第二章 砂型铸造结构设计

2020/1/1914.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求4.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求4.4.3不同成形工艺对铸件结构的要求4.4液态金属成型件的结构设计2020/1/192知识点:铸件的外型应便于取出模样铸件结构斜度铸件结构的工艺性铸件结构与铸造工艺的关系铸件结构与合金铸造性能的关系合理设计铸件内腔铸件的壁厚应尽可能均匀铸件壁的连接防裂筋的应用减缓筋与辐收缩时的阻力铸件的外形应便于取出模样2020/1/1931.铸件的外形设计原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺4.4.1砂型铸造工艺对铸件结构的要求实例分析：2020/1/194实例分析：2020/1/195实例分析：2020/1/1962.铸件的内腔设计原则：减少形芯数量，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。铸件内腔设计减少型芯的数量，避免不必要的型芯；便于型芯的稳定、排气和铸件的清理。2020/1/197减少型芯的数量，避免不必要的型芯实例分析：2020/1/198实例分析：2020/1/199便于型芯的稳定、排气和铸件的清理实例分析：2020/1/1910实例分析：2020/1/1911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：4.4.2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。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。2020/1/1912原则2:铸件壁后应均匀，避免厚大截面缺陷分析：铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔2020/1/19132.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。2020/1/1914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。2020/1/1915原则4：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1：2020/1/1916实例分析2：改进后的交错接头或环状接头，其热节均较改进的小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。2020/1/1917原则5：避免出现过大的水平面缺陷分析：薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄壁件金属液散热冷却快，渣、气易滞留在顶面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣缺陷。实例：2020/1/19184.3.3不同成型工艺对铸件结构的要求1.压铸件的结构设计2.熔模铸件的结构设计3.铸件的组合设计2020/1/19191.压铸件的结构设计原则：应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便于抽芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。实例：2020/1/1920原则：孔、槽不易过小或过深，便于浸渍涂料和撒砂；尽量避免出现大平面。实例：2.熔模铸件的结构设计2020/1/1921组合设计：可将大铸件或形状复杂的铸件，设计成几个较小的铸件，经机加工后，再用焊接或螺纹连接方式将其组合成整体。实例1：3.铸件的组合设计2020/1/1922实例2：实例3：2020/1/1923思考题1：如图所示铸件结有何改进之处？怎样修改？2020/1/1924思考题2：为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结构。（孔的尺寸、形状不能变）2020/1/1925思考题3：图示压铸件的结构有何缺点，应如何改进？