铸件结构设计

缘凸台
r=0.25d R＝0.75d h=2d b＝1.5d
壁中窗口 r=0.25d 凸边
38/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_凸座设计
d c1
c1＝1.5d h1＝(0.75～1) r1＝0.25d,r2＝ α ＝30°～45
凸座与壁距离很近时最好使其连接起来，m的最小 尺寸如下表：
可锻铸铁
碳素钢 低合金结构钢 铸钢 高锰钢 不锈钢 耐热钢 锡青铜
3～5
5～6 6～8 8～10 8～10 8～10 3～5 ≥6 ≥6 ≥4 3～5 4～6 ≥3
4～6
6～8 8～10 10～12 10～12 10～12 5～7 ≥8 ≥8 ≥6 5～6 5～7 ≥4
5～8
8～10 10～12 12～16 12～16 12～16 6～8 — — — 6～8 — —
法兰的壁厚δ 10～15 ＞15～20 ＞20～25 ＞25～30 ＞30～35 ＞35～40 ＞40～45
c 3 4 5 6 7 8 9
h 15 20 25 30 35 40 45
R 5 5 5 8 8 10 10
法兰的壁厚δ ＞45～50 ＞50～55 ＞55～60 ＞60～65 ＞65～70 ＞70～75
不合理
合理
15/44
提高铸造性能_铸件的内壁小于外壁
图
例
说
明
改进后内壁小于外壁
不合理
合理
16/44
受力合理_优先受压
图
例
说
明
改为内凸结构，减少拉应力;改进后 加强肋受压应力
不合理
合理Baidu Nhomakorabea
改进后加强肋受压应力 不合理 合理
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受力合理_局部加强
图
例
说
明
改进后支承可靠;改进后箱 壁支承可靠
不合理
11°30′ 5°30′ 3° 1°
h＜25mm的钢和铁铸件
h在25～500mm的钢和铁铸件
h＞500mm时的钢和铁铸件
1:100
30′
有色金属铸
注：当设计不同壁厚铸件时（参见表中图），在转折点处的斜度最大还可增大到30°～45°。
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_孔边凸台设计
铸孔边
深度为孔径d的倍数 通孔 d＜5 4d 3d 4d 2d d＞5 12d 8d 10d 5d d＜5 8d 6d 8d 3d
锌合金 铝合金 镁合金 铜合金
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_其他铸造方法最小铸孔
铸 造 方 法 砂型及壳型铸造
合 金 种 类 黑色金属及有色金 属
最小孔径/mm 8～10
—
10～12 12～16 16～20 16～20 16～20 — — — — 8～12 — —
—
12～16 16～20 20～25 20～25 20～25 — — — — — — —
—
16～20 20～25 — — — — — — — — — —
铸造铜合金
无锡青铜 黄铜 特殊黄铜
铸造铝合金 铸造镁合金 铸造锌合金
h
～10
10～ 18
18～ 30
30～ 50
＞50
°
A、B随螺栓大 小而定 m最小 20 25 30 40 50
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_砂型铸造最小铸孔
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_压铸造最小铸孔
最小孔径d/mm 合金 经济上合理的 1.5 2.5 2.0 4.0 技术上可能的 0.8 2.0 1.5 2.5 不通孔 d＞5 6d 4d 5d 3d
改进后加工表面高于非加工表 面，降低加工难度
不合理
合理
改进后取消了加工表面中的凸 台，降低加工难度
不合理
合理
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便于切削加工_留加工余量和减少加工难度
图例
说明
改进后加工表面宽度一致，提 高了每次走刀的加工效率
不合理
合理
改进后加工难度降低;改进后 加工表面位于同一平面，加工 难度降低，并减少了走刀次数
孔的深度为孔径d的倍数 不通孔 5d 通孔 10d
金属型铸造
熔模铸造
有色
有色金属 黑色金属
5
2 2.5
4d
1d 1d
8d
2d 2d
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组合铸件结构
图 例 说 明
铸件分为两部分铸造，再焊接
改进后，铸件结构大为简化
不合理
合理
改进后，特长铸件分段铸造，内孔加工 后，再焊接为整体
43/44
合理
18/44
便于切削加工_减少切削加工量
图 例 说 明
改进后铸出凸台， 减少加工面积
不合理
合理
改进后为环形接触， 加工面减少;改进后 台阶表面，加工面 减少 不合理 合理
改进后为空心结构， 加工面减少
不合理
合理
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便于切削加工_留加工余量和减少加工难度
图
例
说
明
改进后设置了加强肋，减少变 形，保证加工余量;改进后增 大加工余量(δ —加工误差) 不合理 合理
简化铸造工艺_合理的分型面
图
例
说
明
结构改进后为一个分型面， 简化了造型
不合理
合理
结构改进后使分型面简化 在同一平面上
不合理
合理
结构改进后分型面为平面
0/44
简化铸造工艺_合理的型芯
图 例 说 明
悬臂支架改为工字梁后， 铸型省去了型芯 不合理 合理
改进后结构省去活块
不合理
合理
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简化铸造工艺_合理的型芯
2.5～10 10～15 12～15 15～18 15～20 10～12
可锻铸铁
KT330-8 KT350-10 KT370-12 QT400-17
6～10
10～12
—
球墨铸铁
QT420-10 QT500-5 QT600-3 ZG200-400 ZG230-450
10
15～20
50
14～18
18～20
c 10 11 12 13 14 15
h 50 55 60 65 70 75
R 10 10 15 15 15 15
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_壁厚的过渡设计
过 渡 形 式 壁厚比及尺寸关系
R＝(0.15～0.25)·(d1＋d2)
h=d1－d2 L=4h
R1＝(0.15～0.25)· (d1＋d2)
合理
10/44
提高铸造性能_避免交叉和锐角连接
图 例 说 明
改进后避免锐角 连接
不合理
合理
改进后由交错连 接代替交叉连接
不合理
合理
11/44
提高铸造性能_厚壁与薄壁的过渡连接
图
例
说
明
改进后薄厚壁之间过渡平 缓
不合理
合理
12/44
提高铸造性能_收缩自由
图
例
说
明
改进后采用蜂窝状加强肋，避免 直长肋，以减小刚度；改进后斜 弯辐条有收缩余量
最小
0.8 1.5 2.0 2.5
正常
1.5 2.0 2.5 3.0
25/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_熔模铸造最小壁厚
铸件外形平均轮廓尺寸 壁厚 一般 最小
＜25 1.5～2 1
25～50 2～2.5 1.5
50～100 2.5～4.0 2.0
100～200 3.0～5.0 2.5
200～250 3.5～6.0 3.0
＞250～350 5.0～7.0 4.0
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_常用材料砂型铸件最大临界壁厚
合金种类 HT150 灰铸铁 HT200、HT250 HT300 HT350 KT300-6 铸 0.1～2.5 8～10 12～15 12～18 15～20 6～10 件 质 量 /kg ＞10 20～25 12～18 ＜25 ≤25 —
不合理
合
理
4/44
简化铸造工艺_型芯稳定排气通畅
图 例 说 明
改进后型芯支承 可靠利于出气
不合理 合理
不合理 合理
改进结构，省了 芯撑；改进结构， 省了芯撑和吊芯
不合理 合理
改进后型芯操作 方便
改进后型芯支承 可靠和便于排气 不合理 合理
5/44
简化铸造工艺_易于清砂
图
例
说 明
改进后增加了工艺孔， 便于出沙
60
15
25
—
碳素铸钢
ZG270-500 ZG310-570 ZG340-640 铝合金 镁合金 锡青铜 6～10 10～14 — 6～12 12～18 6～8 10～14 — — 18 20 —
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不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_内外壁的相对值
合金种类 铸铁件 铸钢件 铸铝件
铸件内壁比外壁厚度减少的相对值/% 10～20 20～30 10～20
图例 说明
简化型芯结构
不合理
合理
省去了型芯
不合理
合理
自带型芯取代型芯 不合理 合理
2/44
简化铸造工艺_利于起模
图 例 说 明
结构斜度举例
不合理
合
理
不合理 合 理
改进后在内外型增加了结构 斜度
改进后消除了内凹结构，便 于直接起模
不合理 合 理
3/44
简化铸造工艺_利于起模
图 例 说 明
改进后消除了内切结构， 便于直接起模
不合理
合理
改进后采用交错加强肋，以减小 刚度;改进后切断加强肋，以减 小刚度 不合理 合理
13/44
提高铸造性能_避免过大的水平面
图
例
说
明
改进后取消大的水平铸 造平面，设计为可借重 力的斜面
不合理
合理
14/44
提高铸造性能_按铸件的凝固顺序设计壁厚
图
例
说
明
改进后壁厚沿流道方向自 上而下逐渐变薄;改进后壁 厚沿流道方向自上而下逐 渐变薄
L≥3(d1－d2)
注：圆角R值算出后按2、3、5、8、10、12、15mm圆整
34/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_铸造内圆角
35/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_铸造外圆角
36/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_加强筋
斜度a:h
角度β
使 用 范 围
1:5 1:10 1:20 1:50
23/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_金属型铸造最小壁厚
铸件尺寸 ＜70×70 70×70～150×150
铸钢 5 —
灰铸铁 4 5
可锻铸铁 2.5～3.5 3.5～4.5
铝合金 2～3 4
镁合金
铜合金 3
2.5
4～5
＞150×150
10
6
—
5
6～8
24/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_压力铸造最小壁厚
改进后利用嵌件使壁厚均匀;改进后壁 厚均匀 不合理 合理
8/44
提高铸造性能_壁厚均匀
图例
说明
改进后外形减小，壁厚均匀;改进后外 形不变，壁厚均匀 不合理 合理
改进后壁厚均匀，增加配合凸台T
不合理
合理
9/44
提高铸造性能_结构圆角
图
例
说 明
改进后增加L形、T形连 接处结构圆角，避免出 现裂纹
不合理
铸铜件
15～20
28/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_加强筋
29/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_加强筋
30/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_两壁的连接设计
31/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_三壁的连接设计
32/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_连接法兰的过渡设计
锌合金 壁厚处的面积 A×B／cm2
铝合金 壁厚δ ／mm
镁合金
铜合金
最小
≤25 ＞25～100 ＞100～500 ≥500 0.5 1.0 1.5 2.0
正常
1.5 1.8 2.2 2.5
最小
0.3 1.2 1.8 2.5
正常
2.0 2.5 3.0 3.5
最小
0.8 1.2 1.8 2.5
正常
2 2.5 3 3.5
不合理
合理
6/44
提高铸造性能_合理壁厚
图
例
说
明
改进后用工字型结构代替 实体结构
不合理
合理
改进后采用薄壁带加强肋 结构代替实体结构 不合理 合理
7/44
提高铸造性能_壁厚均匀
图 例 说 明
改进后壁厚均匀，避免了薄壁与厚壁 的连接裂纹和厚壁的缩孔
不合理
合理
改进后由加强肋代替厚壁，壁厚均匀
不合理 合理
不合理
合理
21/44
便于切削加工_钻孔面垂直
图 例 说 明
改进后钻头轴线与 孔的端面垂直，保 证了钻孔精度
不合理
合理
不合理
合理
改进后钻头轴线与 孔的端面垂直，保 证了钻孔精度
不合理
合理
22/44
不同铸造方法对铸造结构元素的具体尺寸要求_砂型铸造最小允许壁厚
铸造合金 灰铸铁 铸铁 球墨铸铁
铸件平均轮廓尺寸 <200 4～6 5～7 200～400 5～8 6～10 400～800 6～10 8～12 800～1250 7～12 10～14 1250～2000 8～16 — >2000 10～20 —