铸件的结构设计
第 页,1,§1 合金铸造性能对铸件结构的要求 §2 砂型铸造工艺对铸件结构的要求 §3 不同成形工艺对铸件结构的要求,第五节 液态金属成型件的结构设计,第 页,2,结论:铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间,§1 合金铸造性能对铸件结构的要求Requirements of Foundry Technological Properties to Casting Structure,1.铸件壁厚的设计,原则1:合理设计铸件壁厚,概念: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。,缺陷分析: 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。,第 页,3,原则2: 铸件壁后应均匀, 避免厚大截面常用的方法: 避免厚大截面的设计(第4-6张) 保证刚度的设计 (第7张) 缺陷分析: 铸铸件如果壁厚过大会出现集中的缩孔防止缩孔采用的设计(第8张),第 页,4,返 回,不合理结构,合理结构,筋的作用,第 页,5,返 回,不合理结构,合理结构,第 页,6,不合理结构,合理结构,第 页,7,第 页,8,第 页,9,2.铸件壁的连接,结构要素: 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。,第 页,10,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。,第 页,11,返 回,不合理结构,合理结构,第 页,12,(3)铸件厚壁与薄壁间的连接要逐渐过渡,当设计铸件的壁厚不能完全均匀时,厚壁与薄壁的联接应采用逐步过渡的连接方法,避免由于壁厚的突变而产生应力集中。,第 页,13,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:肋板的应用和布置,第 页,14,第 页,15,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。,第 页,16,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:,第 页,17,1.铸件的外形设计,原则:外形设计应便于起模,简化造型工艺,§2 砂型铸造工艺对铸件结构的要求Requirements of Foundry Technology to Casting Structure,实例分析:1避免三箱造型,防止侧凹,结构斜度,斜度2,斜度3,铸件结构设计的几个实例动画演示,a) 零件图,b) 铸造工艺图,拔模斜度,结构斜度,问题:拔模斜度为什么不可以选得大一些?,返 回,平板零件,a) 不合理设计,b) 合理设计,加强筋,返 回,返 回,零件图,半剖图,第 页,23,2.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。,第 页,24,减少型芯的数量,避免不必要的型芯方法 :1、2,实例分析1: 实例分析2,第 页,28,实例分析:,第 页,29,便于型芯的稳定、排气和铸件的清理-1、2、3,实例分析:,第 页,31,实例分析:综合分析,第 页,32,轴承座的不同设计,方案1,方案2,方案3,方案4,方案4木模,第 页,33,§3 不同成型工艺对铸件结构的要求 Requirements of Foundry Technology to Casting Structure,1.压铸件的结构设计 2.熔模铸件的结构设计-熔模铸造的工艺过程 3.铸件的组合设计,第 页,34,1.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:,第 页,35,工艺过程:,expendable pattern process,蜡模制造,结壳,脱蜡,焙烧,浇注,熔模铸造,第 页,36,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,第 页,37,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,第 页,38,实例2:,实例3:,第 页,39,The End of This Part,目录页,