铸造工艺设计及铸件结构工艺性
铸件的结构设计
（a）直角连接 （b）圆角连接 图6-35 转角处的热节
（a）直角连接 （b）圆角连接 图6-36 金属结晶的方向性
2．避免锐角连接
如图6-37（a）所示，锐角连接会由于 内角散热条件差而增大热节，容易产生缩 孔、缩松等铸造缺陷。若两壁间的夹角小 于90°，则应采取过渡形式，如图6-37（b） 所示。
（b）改进后
图6-31 内腔的两种结构
2．便于砂芯固定、排气和铸件清理
如图6-32（a）所示，轴承架铸件的内腔需要采用两个砂芯，其中较 大的砂芯呈悬臂状，需用型芯撑支撑固定；如图6-32（b）所示，将轴承 架铸件的内腔改为整体砂芯，则砂芯的稳定性大大提高，并有利于排气。
（a）改进前
（b）改进后
图6-32 轴承架铸件
铸件中垂直于分型面的不 加工表面最好有结构斜度，以 便于起模或者便于用砂垛代替 砂芯。如图6-34（a）所示的铸 件结构设计不合理，对铸件的 结构斜度进行改进后的合理设 计如图6-34（b）所示。
（a）改进前
（b）改进后
图6-34 结构斜度的设计
二、合金铸造性能对铸件结构的要求
（一）铸件壁厚设计合理
工程材料及成形工艺
铸件的结构设计
一、铸造工艺对铸件结构的要求
铸件的结构设计不应只考虑对其结构性能的影响，还应有利于提高 铸件的工艺水平。所以铸件结构应尽可能使制模、造型、造芯、合箱和 清理过程简单化，防止产生废品，并为实现机械化生产创造条件。铸件 外形力求简单，铸件内腔设计合理是铸造工艺对铸件结构的主要要求。
为保证金属液充满铸型，避免浇不足、冷隔等缺陷的产生，铸件应当有合理 的壁厚。每种铸造合金都有其适宜的壁厚，选择得当，既能保证铸件力学性能， 又能防止铸造缺陷的产生。几种常用铸件在砂型铸造时的最小壁厚如表6-7所示。
第二章-铸造工艺方案的确定
课堂讨论 图3-2-26
1．应使铸件全部或大部分置于同一半型内
图2-15 轮毂分型方案
2．应尽可能减少分型面数目 铸件的分型面少，铸件精度容易保ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，且砂箱数目 少
图2-16 确定分型面数目的实例
3．平直分型面和曲折分型面的选择 尽可能选择平直分型面以简化工装结构及
其制造、加工工序和造型操作
图2-17 摇臂铸件的分型面
最小壁厚/㎜
高温合金
铝合金
0.6~1.0
1.5~2.0
0.8~1.5
2.0~2.5
1.0~2.0
2.5~3.0
—
3.0~3.5
—
3.5~4.0
铸件尺寸㎜
50×50 100×100 225×225
金属型铸造时铸件的最小壁厚
铝硅合 金
最小壁厚/㎜
铝镁合金、镁合 铜合金 金
灰铸铁
2.2
3
2.5
3
2.5
3
3
（1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板结构
改进妨碍起模的铸件结构 a）不合理 b）合理
教材220面,学生看,老师提问
（2）尽量取消铸件外表侧凹
图2-6 外壁内凹的框形件 a）不合理 b）合理
（3）有利于砂芯的固定和排气 (4) 减少或简化分型面(P221)
轴承架铸件
P222
（5）便于铸件的清理 (P222,图3-2-15) （6）简化模具制造 (P222,图3-2-16)
原则：
铸件精度和生产批量 吃砂量要求 吃砂量的确定
吃砂量: 铸件表面所需要的的最小型砂厚度。
根据铸件大小、重量、厚度、种类以 及型砂的特性和砂箱的结构确定。
吃砂量过小 砂型紧实困难，易引起胀砂、包砂、掉砂、
结构工艺性
第三节 毛坯结构工艺性
毛坯要具结构工艺性，注意选合适的毛坯型式、种类且据该种毛坯工艺的需要设计合 理的结构。设计时要根据具体情况综合考虑，如：零件材料、生产类型、结构形状、尺寸大 小等。
下面讨论铸件、锻件、焊件的结构工艺性。
一、铸件的结构工艺性 铸件结构工艺性常指零件的本身结构应符合铸造生产的要求， 便于铸造工艺过程顺利进 行，还能保证产品质量，如能简化铸造生产过程，减少铸造缺陷，节约金属材料，能降低成 本，及提高生产率，那所设计的铸件结构工艺性好。
从工艺过程分析，要造型、制芯方便，下芯、清理方便。应有如下要求：
1．外型应尽量简单
尽量简化外型、减少分型面，便于造型，只要能满足使用要求，不要复杂化（尽管复杂 形状也可铸造） ，以获得优质铸件。
2．铸件内腔合理设计
一般内腔要采用型芯， 这样会增加成本， 延长生产周期， 所以设计时如能直接铸出内腔 不要用型芯， 如非要用时， 应尽量避免悬臂型芯， 提高稳定性， 要做到便于下芯、 合箱安装、 固定及排气和清理。
注意起模方向
留有拔模斜度
将局部凸台连
成一体
可加长凸台面 积至分型面，避 免采用活块，或 不设凸台，锪平 即可
基本
要求
工艺性不好
%
'7
1
pj
r
去掉内凹处减
少铸造缺陷方
便制芯
制
芯
方 便
将箱形结构改 为肋骨形结构， 可省去型芯。但 强度和刚度变 差
将整体结构改 为组合结构简 化型芯形状保 证壁厚均匀
和 箱 下
3．铸件的结构斜度
垂直于分型面的不加工面要具有一定的结构斜度， 以便于起模。 对于不允许有结构斜度 的铸件应在模样上留出拔模斜度， 铸件愈高， 其斜度应相应减少， 以避免上下边绝对尺寸相 差过大。
铸造成型
热节 冷铁
冒口和冷铁
4. 缩孔和缩松 ➢ 缩孔和缩松的防止
（2）合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺。
浇注位置的选择应服从定向凝固原则； 内浇道应开设在铸件的厚壁处或靠近冒口； 合理选择浇注温度和浇注速度，在不增加其
它缺陷的前提下，尽量降低浇注温度和浇注 速度。
定向凝固的缺点：
一是冒口浪费金属； 二是铸件内应力大，易于变形和开裂。
四、浇注系统
直接和型腔 相连的部分， 截面扁梯形
金属液体流入铸型型腔的通道。
漏斗 形 锥形
分配流向， 梯形截面
五、铸造工艺图的绘制
绘图要领
分型面的选择 浇注位置画法(上和下) 工艺参数定性给出即可
铸造工艺图中应标明的内容：
（1）铸件的浇注位置、分型面； （2）型芯的数量、形状、尺寸及固定方法 （3）机械加工余量、起模斜度和收缩率 （4）浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置等。
程
二、金属型铸造
金属型铸造特点（与砂型铸造相比）
铸型冷却速度快，铸件组织细密，力学性能好； 铸件质量稳定，加工余量小； 金属型可多次使用，提高生产率。 金属型不透气、无退让性、铸件冷却速度快，易
产生气孔、应力、裂纹、浇不到、冷隔等铸造缺陷。
应用
主要用于铜、铝、镁等有色合金铸件的大批量生产。
应用：适用于中、小型铸件的成批、大批量生产。
7.2 砂型铸造工艺设计
设计要点
铸造工艺图的绘制
分型面的选择 工艺参数的确定
浇注位置的确定
概述：
质量要求很高的铸件,应 首先满足浇注位置的要求,
与浇口位置 的区别？
浇注时，铸 件在铸型中 所处的空间
位置。
一般铸件,以简化工艺、 降低成本为主，优先 考虑分型面 。
铸造工艺设计概论
对于粗而矮的砂芯，常可不用上芯头，这可使造型、合箱方便
02
对于等截面的或上下对称的砂芯，为下芯方便，上下芯头可用相同的高度合斜度。
03
决定芯头高度有以下几点值得注意：
芯头斜度 对垂直芯头，上下芯头都应设有斜度。
芯头间隙
压环、防压环和积砂槽
（二）芯头承压面积计算 芯头的承压面积应足够大，以保证在金属液最大浮力的作用下不超过铸型的许用压应力。 由于砂芯的强度通常都大于铸型的强度，故只核算铸型的许用压力即可。 芯头的承压面积S应满足下式
对于大平板类铸件，可采用倾斜浇注，以便增大金属液上升速度。
H值＝２００－４００毫米
应保证铸件能充满
具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。见图３－２－２３。
应有利于铸件的补缩 对于易产生收缩缺陷的铸件因优先考虑实现顺序凝固的条件
避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯合箱及检查
02
注意减轻铸件清理和机械加工量
01
为什么要设分型面？怎样选择分型面
02
浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？应遵循哪些原则？
03
怎样审查铸造零件图样？其意义何在？
思考题
砂芯的功用是形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯。
砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程中砂芯所产生的气体能及时排除型外，铸件收缩时阻力小和容易清砂
砂芯形状适应造型、制芯方法
高速造型线限制下芯时间，常把若干个小砂芯组合成一个砂芯，以便节约下芯时间。
芯头：是指深出铸件以外不与金属液接触的砂芯部分。
压铸件结构工艺性
压铸件结构工艺性压铸件结构设计是压铸工作的第一步。
设计的合理性和工艺适应性将会影响到后续工作的顺利进行，如分型面选择、内浇口开设、推出机构布置、模具结构及制造难易、合金凝固收缩规律、铸件精度保证、缺陷的种类等，都会以压铸件本身工艺性的优劣为前提。
⑴、压铸件上应消除内侧凹，以保证压铸件从压型中顺利取出。
⑵、压力铸造可铸出细小的螺纹、孔、齿和文字等，但有一定的限制。
⑶、应尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。
由于压铸工艺的特点，金属浇注和冷却速度都很快，厚壁处不易得到补缩而形成缩孔、缩松。
压铸件适宜的壁厚：锌合金为1～4mm，铝合金为1.5～5mm，铜合金为2～5mm。
⑷、对于复杂而无法取芯的铸件或局部有特殊性能（如耐磨、导电、导磁和绝缘等）要求的铸件，可采用嵌铸法，把镶嵌件先放在压型内，然后和压铸件铸合在一起。
1、压铸件零件设计的注意事项⑴、压铸件的设计涉及四个方面的内容：a、即压力铸造对零件形状结构的要求；b、压铸件的工艺性能；c、压铸件的尺寸精度及表面要求；d、压铸件分型面的确定；压铸件的零件设计是压铸生产技术中的重要部分，设计时必须考虑以下问题：模具分型面的选择、浇口的开设、顶杆位置的选择、铸件的收缩、铸件的尺寸精度保证、铸件内部缺陷的防范、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面；⑵、压铸件的设计原则是：a、正确选择压铸件的材料；b、合理确定压铸件的尺寸精度；c、尽量使壁厚分布均匀；d、各转角处增加工艺园角，避免尖角。
⑶、压铸件分类按使用要求可分为两大类，一类承受较大载荷的零件或有较高相对运动速度的零件，检查的项目有尺寸、表面质量、化学成分、力学性能（抗拉强度、伸长率、硬度）；另一类为其它零件，检查的项目有尺寸、表面质量及化学成分。
在设计压铸件时，还应该注意零件应满足压铸的工艺要求。
压铸的工艺性从分型面的位置、顶面推杆的位置、铸孔的有关要求、收缩变形的有关要求以及加工余量的大小等方面考虑。
第四章 铸件结构与工艺设计
铸件结构设计 砂型铸造工艺设计 铸造工艺设计实例
第一节 铸件结构设计
铸件结构不仅会直接影响到铸件的力学性 能、尺寸精度、重量要求和其它使用性能， 同时，对铸造生产过程也有很大影响。 所谓铸造工艺性良好的铸件结构，应该是 铸件的使用性能容易保证，生产过程及所 使用的工艺装备简单，生产成本低。 铸件结构要素与铸造合金的种类、铸件的 大小、铸造方法及生产条件密切相关。
（压铸）便于取出铸件的设计
熔模铸件平面上的工艺孔和工艺肋
2.铸件的组合设计 2.铸件的组合设计
因工艺的局限而无法整铸的结构，应采用组合设计。
铸钢底座的铸焊
组合床身铸件
a)砂型铸件改为b)组合压铸件 a)砂型铸件改为b)组合压铸件
第二节 砂型铸造工艺设计
1) 2) 3) 4)
砂型铸造工艺具体设计内容包括： 选择铸件的浇注位置和分型面； 确定工艺参数(机械加工余量、起模斜度、铸造圆 角、收缩量等)； 确定型芯的数量、芯头形状及尺寸； 确定浇冒口、冷铁等的形状、尺寸及在铸型中的 布置等。 然后将工艺设计的内容(工艺方案)用工艺符号或文 字在零件图上表示出来，即构成了铸造工艺图。
冒口 上 中 上 下
中 下 放收缩率1% 放收缩率1% 余量：上面>侧面> 余量：上面>侧面>下面 单件小批 手工三箱造型 大批量
外 型 芯 块
两箱机器造型
第三节 铸造工艺设计实例
例1：支架零件铸造工艺设计
材料为HT200，单件、小批量生产工作时承受中等 静载荷，试进行铸造工艺设计。
1.零件结构分析： 零件结构分析： 零件结构分析 筒壁过厚，转角处未采用圆角。修改后的结 构如图b）所示。 选择铸造方法及造型方法： 2.选择铸造方法及造型方法： 3.选择浇注位置和分型面
铸造-铸件结构工艺性1
（3）可制成形状复杂的铸件最 小孔径为1.5mm，最小壁厚可达 0.7mm。
（4）工艺过程复杂。生产周期 长，铸件成本较高，铸件重量不 超过25kg。
应用：在汽车、拖拉机、汽轮机 仪表、刀具和武器等行业中都得 到广泛应用。
二、金属型铸造
1、定义：在重力下将金属液浇入金属铸 型中，以获得铸件的方法。 2、金属型的结构 如图所示（见金属型动画片） 3、金属型铸造的工艺特点
四、离心铸造
1、定义：将金属液浇入旋转的铸型中， 在离心力作用下，成形并凝固的铸造方法。 可用金属型，也可用砂型，适合铸造中空 铸件，又能铸造成形铸件。
2、离心铸造机：分为立式和卧式二大类， 如图所示。立式离心铸机的铸型绕垂直轴 旋转，生产高度小于直径的圆环类铸件 （注意有二个缺点：上薄下厚和内表面气 体及夹杂多）；卧式铸机绕水平轴旋转， 主要生产长度大于直径的管、套类铸件。
（1）金属型预热 （2）刷涂料 （3）浇注 （4）开型时间 4、金属型铸造的特点及应用范 围
金属型铸造的优点：
（1）铸型冷却快，组织致密，机械性 能高。
（2）铸件的精度和表面质量较高尺寸 公差为IT11-IT14,表面粗糙度Ra值可达 12.5～6.3μm。
（3）浇冒口尺寸较小节约金属。
（4）不用砂或少用砂，节约造型材料。
4、压力铸造的特点和应用范围
（1）铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度 最小，铸件可不经机械加工直接使用。
（2）铸件的强度和表面硬度都较高。因 为表层金属晶粒较细，组织致密。
（3）生产效率高，易于机械化和自动化。
压铸的缺点：
（1）高速液流会包住大量气体铸件表面 形成许多气孔故不能进行较多的切削加 工，以免气孔暴露出来。也不能进行热 处理，高温加热时，气孔内气体膨胀使 铸件表面鼓泡或变形。
《铸件结构工艺性》课件
优化浇注系统设计
总结词
浇注系统设计是铸件结构工艺性的关键环节，优化浇注系统可以提高铸件的质量和生产 效率。
详细描述
浇注系统设计直接影响到铸件的充型能力和金属液的流动状态，进而影响铸件的质量和 生产效率。因此，在铸件结构设计时，应对浇注系统进行优化设计，以提高铸件的质量
和生产效率。
04
铸件结构工艺性实 例分析
VS
详细描述
在铸件结构设计时，应考虑拔模斜度的设 置。拔模斜度有助于减小脱模阻力，使铸 件更容易从模具中脱出。合理的拔模斜度 可以降低模具磨损，提高生产效率。
合理设置加强筋
总结词
加强筋在铸件结构中起到增加刚性和提高强 度的作用，合理设置加强筋可以提高铸件的 结构稳定性。
详细描述
加强筋可以增加铸件的刚性和强度，提高铸 件的结构稳定性。在铸件结构设计时，应根 据实际需求合理设置加强筋的位置和数量， 以优化铸件的结构性能。
02
铸件结构工艺性原 则
便于起模
01
铸件的结构应易于从模具中取出 ，避免卡模和损坏。
02
设计铸件时应考虑模具的开模方 向和脱模斜度，以便于顺利从模 具中取出。避免设计卡模的部位 ，如直角或过小的圆角。
减少加工余量
铸件设计应尽量减少后续机械加工 的余量，降低成本和减少废品率。
通过优化铸件结构，使其接近最终形 状，减少机械加工的需求。同时，考 虑留出合适的加工余量，以补偿铸造 过程中产生的收缩和变形。
详细描述
大型船用柴油机缸盖铸件的生产流程需要综 合考虑模具制作、熔炼、浇注、清理和检测 等环节。通过优化生产流程和采用先进的工 艺技术，可以降低生产成本和提高产品质量 。同时，严格的质量控制也是保证铸件质量 和稳定性的关键因素。
第1章 铸造(第4节)
3）铸件壁与壁的连接要逐步过渡
为减少应力集中，防止铸造过程中产生裂纹， 铸件壁从厚到薄或从薄到厚的连接应逐步过渡， 避免截面突变。
图1-51 壁厚逐步过渡
3、避免铸件收缩受阻的设计
铸件收缩受阻时，易产生内应力，从而产生裂纹，故 应尽量避免受阻收缩。如图1-52的轮辐可采用奇数轮辐数 或采用弯曲轮辐。直线形奇数轮辐，可借助轮辐本身的微 量变形自行减少内应力。
所谓铸件壁厚尽可能均匀，并非指铸件所有 的壁厚完全相同，而是使铸件各壁的冷却速 度相近，如铸件内壁由于散热条件较差，因 此要求内壁厚度应小于外壁，使铸件内、外 壁冷却速度相近，如图2-47所示。
此外，利用加强筋来减少铸件 的壁厚，见图1-48所示。
2、铸件壁间连接的设计
为减少热节、防止缩孔，减少应力，防止裂纹，壁间 应圆角连接并逐步过渡。如图1-52所示。
铸件侧壁上若有凹入部分，会妨碍起模，通常需要增 加砂芯才能形成铸件凹入部分的形状。见图2-38a所示端 盖铸件。由于上面是凸缘法兰，使铸件具有两个分型面， 采用三箱造型或者增加环形外型芯，使造型工艺复杂。改 进设计后，见图2-38b所示，取消了下部法兰凸缘，使铸
件仅有一个分型面，简化了造型工艺。
2）分型面应是平面，铸件外形应去掉不必 要的外圆角。
图1-54 防止变形的铸件结构设计
二、铸造工艺的影响
铸件结构设计，除应满足零件的 使用要求外，还应使铸造工艺过程简 化，以提高生产和质量。
1、铸件外形设计 设计时应尽量避免侧凹、窄槽和不必 要的曲面。图1-56的箱体铸件；图1-57的托 架结构。
图1-56 箱体的结构
图1-57 托架结构
1）避免铸件外表面侧凹
2）铸件的临界壁厚：厚壁铸件，易产生 缩孔、缩松、晶粒粗大等缺陷，力学性能 下降，故存在一个最大壁厚；一般取最小 壁厚的三倍。
铸造工艺及对产品设计的要求
4、砂孔、砂眼
特点是孔洞内有型砂。 来源：型腔的散砂（清理不干净）， 冲砂（型砂强度不够，或有破损没有修好）。
三、铸造缺陷
5、渣孔（夹渣）
特点是形状不规则，孔洞内有非金属夹杂物。一般位于铸件造型位置 的上边面或死角处。 可分为两类： （1）外生夹渣，（一次）。熔炼、浇注完成以前形成。尺寸大，分布 集中（铁水扒渣不干净，瞬时孕育处理产生的渣，也有涂料，砂等）。 （2）内生夹渣（二次）浇注凝固过程形成，FeS、MnS，QT件多。
c、消失模铸造
二、工艺流程
• 铸造工艺流程简图
二、工艺流程
1、工艺方案
（1） 工艺性审查：通常指零件结构对铸造要求的适应程度。
（2） 生产能力审查：材质、大小、吨位、工装。 （3）最后确定工艺方案、编制工艺图。
铸造工艺规程编制水平的高低，对铸件质量、生产成本和效率起着关键
性的作用。
2、模型制作
制作外模、芯盒（木、金属、塑料)。
12、热处理
热时效 正火
13、入库，或发货
二、工艺流程
复杂热时效曲线
二、工艺流程
•实 例
底 座 零 件 图
二、工艺流程
•实 例
底 座 零 件 工 艺 图
二、工艺流程
•实 例
底 座 模 型
二、工艺流程
•实 例
准 备 造 型
二、工艺流程
•实 例
填 砂 造 下 型
二、工艺流程
•实 例
准 备 造 上 型
方 法。其中铸铁件占70%以上。
C、成本低
铸件在一般机器中占总重40-80%，而成本占25-30%。
压铸件结构设计和压铸工艺
〔一从简化模具结构、延长模具使用寿命考虑
• 避免内侧凹 • 针对要求采取的措施有： • 1>外形不加大,内部形状凸出至底部〔见下图a>. •
2>局部加厚,内形加至底部,外形加至分型面处,从而消除侧 凹〔见下图b> .
3>原凸台形状不改变,在零件底部开出通孔,模型成型镶件 可以从通孔处插入形成台阶〔见下图c>.
8.压铸嵌件 镶铸件的作用有如下几个方面：
1、加强压铸件某些部位的强度、耐磨性、导电性、成绝缘 性等.如：铝中铸人钢件提高强度,铸入蓝宝石提高耐磨 性,铸入绝缘材料降低成本及提高绝缘性,铸入铁心赋予 导磁性等；
2、清除压铸件过于复杂的型腔以及内侧凹形无法压铸的型 腔；
3、消除热节,避免疏松；
4、利用低熔点金属压铸代替贵金属,如用高硅铝代替青铜；
〔四加工余量
压铸件能达到较高的精度,故多数的表面和部件都 不必进行机械加工,便可直接装配使用.同时还有 以下两个原因也不希望对压铸件进行机械加工：
1>压铸件表层坚实耐磨,加工会失去这层好的表皮；
2>压铸件有时有内部气孔存在,分散而细小的气孔 通常是不影响使用的,但机械加工后却成为外露 气孔,反而可能影响使用.
• 压铸件壁厚的极限范围： • 压铸件壁厚的极限范围很难加以限制.通常可按铸件
各个壁厚表面积的总和来选择适宜的壁厚.在零件的工艺 性能好以及压铸生产中又具备良好的工艺条件时,还可以 压铸出更薄的壁. • 这时,锌合金铸件最小壁厚度为0.5mm,铝合金铸件最小 厚度为0.7mm,镁合金铸件最小厚度为0.8mm,铜合金铸件 最小厚度为1mm.
〔±,但其偏差值为CT6级公差的1/2.
3、非配合尺寸,根据铸件结构而定.
铸件结构工艺性分析.
铜合金铸件铸造技术 课程
铸件结构工艺性分析
2.铸件 结构 分析 的要 点
1）最 小壁 厚
2）最 小孔 和槽
3）壁 厚的 均匀 性和 壁的 连接
4）平 面大 小
5）顺 序凝 固的 要求
铸件结构设计要力求避免分散的和孤立的热 节，便于实现顺序凝固，以防止产生缩孔和缩 松。
使用横浇道的浇冒口系统
铜合金铸件铸造技术 课程
最大深度 孔的直径 3～5 通孔 5～10 盲孔 5
＞5～10
＞10～20 ＞20～40 ＞40～60
＞10～30
＞30～60 ＞60～120 ＞120～200
＞5～15
＞15～25 ＞25～50 ＞50～80
＞60～100
＞100
＞200～300
＞300～350
＞80～100
＞100～120
铜合金铸件铸造技术 课程
铸件结构工艺性分析
1）最小壁厚 2） 最小孔和槽 3）壁 厚的均匀性和壁的 连接 4）平面大小
2.铸件结构分析的 要点
5）顺序凝固的要 求
注意事项
需要指出的是，铸件结构主要是零件设计人员根据零件的使用要 求及生产、加工等方面要求设计决定的，对某些工艺结构不很合理的 铸件，铸造技术人员应和设计、加工等方面技术人员协商解决。 同时，铸件结构工艺性并不是一个一成不变的概念。随着生产技术、 新材料、新工艺的创新和应用，铸件结构的工艺性问题也会发生变化， 原来难以铸造的铸件变得简易可行了。 ★★第一节课到此结束
铜合金铸件铸造技术 课程
铸件结构工艺性分析
2.铸件结 构分析的 要点 1）最小壁 厚 2）最 小孔和槽
3）壁厚的 均匀性和 壁的连接
4）平面大 小
铸造工艺设计
Page 32
铸造工艺过程图的绘制
名称
技术符号和表示方法
Байду номын сангаас
名称
技术符号和表示方法
用红色线表示，并用红色写出“ 上、中、下”字样
置
选择
的选择
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2.3.2浇注位置和分型面的选择
• 重要加工面应朝下或位于侧面
浇注位置是 指浇注时铸 件在铸型中 所处的位置。
保证卷筒周 围质量均匀
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1）浇注位置选择原则
铸件的大平面尽可能朝下或采用倾斜浇注 铸型的 上表面除了容易产生砂眼、气孔、夹渣外，大平面还常 产生夹砂缺陷。同时也有利于排气、减小金属液对铸型 的冲刷力。
1-冒口； 2、3-砂芯
图2-29 铸钢链轮的浇注位置
Page 8
2）分型面的选择原则
•便于起模，使造型工艺简化。考虑 分型面形状和数目，活块，型芯。
分型面（Parting line）是指 两半铸型相互接触的表面。除了实 型铸造法外，都要选择分型面。
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2）分型面的选择原则
（1）应尽可能使全部或大部分铸件，或者加工基准面 与重要的加工面处于同一半型内。 以避免因合型不准产 生错型，保证铸件尺寸精度。
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2.3.1 铸造工艺设计内容与步骤
铸造工艺过程设计的内容 • 铸造工艺过程设计的内容主要决定于批量大小、
生产要求和生产条件。一般包括：铸造工艺过程 图、铸件图、铸型装配图、工艺过程卡、操作技 术规程。广义地讲，凡铸造技术装备的设计内容， 诸如模样图、模板图、芯盒图、砂箱图、压铁图、 专用检具图、专用量具图及组芯夹具图等，均属 于铸造工艺过程设计的内容。
设计铸件时,从哪几方面考虑压铸件的结构工艺性范文
设计铸件时,从哪几方面考虑压铸件的结构工艺性1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。
掌握公差配合的选用和标注。
2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。
掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。
了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。
3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。
熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。
4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。
熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。
熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。
了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。
5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。
熟悉经济和管理的基础知识。
了解管理创新的理念及应用。
6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。
7．熟悉计算机应用的基本知识。
熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。
了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。
8．了解机械制造自动化的有关知识。
Ⅱ.考试内容一、工程制图与公差配合1．工程制图的一般规定（1）图框（2）图线（3）比例（4）标题栏（5）视图表示方法（6）图面的布置（7）剖面符号与画法2．零、部件（系统）图样的规定画法（1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法）（2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号）3．原理图（1）机械系统原理图的画法（2）液压系统原理图的画法（3）气动系统原理图的画法4．示意图5．尺寸、公差、配合与形位公差标注（1）尺寸标注（2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法）（3）形位公差标注6．表面质量描述和标注（1）表面粗糙度的评定参数（2）表面质量的标注符号及代号（3）表面质量标注的说明7．尺寸链二、工程材料1．金属材料（1）材料特性（力学性能物理性能化学性能工艺性能）（2）晶体结构（晶体的特性金属的晶体结构金属的结晶金属在固态下的转变合金的结构）（3）铁碳合金相图（典型的铁碳合金的结晶过程分析碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响铁碳合金相图的应用）（4）试验方法（拉力试验冲击试验硬度试验化学分析金相分析无损探伤）（5）材料选择（使用性能工艺性能经济性）2．其他工程材料（1）工程塑料（常用热塑性工程塑料常用热固性工程塑料常用塑料成型方法工程塑料的应用）（2）特种陶瓷（氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷）（3）光纤（种类应用）（4）纳米材料（种类应用）3．热处理（1）热处理工艺（钢的热处理铸铁热处理有色金属热处理）（2）热处理设备（燃料炉电阻炉真空炉感应加热电源）（3）热处理应用（轴类弹簧类齿轮类滚动轴承类模具类工具类铸铁、铸钢件有色金属件）三、产品设计1．新产品设计开发程序（1）可行性分析（市场调研产品定位可行性分析报告）（2）概念设计（设计要求功能分析方案设计设计任务书）（3）技术设计（工作内容与要求机械结构设计设计计算说明书）（4）设计评价与决策（评价目标、准则评价方法）2．机械设计基本技术要素（1）强度、刚度（2）结构工艺性设计（可加工性设计可装配性设计可包装运输的设计原则要点）（3）可靠性（可靠性的评价指标可靠性设计）（4）摩擦/磨损/润滑（摩擦定律磨损定律影响摩擦磨损的因素减少摩擦与磨损的方法）（5）机械振动与噪声（基本概念振动、噪声产生的根源与危害防止和降低振动、噪声的策略措施）（6）安全性（安全设计的原则防护设计）（7）标准化、通用化3．机械零、部件设计（1）机械传动及其零、部件（齿轮的功能特点及设计计算轴的功能特点及设计丝杠的功能特点及设计带传动的功能特点及设计计算减速器的功能特点及设计选用调速器的功能特点及设计）（2）联接、紧固件（螺栓联接的功能特点与设计键的功能特点与设计计算销的功能特点与设计联轴器的功能特点与设计计算过盈联接的功能特点与设计）（3）操作调节与控制件（弹簧的功能特点与设计离合器的功能特点与设计制动器的功能特点）（4）箱体/机架件（箱体、机架的设计准则箱体、机架设计的一般要求箱体、机架的设计步骤）4．气动、液压的传动控制系统（1）常用气动、液压元件（控制阀泵和马达）（2）气、液传动原理及系统设计（气动系统基本管路设计液压系统基本管路设计）（3）常见故障诊断与维护（4）密封设计5．电气传动基础（1）电动机（直流电动机异步电动机同步电动机）（2）电气调速（直流电动机的调速异步电动机的调速）（3）电气制动（直流电动机制动异步电动机制动）（4）电动机的选用6．设计方法与应用（1）计算机辅助设计（概念应用）（2）实用设计方法（工业造型设计优化设计人机工程反求技术模块化设计有限元分析快速原型制造）（3）现代设计方法（并行设计智能设计生命周期设计绿色设计创新设计）四、制造工艺1．工艺过程设计（1）工艺过程基本概念（生产过程工艺过程机械加工工艺过程机械加工工艺规程）（2）工艺规程设计的依据、程序和主要问题（工艺规程设计的依据工艺规程设计的程序工艺规程设计中的主要问题）（3）产品结构工艺性审查（产品结构工艺性审查对象产品结构工艺性审查目的产品结构工艺性审查时应考虑的主要因素产品结构工艺性审查内容）（4）定位基准选择（基准的概念精基准的选择粗基准的选择）（5）工艺路线设计（表面加工方法的选择加工阶段的划分加工顺序的安排工序的合理组合）（6）加工余量确定（加工余量概念影响加工余量的因素确定加工余量的方法）（7）工艺尺寸计算（工艺尺寸链的基本概念基本的工艺尺寸链求解综合的工艺尺寸链的图表计算法）（8）工艺方案的技术经济分析（工艺方案的评价原则工艺方案的分析与比较）（9）典型零件工艺设计示例（箱体件的加工工艺主轴加工工艺圆柱齿轮加工工艺）2．工艺装备的设计与制造（1）工艺装备及其类型（工艺装备工艺装备的类型）（2）工艺装备选择的依据（工艺方案工艺规程工序要求与设备本企业的现有工艺装备条件各类工艺装备的标准、订购手册、图册及使用说明书等）（3）工艺装备的选择与设计的原则（4）工艺装备选择的程序（5）工艺装备设计程序（6）工艺装备设计（或选择）的技术经济评价指标（7）工艺装备的验证（工艺装备验证的目的验证的范围验证的主要内容验证的方法）3．车间平面设计（1）车间生产设备布置原则（2）产品种类与生产分析（按产品（或流水线、生产线）的设备布置方案按工种（或专业化）的设备布置方案成组（或单元）设备布置方案）（3）车间设备的布置方式（机群式布置流水线布置）4．切（磨）削加工（1）切（磨）削加工基本知识（基本概念金属切削率切削力切削热与切削温度刀具磨损与刀具耐用度切削加工方法与特点经济加工精度）（2）车削（常用车削方式典型车削加工表面类型车床类型与适用范围典型的车削加工（非数控车削方法）新的车削技术）（3）铣削（常用铣削方式典型铣削加工表面类型铣床类型与适用范围典型零件表面的铣削超精铣削）（4）磨削（常用磨削方式典型磨削加工表面类型主要磨床类型与适用范围典型零件表面磨削）（5）影响切（磨）削加工质量的因素和改进措施（工艺系统方面的因素工艺过程的因素环境因素提高切削加工质量的原则措施）（6）切削用量的选择（7）切削用的工夹具（机床夹具切削刀具）5．特种加工（1）特种加工方法与特点（2）电火花加工（电火花成形加工电火花成形加工工艺过程电火花成形加工机床影响电火花成形加工工艺质量的因素及提高措施）（3）电火花线切割加工（电火花线切割加工特点电火花线切割加工工艺过程电火花线切割加工设备线切割加工的主要工艺质量指标影响工艺经济性的因素与分析）（4）激光加工（激光加工原理、特点和分类激光加工设备激光打孔激光切割）（5）超声加工（超声加工的原理与特点超声加工设备超声加工工艺参数及其影响因素超声加工的应用）6．铸造（1）铸造及其特点（铸造工艺基础铸造工艺设计铸造工艺文件）（2）砂型铸造（造型材料铸铁件铸造铸钢件铸造铜、铝合金铸件铸造）（3）金属型铸造（铜合金铸件铝合金铸件）（4）压铸（压铸件的结构压铸合金压铸机）（5）熔模铸造（熔模铸件的结构熔模铸造的工艺参数模型壳的特点及应用）（6）铸造工艺装备（模样模板芯盒砂箱）7．压力加工（1）压力加工及其分类（压力加工的涵义和特点压力加工的分类与应用）（2）锻造（自由锻模锻）（3）冲压（冲压加工的特点冲压工艺分类冲压工艺的应用要求）（4）影响锻压加工质量的因素及其提高的措施（5）压力加工用的工艺装备（冲压模设计热锻模设计胎模结构设计快速经济制模技术）8．焊接（1）焊接方法和特点（熔焊工艺基础弧焊电源及其特性焊接工艺）（2）电弧焊（手弧焊及其设备埋弧焊）（3）氩弧焊（4）气焊（气焊与气割设备选用气焊工艺参数的选择气焊工艺参数的选择）（5）焊接工艺装备（焊接用夹具焊接辅助加工装置焊接操作机）9．表面处理（1）表面处理的特点和分类（表面处理特点表面工程技术分类）（2）涂装技术（涂装材料涂装工艺与装备涂膜干燥典型产品涂装涂膜质量的评价）（3）热喷涂技术（常用热喷涂工艺分类和热喷涂技术特点热喷涂工艺流程热喷涂工艺方法热喷涂材料热喷涂技术的应用热喷涂涂层质量评定）（4）电镀（电镀的实施方式电镀的工艺过程影响镀层质量的因素电镀种类及应用电镀层质量评价）10．装配（1）基本知识（组装、部装、总装装配单元、基准零件与基准组件、基准部件装配精度影响装配质量的主要因素）（2）装配尺寸链及装配方法（装配尺寸链装配方法）（3）装配方法类型及其选择（完全互换装配法部分互换装配法（亦称大数互换装配法）选择装配法修配装配法调整装配法）（4）典型部件装配（滚动轴承部件装配圆柱齿轮传动部件装配）五、管理/经济1．安全/环保（1）设备维护保障（保养）与安全操作（设备的维护保障（保养）加工和起重机械的安全机器人、数控机床和自动生产线的安全技术）（2）常见劳动安全与卫生防范（防火、防爆防触电和静电防噪声）（3）环境保护（工业废气、废水、固体废弃物及其处理技术环保法律、法规及标准清洁生产ISO 14000环境管理系列标准介绍）2．与职业相关的道德、法律知识（1）公民基本道德规范（2）公民道德建设的主要内容（3）机械工程师职业道德规范（4）财务及税务制度（会计基本制度财务三表税种、税率）（5）知识产权法（基本知识专利法商标法著作权法反不正当竞争法）（6）现代企业制度相关法律（公司法合同法招投标法生产许可制度）（7）WTO规则和政府产业政策（历史和我国的承诺WTO基本原则WTO的四大宗旨反补贴与反倾销加入WTO对我国社会的影响）3．工程经济（1）经济学基本概念（需求供给供给和需求平衡市场市场经济指令经济和混合经济）（2）成本分析（成本的分类量—本—利之间的关系量—本—利分析）（3）价值工程（价值工程的基本概念实施价值工程的基本程序产品功能分析产品功能评价提出改进设想分析与评价方案试验，检查，评价效果）4．管理（1）管理的基本职能（管理的重要性和工作性质管理的基本职能）（2）现代企业制度（企业所有制两权分离企业财产组织形式公司治理结构）（3）生产率分析与提高（生产率方法研究时间研究熟练曲线）（4）物流基础（物流及其系统的基本概念制造企业的物流系统常用物料搬运设备的特点及选用供应链和供应链管理）（5）现场管理（5S活动定置管理）5．管理创新（1）制造模式的变化和先进制造模式（制造模式从大量生产开始成组技术、数控技术和单元制造——多品种成批生产的解决方案当代的先进制造模式）（2）MRP/MRPⅡ/ERP （MRP MRPⅡERP）（3）精益生产（准时制（JIT）生产看板管理）（4）项目管理（项目及项目管理概念项目管理三要素和目标项目管理的过程和内容）（5）灵捷制造（灵捷制造战略产生背景灵捷制造战略的基本概念企业灵捷化案例）六、质量管理/质量控制1．质量管理/质量保证（1）质量/产品质量（质量定义产品质量和质量特性产品质量的形成与质量职能及职责）（2）质量管理和全面质量管理（质量管理的含义质量管理的发展全面质量管理的特点全面质量管理的基础工作）（3）ISO 9000族标准与质量体系（ISO 9000族标准的产生与发展ISO 9000族标准的构成与内容质量保证和质量体系建立）（4）质量认证（质量认证的类型产品质量认证质量体系认证）2．过程质量控制（1）质量控制概念（2）过程质量控制的基本工具（统计分析表排列图因果图）（3）统计过程控制工具（直方图工序能力和工序能力指数Cp 控制图）（4）相关分析（相关图（散点图）法回归方程法相关分析在质量控制中的用途）3．计量与检测（1）产品制造中的计量与检测（2）几何量测量（测量基准长度测量用的器具角度测量器具形状测量器具）（3）机械量测量（力、重量的测量力矩的测量位移测量转速测量振动测量）（4）其他物理量测量（温度测量压力测量噪声测量）七、计算机应用1．计算机应用的基本知识（1）微机的构成及种类（2）常用微机的结构性能特点（十六位微机（8086/8088CPU）的结构性能特点八位微机（Z80CPU）的结构性能特点单片机的结构性能特点I/O接口及存储器的扩展可编程逻辑控制器（PLC））（3）微机软硬件的选用原则2．计算机仿真（1）仿真的基本概念（2）计算机仿真的发展和意义（3）计算机仿真的一般过程（4）仿真在CAD/CAPP/CAM系统中的应用3．计算机数字控制（CNC）（1）CNC控制程序编制基础（CNC加工程序编制的内容及步骤普通程序格式及典型程序代码）（2）CNC程序编制方法（手工编程与自动编程手工编程举例程序语言方法自动编程流程及APT编程简例普通程序格式）（3）直线插补与圆弧插补4．CAD/CAPP/CAM/CAE（1）CAD/CAPP/CAM的基本概念（2）CAD/CAPP/CAM的基本功能和工作流程（3）计算机辅助设计（CAD）（4）计算机辅助工艺规程设计（CAPP）（5）计算机辅助制造（CAM）（6）CAD/CAPP/CAM的应用状况（7）计算机辅助工程（Computer Aided Engineering-CAE）八、机械制造自动化1．机械制造自动化发展及其技术内容分类2．加工作业自动化（设备自动化）（1）刚性自动化加工设备（普通的自动化机床组合机床刚性自动线）（2）柔性自动化加工设备（数控机床加工中心）3．物流自动化（1）物流概念和功能（2）物流自动化设备分类（上、下料/装卸自动化设备传输/搬运自动化设备存储自动化设备）4．信息流自动化（1）信息涵义与信息流/信息系统（2）信息源（3）信息采集/输入（4）信息处理（5）信息传输与交换（6）信息存储5．管理自动化（1）管理含义及其自动化基础（2）MRP-Ⅱ6．常见的机械制造柔性自动化系统（1）DNC系统（2）FMC（柔性加工单元）（3）柔性自动线（FTL）（4）FMS（柔性制造系统）（5）计算机集成制造系统（CIMS）Ⅲ.有关规定和说明一、考试形式机械工程师资格考试分两个单元分别进行，均为笔试。
15结构工艺性
两件，分别用滚齿加工，然 后再将它们焊接在一起。这 样，不仅滚齿生产率和齿轮 的运动精度高，而且齿轮宽 度尺寸 L’也缩小了。因此， 可以认为图7－2b结构的工 艺性也是良好的
提高生产率
如图7－5所示 的两种轴零件的 键槽形状．图7－ 5a结构只能使用生 产率较低的键槽 铣刀加工，而图7 － 5b 结 构 可 以 使 用生产率较高的 三面刃铣刀加工。
图7－23b中的2）是混合式标注的 尺寸，它具有坐标式和链式标注法的 优点。
当加工尺寸较大或以前端测量不太 方便时，可按图7－23 C所示以轴右 端面作为调整基准，加工各端面的车 刀位置由右端面决定。轴总长尺寸 L+T /2为上工序的工序尺寸。这时，
如图7－25 a所示轴零 件的键槽和平面，尺寸 都是轴线注起的。
由于这些尺寸是从假 想的几何要素标注的， 所以是不便于测量的。
如果加工时使定位基 准与设计基准完全重合， 必须选择假想的轴线作 定位基准，就应该使用 能对中的夹具元件或较 复杂的机构，
如图7－25 b 所示。设计尺寸 若标注成图7－25 C所示时，设计基 准是实际存在的
下母线，加工时 可以使用图 7－ 25 d所示的夹具 定位元件
机械加工件结构设计必须由功能要求出发，确定 工件的尺寸、形状、精度、表面粗糙度、硬度、强度 等。再明确所需的数量和预期的成本要求等条件，以 决定加工装配应采用的加工方法与设备。
在不降低机械性能前提下，应尽量减
少要求的精度项目和各项精度要求的数值
图9-6在不降低机械性 能的前提下，应尽量减少 要求的精度项目和各项精 度要求的数值、如图中所 示的轴系结构中，用套筒 在齿轮与滚动轴承之间作 为定位套。如将套内径与 轴之间取较紧密的配合， 则不仅要求套街两端面平 行，而且要求孔与端面垂 直。如安排套筒与轴之间 有较大间隙的配合，则只 要求套简两端面有足够的 平行后即可
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造型方法
机器造型比手 工造型小
模样材料
木模比金属模 斜度大
内外壁
内壁起模斜度 比外壁大
工艺参数的确定
起 模 斜 度 的 表 示
起 模 斜 度 的 获 得
工艺参数的确定
（4）铸造圆角
制造模样时，壁的连接和转角处要做成圆弧过渡
减少应力集中； 避免一些铸造缺陷
外圆角半径 2~8mm 内圆角半径 4~16mm
铸件结构设计
1.铸件外形的设计
尽量避免外部侧凹
铸造工艺
尽量使分型面为平面
凸台和筋条结构应便于造型和起模
垂直于分型面的不加工表面最好有结构斜度
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量避免外部侧凹
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量避免外部侧凹
合理
铸件结构设计
铸造工艺
上 下
上
下
不合理
尽量使分型面为平面
原则
不合理
合
理
确定浇注位置
上 下
原则
★ 易于产生缩孔、缩 松的铸件，应把厚大部 位放在上面或侧面，以
上 下
不 合 理
便于安放冒口进行补缩
合 理
确定浇注位置
原则
★ 应尽量减少型芯数量，且 便于安放、固定和排气
不 合 理
合 理
选择分型面
★ 便于起模，分型面一般选在铸件的最
大截面处
原则
★ 使造型工艺尽量简化 （分型面尽量平直；） （分型面的数量尽量少；） （尽量避免不必要的型芯、活块）
不合理
合理
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
1.铸件壁厚的设计
铸件的壁厚应合理：最 小壁厚与临界壁厚之间 铸件的壁厚应均匀
合金铸造性能
铸件壁的连接
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件的壁厚应均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件内壁厚应小于外壁
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
选择分型面
分型面应避免曲折， 尽量平直且为平面
原则
不 合 理
合
理
选择分型面
原则
分型面数量尽量 少，最好为一个
√
选择分型面
上
原则
★ 分型面的确定 应尽量与浇注位置 一致，并应尽量满
下
不 合 理
足浇注位置的要求
上
合 理
下
选择分型面
原则
★ 尽量使型腔的全 部或大部分置于同一
不 合 理
个砂型内，最好使加
支座铸造工艺简图
分型方案：
(3)方案Ⅲ 优缺点与方案Ⅱ类同，仅是将挖砂造型改用分模造 型或假箱造型，以适应不同的生产条件。
方案确定：
方案Ⅱ、Ⅲ的优点多于方案Ⅰ。但在不同生产批 量下，具体方案可选择如下：
支座铸造工艺简图
分型方案：
(1)单件、小批生产 由于轴孔直径较小、勿需铸出，而手工造型便于 进行挖砂和活块造型，此时依靠方案Ⅱ分型较为经济 合理。 (2)大批量生产 由于机器造型难以使用活块，故应采用型芯制出 轴孔内凸台。同时，应采用方案Ⅲ从110 mm凹槽底面 分型，以降低模板制造费用。
图1
图2
2. 图2所示铸件在大批量生产时，其结构有何缺点？ 应如何改进（图示之）？
3. 在设计铸件壁厚时应注意什么？为什么要规定铸件的最 小壁厚？灰铸铁件壁厚过大或局部过薄会出现什么问题？
4. 图3所示，在保证尺寸H的前提下，如何使铸件的壁厚 尽量均匀（图示之）？
图3
机械加工余量：铸件为切削加工而加大的尺寸
铸孔
较大的孔和槽应铸出，以节 较小的孔和槽采用机械加工 的方法更经济
约金属，减少切削加工工时
工艺参数的确定
（3）起模斜度
铸件上垂直分型面的各个立壁应具有一定的斜度，以便于把模样
（或型芯）从砂型中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。
立壁高度
立壁愈高， 斜度愈小
工面与基准面位于下 型中 合 理
选择分型面
★ 尽量使型腔
及主要型芯位于 下型，以便造型、 下芯、合型和检 查型腔尺寸 机床支柱
原则
工艺参数的确定
（1）收缩余量
——由于合金的线收缩，铸件冷却后的尺寸比型腔的尺 寸略为缩小，为保证铸件的尺寸，模样的尺寸比铸件图 纸尺寸增大的数值。
——放大该合金的一个线收缩量
不合理
铸件 的壁 厚应 均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件的壁厚应均匀
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
铸件壁的连接 逐渐过渡
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
避免铸件收缩受阻
合理
铸件结构设计
设计步骤：62-63页
三、铸造工艺图的绘制
• 确定铸件的浇注位置 • 铸型分型面的选择
• 确定主要的工艺参数
• 铸造工艺简图的绘制
确定浇注位置
原则
★ 铸件的重要工作面或 主要加工面应朝下或位于 侧面
车床床身导轨
确定浇注位置
原则 不 合 理
★ 铸件上的大平面结构
应朝下 合 理
确定浇注位置
构 应 朝 下 或 呈 侧 立 状 态 ★ 铸 件 上 面 积 较 大 的 薄 壁 结
工艺参数的确定
（5）型芯头
——指型芯的外伸部分，不形成铸件轮廓，只落入
芯座内，起到定位和支撑型芯及引导型芯中气体排 出的作用 ——芯头按在铸型中的位置：水平芯头和垂直芯头 ——芯头设计：芯头长度、芯头斜度和芯头间隙
工艺参数工艺图：在零件图上用各种工艺符号及参数表示
2.铸件加强筋的设计
合金铸造性能
筋的作用——增加铸件的刚度和强度，防止变形
减小铸件壁厚，防止产生缩孔、缩松
筋的设计——筋的厚度适当 筋的布局合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
避免铸件收缩受阻
合理
铸件结构设计
3.尽量减小铸件的收缩受阻
ε = ( L模 – L铸件) / L模×100%
——常用铸造合金的线收缩率 灰铸铁：0.7% ~ 1.0% 铸钢：1.6% ~ 2.0% 有色合金：1.0% ~ 1.5%
工艺参数的确定
（2）机械加工余量与铸孔
余量过大：将浪费 金属和机械加工工 时，增加零件成本
余量过小：达不 到加工要求，影 响产品质量
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
凸台和筋 条结构应 便于造型 和起模
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
凸台和筋 条结构应 便于造型 和起模
合理
铸件结构设计
铸造工艺
垂直于分 型面的不 加工表面 最好有结 构斜度
不合理
合理
铸件结构设计
铸造工艺
垂直于分 型面的不 加工表面 最好有结 构斜度
不合理
合理
铸造工艺
出铸造工艺方案的图纸。 其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、 形状、尺寸及固定方法，加工余量，收缩率，起模斜度，
浇注系统，冒口和冷铁的尺寸和布置等。
支座铸造工艺简图
支座铸造工艺简图
分型方案： (1)方案Ⅰ 优点：底面上110 mm凹槽容易铸出，轴孔下芯 方便，轴孔内凸台不妨碍起模。 缺点：底板上四个凸台必须采用活块，铸件易错 型，飞翅清理的工作量大。若采用木模，加强筋处 过薄，木模易损坏。 (2)方案Ⅱ 为铸出110 mm凹槽必须采用挖砂造型。 方案Ⅱ克服了方案Ⅰ的缺点，但轴孔内凸台妨碍 起模，必须采用两个活块或下型芯。当采用活块 造型时，φ30mm轴孔难以下芯。
第二章 铸 造
2.3节 砂型铸造工艺设计
一、设计依据
1.生产任务：铸造零件图样、零件的技术要求、 产品数量和生产期限。 2.生产条件：设备情况、原材料情况、工人技 术水平、工艺装备制造情况 3.考虑经济性
二、设计内容和程序
设计内容和程序：
绘制铸造工艺图、铸件图、铸型装配图和
编写工艺卡以及铸件生产工艺过程的技术文件。
铸件结构设计
铸件结构设计
2.铸件内腔的设计
尽量不用或少用型芯
铸造工艺
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量不用或少用型芯
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
尽量不用或少用型芯
合理
铸件结构设计
铸造工艺
不合理
合理
应使型芯安放稳定、排气通畅、清理方便
铸件结构设计
铸造工艺
支座铸造工艺简图
方型芯的宽度大于底板，以便使上箱压住该型芯，防止浇 注时上浮。若轴孔需要铸出，采用组合型芯即可实现。
圆台座铸造工艺简图
圆台座 铸 造工艺简图
圆台座 铸 造工艺简图
第二章 铸造成形
2.4 铸件结构工艺性
铸件结构工艺性
• 铸造工艺对铸件结构的要求
• 合金铸造性能对铸件结构的要求
使铸件自由收缩 采用对称结构，防止变形
合金铸造性能
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理
合理
避免铸件收缩受阻
铸件结构设计
合金铸造性能
不合理
合理