《热加工基础》PPT课件

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1、铸件的结构工艺性铸件结构工艺性：铸件结构相对于铸造成形的可行性与合理性，也就是铸件结构应与相应的铸造工艺以及合金的铸造性能相适应。一、铸造工艺对铸件结构的要求1、铸件的外形设计原则：在满足使用要求的前提下，铸件外形设计应尽量简化，以使其便于起模。应避免操作较复杂的三箱造型、挖沙造型、活块造型及不必要的外型芯。1）避免侧凹结构铸件在与起模方向平行的壁上若有侧凹，必将妨碍起模，增加了铸造工艺的复杂性，故力求避免。1.1、铸件的外形设计原则1.1、铸件的外形设计原则2）合理设计凸台和肋条在设计铸件上的凸台和肋条结构时，应考虑使其便于造型时起模，尽力避免使用活块或外型芯。1.

2、1、铸件的外形设计原则3）应使铸件具有最少的分型面减少铸件分型面的数量，可以降低造型工时，减少错箱、偏芯等缺陷，提高铸件的尺寸精度。1.1、铸件的外形设计原则4）分型面应尽量平直平直的分型面可避免挖砂造型或假箱造型，铸件的飞边、毛刺少，便于清理。1.1、铸件的外形设计原则5）铸件应有合适的结构斜度对于铸件上垂直于分型面的非加工表面，设计时应给出一定的结构斜度，这样不但便于起模，而且也因起模时不需要对模样进行较大的松动，因而提高了铸件的尺寸精度。1.2、铸件的内腔设计原则铸件的内腔通常由型芯形成，设计时应考虑到方便型芯的制造以及型芯的定位、安放和排气等；并应尽可能地不用

3、或少用型芯，以节约芯盒和型芯制造的工时及材料消耗。1.2、铸件的内腔设计原则1）尽量不用或少用型芯型芯不仅增加材料消耗且工艺复杂，成本提高；芯子工作条件恶劣，极易产生各种铸造缺陷。1.2、铸件的内腔设计原则2）便于型芯的固定、排气和清理型芯在铸型中的支撑必须牢固，否则浇注时型芯会被金属液冲击而产生偏芯缺陷，严重时可能造成废品。型芯的固定主要依靠芯头。1.3、铸件结构的合理分割与组合对于某些大型复杂的铸件，在生产条件不允许整体铸造时，可采用组合铸件。即将一个铸件分成几部分铸造，然后焊接或铆接连成一整体，以减少铸件的复杂性。但组合铸件刚度、耐腐性都较整体铸件差。二、铸造性

4、能对铸件结构的要求与合金的铸造性能有关的铸造缺陷，如浇不足、缩孔、缩松、铸造应力、变形和裂纹等与铸件结构有相当的关系，往往在采用更合理的铸件结构后，便可以消除这些缺陷。因此，应使铸件结构有利于合金液的充型，并能减轻或避免因合金收缩带来铸件缺陷。具体注意以下几个方面：二、铸造性能对铸件结构的要求1.铸件的壁厚设计2.铸件壁的连接形式3.铸件加强肋的设计4.铸件结构应有利于减小应力和防止变形5.铸件结构应有利于防止缩孔和缩松6.铸件结构应尽量避免过大水平面2.1、铸件的壁厚设计1）壁厚应合理在一定铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚。为了避免

5、铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚不应小于最小壁厚。2.1、铸件的壁厚设计1）壁厚应合理厚壁铸件易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析等缺陷，铸件的力学性能下降。这对于各种铸造合金来说，均存在一个临界壁厚，如果铸件的壁厚超过临界壁厚，铸件的承载能力并不按比例随铸件厚度的增加而增加，而是显著下降。所以，设计厚大铸件时，要避免以增加壁厚的方式提高强度。砂型铸造各种铸造合金铸件的临界壁厚可按其最小壁厚的3倍考虑。2.1、铸件的壁厚设计2）壁厚应均匀铸件薄厚不均，则在壁厚处易形成金属积累的热节，致使厚壁处易产生缩孔、缩松等缺陷。此外，因各部分冷却速度不同，铸件易形成热应力，有

6、可能使厚壁与薄壁连接处产生裂纹。2.2、铸件壁的连接形式1）壁的转角处应有结构圆角铸件的转角处如果是直角连接，则在此处不仅会形成热节，还易产生缩孔和结晶脆弱区，而且因应力集中易于导致结晶脆弱区发生裂纹。2.2、铸件壁的连接形式2）应避免壁的交叉或锐角连接壁或筋的交叉或锐角连接均使铸件易形成热节而产生热应力和缩孔、缩松，因此，应避免壁的集中交叉或锐角连接。2.2、铸件壁的连接形式3）厚壁与薄壁间的连接应逐渐过渡2.3、铸件加强肋的设计为了增加铸件的力学性能和减轻铸件的质量，消除缩孔和防止裂纹、变形、夹砂等缺陷，在铸件结构设计中大量采用肋。薄而大的平板，收缩易发生翘曲变形

7、，加上几条肋之后便可避免。铸件壁较厚，容易产生缩孔。将壁厚减薄，采用加强肋，可防止以上的缺陷。2.3、铸件加强肋的设计1）肋的布置应合理2.4、铸件结构应有利于减小应力和防止变形1）尽量使铸件能自由收缩铸件在浇注后的冷却凝固过程中，若其收缩受阻，铸件内部将产生应力，导致变形、裂纹的产生。因此，铸件结构设计时，应尽量使其能自由收缩，以减少应力，避免裂纹。2.4、铸件结构应有利于减小应力和防止变形2）采用对称结构对于容易产生变形的铸件，如壁厚均匀的细长铸件、面积较大的平板铸件等，为减少变形，可采用对称式结构以使变形相互抵消或增设防变形肋。2.5、铸件结构