金属工艺学_02铸造04_LJH.ppt

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1、金属工艺学机械与动力工程学院金属热加工工艺金属液态凝固成形（铸造）金属固态塑性成形（锻压）金属连接成形（焊接）热加工工艺铸件结构工艺性设计原则砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求合金铸造性能对铸件结构工艺性的要求设计核心：铸件结构工艺性当采用砂型铸造来生产零件毛坯或直接成形时，除进行形状和尺寸设计以外，还必须进行结构设计。铸件结构工艺性设计目的，就是在结构设计上不仅能保证铸件的质量，满足使用要求，同时可以满足铸造工艺简单，生产率高等要求。4砂型铸造的结构设计铸造工艺对铸件结构的要求原则在满足使用要求的前提下，尽可能使制模，造型，造芯，合箱和清理等过程简化。4.1铸件

2、结构与铸造工艺的关系铸件结构工艺性分析符合铸造生产的工艺要求技术经济合理1.避免铸件起模方向存在外部侧凹砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系不合理合理铸件整体结构应能选出合适的分型面，其数量应少，铸件外形应便于取出模样2.尽量使分型面为平面砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系不合理合理平直的分型面可避免操作费时的挖砂造型或假箱造型；同时，铸件的毛边少，便于清理。3.凸台和筋条结构应便于起模砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系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3.

3、凸台和筋条结构应便于起模砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系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4.铸件垂直于分型面的不加工表面应设计一定的斜度，称为结构斜度砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系设计铸件应合理确定其结构斜度不合理合理起模斜度是造型过程中为便于起模而额外加的斜度，如果是加工面铸后必须通过机械加工切除；结构斜度是设计铸件结构时直接带的，这样可以不必再特意设置拔模斜度，铸完不用切除。5.尽量不用和少用型芯以简化工艺砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系不用

4、或少用型芯可以节省制造芯盒、造芯和烘干等工序的工具和材料，可避免型芯在制造过程中的变形、合箱中的偏差，从而提高铸件精度。不合理合理5.尽量不用和少用型芯以简化工艺砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系不用或少用型芯可以节省制造芯盒、造芯和烘干等工序的工具和材料，可避免型芯在制造过程中的变形、合箱中的偏差，从而提高铸件精度。不合理合理6.铸件内腔结构应有利于型芯的固定、排气和清理砂型铸造工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理不合理合理6.铸件内腔结构应有利于型芯的固定、排气和清理砂型铸造

5、工艺对铸件结构设计的要求4.1铸件结构与铸造工艺的关系铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理不合理合理缺陷分析：结论：合理的铸件壁厚应介于临界壁厚和最小壁厚之间。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：铸件壁厚超过临界壁厚时，铸件壁的中心冷却慢，会造成晶粒粗大、缩孔、锁松等缺陷，从而使铸件的力学性能不升反降。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

6、铸件时，容易产生缩孔、缩松、结晶组织粗大等缺陷，使铸件的力学性能下降。4.2铸件结构与合金铸造性能的关系一.铸件壁厚的设计合金铸造性能对铸件结构设计的要求1.合理设计铸件壁厚4.2铸件结构与合金铸造性能的关系合理的铸件壁厚应介于临界壁厚和最小壁厚之间。如果临界壁厚不能达到强度要求，则可通过采用加强筋或合理截面设计来满足。不合理合理合金铸造性能对铸件结构设计的要求2.铸件的壁厚应尽可能均匀4.2铸件结构与合金铸造性能的关系铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节结构；同时由于内壁散热条件差，冷却速度比外壁慢，为使内外壁同时凝固，减缓应力以防止变形及裂纹等缺陷，内壁设

7、计尺寸应比外壁薄一些（一般相差10-30%）不合理合理合金铸造性能对铸件结构设计的要求2.铸件的壁厚应尽可能均匀合金铸造性能对铸件结构设计的要求4.2铸件结构与合金铸造性能的关系铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节的结构；同时由于内壁散热条件差，冷却速度比外壁慢，为使内外壁同时凝固，减缓应力以防止变形及裂纹等缺陷，内壁设计尺寸应比外壁薄一些不合理合理合金铸造性能对铸件结构设计的要求4.2铸件结构与合金铸造性能的关系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二.铸件壁的连接合金铸造性能对铸件结构设计的要求4.2铸件结构与合金铸造性

8、能的关系铸件的各壁之间应