第五章鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容鑄件的結(jié)構(gòu)由外形和內(nèi)腔組成，外形和內(nèi)腔又由壁及壁厚、壁與壁的連接、圓角、加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)要素按一定要求組合而成。鑄件工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求主要是從便于造型、制芯、清理以及減少鑄造缺陷考慮出發(fā)，包括對(duì)外形、鑄件內(nèi)腔和鑄件結(jié)構(gòu)斜度等方面的要求。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則1)必須針對(duì)不同的鑄造合金的性能、鑄造方法、產(chǎn)品多少和生產(chǎn)條件，綜合考慮合理的結(jié)構(gòu)。2)鑄件壁厚的變化對(duì)金屬的力學(xué)性能均有影響。3)鑄件的最小壁厚必須結(jié)合零件的復(fù)雜程度、尺寸大小、材料以及制造商技術(shù)來確定。4)簡(jiǎn)化模樣設(shè)計(jì)。5)易于造型及合理確定分型面，盡量避免或減少采用型芯，便于落砂清理。6)考慮澆注的特點(diǎn)。7)充分考慮材料的不同特性。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容1、鑄件的外形設(shè)計(jì)鑄件的外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于進(jìn)行造型、合型、拔模時(shí)方便，并有利于機(jī)械造型。鑄件外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則1）避免鑄件外形側(cè)凹；2）鑄件外形應(yīng)去掉不必要的外圓角；3）設(shè)計(jì)鑄件上的凸臺(tái)和筋條時(shí)，應(yīng)考慮造型方便；4）鑄件的外形應(yīng)盡可能使分型面數(shù)目最少。二、鑄件工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容外形側(cè)凹外形圓角CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容外型凸臺(tái)設(shè)計(jì)CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容減少分型面CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容2、鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)鑄件內(nèi)腔設(shè)計(jì)的好，不僅可以減少型芯的數(shù)量，降低工裝費(fèi)用，而且有利于型芯的穩(wěn)固、排氣和清理，以防偏芯和氣孔缺陷。鑄件的內(nèi)腔設(shè)計(jì)原則1）盡可能不用或少用型芯，使工藝簡(jiǎn)化；2）鑄件內(nèi)腔負(fù)雜需要型芯時(shí)，應(yīng)考慮型芯是否穩(wěn)固，排氣和清理是否方便；3）若一些鑄件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)不利于型芯的穩(wěn)固、排氣和清理，應(yīng)考慮增設(shè)工藝孔。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容不用型芯CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容型芯穩(wěn)固CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容3、鑄件結(jié)構(gòu)斜度

鑄件上所有垂直于分型面的不加工表面上設(shè)計(jì)的斜度應(yīng)具有最好具有結(jié)構(gòu)斜度，這樣起模省力、鑄件精度高。結(jié)構(gòu)斜度的大小隨垂直壁的高度而異，高度越小、斜度越大；內(nèi)側(cè)斜度應(yīng)大于外側(cè)斜度。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容三、性能及品質(zhì)對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1、避免變形和裂紋產(chǎn)生CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容2、有利于防止夾渣、氣孔產(chǎn)生；防止過大面積的水平面。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容3、有利于清砂、切冒口、去飛邊、打磨修正等。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容四、合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1、鑄件的最小壁厚在一定條件下，鑄造合金液能充滿鑄型的最小厚度稱為鑄造合金的最小壁厚。為了避免鑄件的澆不足和冷隔等缺陷，鑄件的設(shè)計(jì)壁厚不應(yīng)小于最小壁厚。最小壁厚主要依據(jù)合金的種類和鑄件尺寸大小來決定。壁厚應(yīng)盡可能均勻，當(dāng)有差別時(shí)，應(yīng)使其順序凝固。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容2、鑄件的臨界壁厚由于厚壁鑄件易產(chǎn)生縮孔、縮松、晶粒粗大、偏析等缺陷，從而使鑄件的力學(xué)性能下降。各種鑄造合金均存在一個(gè)臨界壁厚，超過臨界壁厚后，鑄件的承載能力并不與鑄件厚度成比例增加，而是顯著下降。所以，設(shè)計(jì)厚大鑄件時(shí)，要避免以增加壁厚來提高強(qiáng)度。砂型鑄造各種鑄造合金鑄件的臨界壁厚可按其最小壁厚的3倍來考慮。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容3、鑄件的內(nèi)壁厚度

鑄造時(shí)內(nèi)壁的散熱條件差、凝固速度較慢，其力學(xué)性能低；且在內(nèi)外壁交接處容易產(chǎn)生熱裂紋。因此在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)其內(nèi)壁厚度應(yīng)小于外壁厚度。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)圓角鑄件的壁厚且均勻CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容4、鑄件壁的過渡和連接1）鑄件壁厚截面變化處的過渡形式：厚壁與薄壁間的連接應(yīng)平緩逐漸過渡。2）鑄件的結(jié)構(gòu)圓角：鑄件壁間的轉(zhuǎn)角處一般應(yīng)具有結(jié)構(gòu)圓角。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容接頭大致分為L(zhǎng)型、T型、V型、Y型和十字型等五種；在接頭處，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中、裂紋、變形、縮孔、縮松等缺陷。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選用L型接頭，以減少和分散熱節(jié)點(diǎn)，并避免交叉連接。5、鑄壁有各種類型的接頭，應(yīng)避免銳角連接CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容6、加強(qiáng)筋或防裂筋的設(shè)計(jì)1）為了增加鑄件的力學(xué)性能和減輕鑄件的質(zhì)量，消除縮孔和防止裂紋、變形、夾砂等缺陷，在鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)大量采用加強(qiáng)筋。2）設(shè)計(jì)筋時(shí)要盡量分散和減少熱節(jié)點(diǎn)，避免多條筋相互交叉，筋與筋和筋與壁的連接處要有圓角過渡，垂直于分型面的筋應(yīng)有鑄造斜度。3）在設(shè)計(jì)鑄鐵件加強(qiáng)筋時(shí)，應(yīng)使加強(qiáng)筋處在壓應(yīng)力狀態(tài)下工作。4）減緩筋、輻收縮的阻礙。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第一節(jié)鑄件設(shè)計(jì)的內(nèi)容CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它方面一、鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮鑄造合金的一些特殊使用性能鑄鐵抗壓性能好，抗拉性差，因此，不宜用在抗拉的受力狀態(tài)。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它方面二、鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮不同鑄造工藝的特殊性不同的鑄造工藝均有其局限，因而，鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須遵循各鑄造工藝的適應(yīng)性。1、熔模鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊性

1）孔和槽不宜過小和過深，一般要大于2mm。通孔的深徑比應(yīng)在4～6，盲孔則小于2；槽寬大于2，寬深比控制在2～6。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它方面

2）因熔模型殼的高溫強(qiáng)度低，易變形，平板型殼的變形更甚，因此，熔模鑄件應(yīng)盡量避免有大平面，否則，應(yīng)設(shè)計(jì)工藝孔或工藝?yán)?。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它方面2、壓鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特殊要求盡量避免側(cè)凹和深腔，若存在側(cè)凹和深腔時(shí)，首先確保側(cè)凹或深腔與開模方向一致，便于抽芯。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNIVERSITY第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其它方面三、鑄件結(jié)構(gòu)的剖分與組合1、鑄件結(jié)構(gòu)的剖分設(shè)計(jì)采用焊接、連接件連接、鑲嵌等方法，降低鑄造難度，滿足相關(guān)要求。CHONGQINGTECHNOLOGYANDBUSINESSUNI