的固定、排气和清理。 作用：防止偏芯、气孔等缺陷的产生； 简化造型工艺，降低成本。 实例分析： 不合理 合理 减少型芯的数量，避免不必要的型芯 实例分析： a)需要两个型芯、且有悬臂不稳固 b)需要一个型芯、无悬臂、稳固 不合理 合理 铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理 设计铸件应合理确定结构斜度 不合理 合理 缺陷分析： 结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间 概念： 二 合金铸造性能对铸件结构的要求 1.铸件壁厚的设计 原则1：合理设计铸件壁厚 最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。 临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的3倍。 如果所设计铸件的壁厚小于允许的 “最小壁厚”，铸件就易产生浇不足、冷隔等缺陷。 另一方面，在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、 缩松、结晶组织粗大等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。 铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节的结构 不合理 合理 铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节的结构 不合理 合理 铸件的各壁之间应均匀过渡，两个非加工表面所形成的内角应设计成圆角 不合理 合理 铸件的各壁之间应均匀过渡，两个非加工表面所形成的内角应设计成圆角 不合理 合理 避免铸件产生翘曲变形 不合理 合理 利用加强筋增加铸件的刚度和强度，防止铸件变形 避免铸件产生翘曲变形：细长、易挠曲的梁形铸件截面应对称。 不合理 合理 避免铸件大的水平平面结构 不合理 合理 大水平面，熔融金属上升慢，易产生浇不足、冷隔 铸型大平面长时间烘烤，易造成夹砂 不利于气体、夹杂物排除，易产生气孔、夹渣 铸件结构设计 结合铸造方法的合理结构 熔模铸造成形件的结构 设计熔模铸造时应考虑的问题： 便于从压型中取出蜡模和型芯 孔、槽不宜过小或过深 壁厚均匀、同时凝固、避免分散的热节 不合理 合理 * * * * * *