铸造工艺方案确定与工艺参数选择

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第五篇
铸造工艺方案确定与 工艺参数选择
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图 ! " # " * 肋（筋）与肋（筋）的交叉布置 %）合理；’）不合理
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第五篇 铸造工艺方案确定与工艺参数选择
图 ! " # " #$ 铸铁件（支架）加强肋（筋）的布置 %）肋（筋）受拉应力，不合理；&）肋（筋）受压应力，合理
图 ! " # " ## 肋（筋）的分布与造型工艺的关系 %）不合理；&）合理
铸件的结构是否合理，和铸造合金的种类和性能，对铸件的质量要求和产量的多少、 铸造工艺方法和生产条件等均有密切的关系。在一些情况下，改善结构工艺性所带来的 技术经济效果可以和生产过程合理化、机械化、自动化的作用相提并论。
第一节 铸件品质（质量）对零件结构的要求
合理的零件结构可简便地消除许多铸造缺陷，保证铸件品质（质量）。
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铸钢种类
碳素钢 低合金结构钢
高锰钢 不锈钢 耐热钢
表 ! " # " & 砂型铸造铸钢件的最小壁厚
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表 ! " # " - 铸钢件的合理壁厚
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由上可见，各种资料推荐的临界壁厚数值并不相同，可根据具体条件参照选用。临 界壁厚的数值对设计薄壁轻型铸件具有直接的参考价值，对于一些重型铸件亦可参考这 些数值，从选择合理的断面形状方面着手以尽量避免过分厚大的断面。
铸钢件的合理壁厚可参考表 ! " # " - 确定。
铸件最大 轮廓尺寸
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五、铸件加强肋（筋）
加强肋（筋）可以在不显著增加甚至减轻铸件质（重）量的情况下增加铸件的强度，防 止铸件产生裂纹、变形、缩孔等缺陷。
设计加强肋（筋）时，应尽量减少与分散热节点、除此还应注意： （&）应用加强肋（筋）来提高铸件的载荷性能，防止铸造缺陷。如图 % $ & $ ’。 （"）加强肋（筋）的布置，应尽量减少热节点，如图 % $ & $ (。 （)）铸铁的抗压强度是抗拉强度的 ) * # 倍，因此，铸铁件的加强肋（筋）不应使其处 在拉应力状态下（图 % $ & $ (+），而应使其在承受压应力状态下工作（% $ & $ (,），镁合金 铸件也有此特点。 （#）设置肋（筋）时应不妨碍起模，不妨碍清砂，且不应削弱型芯强度，如图 % $ & $ && 和图 % $ & $ &"。 （%）加强肋（筋）的尺寸：一般按下列关系式确定加强肋（筋）的尺寸：
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铸钢件 可锻铸铁件 有色合金件
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第一章 零件结构的铸造工艺性
第一章 零件结构的铸造工艺性
生产铸件，不仅需要采用先进合理的铸造工艺和设备，而且还要使零件结构本身符 合铸造生产的要求。这种对于铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性，称为铸件的“铸 造工艺性”。
图 ! " # " #’ 肋（筋）对型芯强度与铸件清理的影响 %）不合理；&）合理
砂型铸造铸件的最小壁厚参考表 ! " # " # $ 表 ! " # " !。 · !&% ·
第五篇 铸造工艺方案确定与工艺参数选择
铸铁种类
灰铸铁 孕育铸铁 球愚铸铁 含 . 较高的铸铁
可锻铸铁
表 ! " # " # 砂型铸造铸铁件的最小壁厚
铸件最大轮廓尺寸
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注 # ( 铸件尺寸较小时取下限，铸件尺寸较大时取上限。 ) ( 形状简单的铸件，其合理壁厚可适当减少。 * ( 形状复杂的铸件，易变形的铸件，流动性较差钢件的铸件，其合理壁厚可适当增加。
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表 ! " # " ) 砂型铸造镁合金、锌合金铸件的最小壁厚
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合金种类
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铸造镁合金
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铸造锌合金
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合金种类
锡青铜
无锡青铜
黄铜
特殊 黄铜
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第一章 零件结构的铸造工艺性
表 ! " # " ! 砂型铸造铜合金铸件的最小壁厚
铸件最大轮廓尺寸
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二、铸件的临界壁厚
在确定铸件壁厚时，为了充分发挥金属的强度潜力，必须考虑铸造合金的力学性能 对铸件壁厚的敏感性。各种铸造合金都存在一个临界壁厚，当铸件的壁厚超过这个厚度 以后，铸件的强度并不是按比例地随着铸件厚度的增加而增加。
一、铸件的壁厚应合理
每一种铸造合金的铸件，都有其合适的壁厚范围，如果选择得当，既可保证铸件的力 学性能要求，又可方便铸造生产，同时还可节约金属材料，减轻铸件质（重）量。
在一定铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小壁厚。 为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚应不小于最小壁厚。最小壁厚的 数值除与铸造合金的种类有关外，还与铸造方法、铸件形状、大小等因素有关。
铸造镁合金 铸造锡青铜
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第五篇 铸造工艺方案确定与工艺参数选择
含碳量（ & ） 临界壁厚 , %%
表 ! " # " $ 碳素钢铸件砂型铸造的临界壁厚
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合金种类 铸造铝合金
表 ! " # " , 砂型铸造铝合金铸件的最小壁厚
铸件最大轮廓尺寸
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三、铸件壁的过渡和连接
# ( 壁的连接形式 在铸件结构设计中经常碰到两个、三个甚至更多的壁相连接的情 况。它们形成了以下一些典型的连接形式：
（#）过渡连接：处于同一平面内的两个不同厚度壁的连接； （)）2 形连接：两壁呈直角相连接； （*）3 形连接：两壁呈锐角相连接； （+）4 形连接：两壁互相垂直连接； （!）5 形连接：三个壁呈 5 形连接； （1）6 形连接：三个壁呈 6 形连接； （$）7 形连接：两个壁或数个壁交叉连接。
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可锻铸铁
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球墨铸铁
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第一章 零件结构的铸造工艺性
图 ! " # " $ % 形连接形式 &）不合理；’）合理；(）不合理；)）合理
图 ! " # " * + 形连接形式 &）不合理；’）合理
（,）对于互相连接的壁，当壁厚不相等时，应采取逐渐过渡的方式连接。壁厚的过渡 形式和尺寸关系见表 ! " # " -。
壁厚比
过渡形式
) ( 设计注意事项 正确地设计壁连接，对防止缩孔、缩松、裂纹、变形、枯砂等铸造缺 陷，提高铸件质量等有着十分重要的意义。在连接形式的选用与设计中应注意：
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第一章 零件结构的铸造工艺性 （!）应优先选用 " 形连接，图 # $ ! $ ! 和图 # $ ! $ % 分别为铸钢之 " 形和 & 形连接 接头的圆角半径与应力集中系数之间的关系。
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第五篇 铸造工艺方案确ຫໍສະໝຸດ Baidu与工艺参数选择
壁厚比
过渡形式
合金种类
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铸铁件 铸铁件
过渡尺寸（圆角半径 !） $ !#（ " $ #） $ !%（ " $ #）
四、铸造斜度
为便于起模，简化铸造工艺，应在铸件非加工面上铸件壁的内、外两侧，沿起模方向 设计适当的斜度，即铸造斜度。为从芯盒中取出型芯的方便，铸件上相应部位亦应有一 定的铸造斜度。铸造斜度的设计请参考相关资料。
图 # $ ! $ ! " 形连接圆角半径与应力集中系数的关系 !—扭转载荷下应力集中系数 %—拉伸载荷下应力集中系数
图 # $ ! $ % & 形连接圆角半径与应力集中系数的关系 !—扭转载荷下应力集中系数 %—拉伸载荷下应力集中系数
（%）尽量减少与分散热节点，避免壁的交叉。图 # $ ! $ ’ ( 图 # $ ! $ ) 是各种连接形 式的合理与不合理的对比实例。
在砂型铸造条件下，各种铸造合金铸件的临界壁厚可按其最小壁厚的三倍来考虑。 也可按表 ! " # " ) 和表 ! " # " - 确定。
表 ! " # " ) 砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚
合金种类与牌号
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灰铸铁
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’ "%& 式中 %& ———铸件外表面上加强肋（筋）的厚度；
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! ———加强筋的高度。
第一章 零件结构的铸造工艺性
图 ! " # " $ 加强肋（筋）增加铸件的强度和刚度 %）、&）不加肋（筋）结构；’）、(）加肋（筋）结构；#、)—加强肋（筋）
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第五篇 铸造工艺方案确定与工艺参数选择
图 ! " # " $ % 形连接形式 &）不合理；’）许可；(）合理
图 ! " # " ) * 形连接形式 &）不合理；’）合理；(）不合理；+）合理
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图 ! " # " ! 十字形连接形式 &）不合理；’）合理；(）不合理；+）合理