第二章-砂型铸造结构设计

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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。
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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：
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4.4 液态金属成型件的结构设计
4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求 4.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 4.4.3 不同成形工艺对铸件结构的要求
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知识点:
铸件结构的工艺性
铸件结构与铸造工艺的关系
铸件结构与合金铸造性能的关系
铸
合
铸
件
理
件
铸
铸
铸
防
减
的
设
结
件
件
件
裂
缓
外
计
构
的
5
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。
减少型芯的数量，避免不必要的型芯； 铸件内腔设计
便于型芯的稳定、排气和铸件的清理。
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减少型芯的数量，避免不必要的型芯
实例分析：
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实例分析：
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原则2: 铸件壁后应均匀， 避免厚大截面
缺陷分析： 铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔
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2.铸件壁的连接
原则：
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。
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思考题1：如图所示铸件结有何改进之处？怎样修改？
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思考题2：为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结 构。（孔的尺寸、形状不能变）
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思考题3：图示压铸件的结构有何缺点，应如何改进？
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便于型芯的稳定、排气和铸件的清理
实例分析：
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实例分析：
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4.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求
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。
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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。
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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：
的
壁
筋
筋
型
铸
斜
外
壁
的
的
与
应
件
度
形
厚
连
应
辐
便
内
应
应
接
用
收
于
腔
便
尽
缩
取
于
可
时
出
取
能
的
模
出
均
阻
样
模
匀
力
样
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4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求
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 实例分析：
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实例分析：
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实例分析：
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4.3.3不同成型工艺对铸件结构的要求
1.压铸件的结构设计 2.熔模铸件的结构设计 3.铸件的组合设计
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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：
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2.熔模铸件的结构设计
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：
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3.铸件的组合设计
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：
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实例2：
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实例3：
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。
结论：铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间