铸造工艺结构
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、
零件上常见的工艺结构
（c）正确
（d）错误
图8-58 钻孔应注意的问题
（e）正确
（a）不合理 （b）合理
图8-59 钻孔的方便性
机械制图
谢谢观看！
（a）
（b）
图8-55 退刀槽和砂轮越程槽
（c）
1.2 机械加工工艺结构 3．凸台和凹坑
为了保证零件表面在装配时接触良好和减少机械加工 的面积，常在零件表面上设计出凸台或凹坑，并尽量使多 个凸台在同一水平面上，以便于加工，如图8-56所示。
图8-56 凸台和凹坑
1.2 机械加工工艺结构
4．钻孔结构
1.2 机械加工工艺结构
2．退刀槽和砂轮越程槽
切削时（主要是车削和磨削），为了便于退出刀具或 砂轮，常在待加工面的轴肩处预先车出退刀槽和砂轮越程 槽。这样既能保证加工表面满足加工技术要求，又便于装 配时相关零件间靠紧。常见退刀槽和砂轮越程槽的简化画 法及尺寸标注如图8-55所示。
1.2 机械加工工艺结构机 Nhomakorabea制图零件上常见 的工艺结构
零件上常见的工艺结构
零件的结构形状主要是由零件在机器中的作用以及 其制造工艺所决定的。因此，零件的结构除满足使用要 求外，还应具有合理的工艺结构。零件上常见的工艺结 构有铸造工艺结构、机械加工工艺结构等。
1.1 铸造工艺结构
铸造是指将熔融的液态金属或合金浇入砂型型腔中， 待其冷却凝固后获得的具有一定形状和性能的铸造零件 的方法。铸造的工艺结构包括铸造圆角、起模斜度和铸 件壁厚等。
1.2 机械加工工艺结构
（a）45°倒角 （b）非45°倒角
图8-54 倒角和圆角
1.2 机械加工工艺结构
为了避免因应力集中而产生裂纹，在轴或孔中直径不 等的交接处，常加工成环面过渡，称为倒圆，如图8-54（c ）所示。
铸件结构设计
三、铸件内腔的设计 原则：减少型芯数量，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。 1. 尽量节省型芯，避免不必要的 型芯
壁厚不均匀 →冷却速度不同→收缩不一致→产生热应力→厚薄连接处产生裂纹。
第二节 不同成型工艺对铸件结构的要求
原 为则防1止：热合裂理增，设可计加在铸铸件工件壁易厚艺裂处孔增设，防裂可筋。型芯定位稳固，有利于排气和清理。加工后
堵住。 > 500
15 ~ 20 10 ~ 15
12 ~ 20 ----
2）如采用丁字形、工字形、槽形或箱形结构，脆弱处安加强筋。
◆外圆角还可美化铸件外形；
原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺。
设计铸件壁的连接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生。
◆注意与拔模斜度的区别：
第二节 铸件结构与合金铸造性能的关系
拔模斜度：是在制定铸造工艺时，为了拔模方便而加上去的，一般要切削掉。
表2-13 砂型铸造铸件的最小壁厚 (mm)
原则2：铸件壁后应均匀，避免厚大截面 所谓铸件壁厚的均匀性是使铸件各壁的冷却速度相近，并非 要求所有的壁厚完全相同。 ◆缺陷分析： 壁厚差别过大 → 厚壁处易于产生缩孔、缩松缺陷。 壁厚不均匀 →冷却速度不同→收缩不一致→产生热应力→ 厚薄连接处产生裂纹。
2、铸件壁的连接 设计铸件壁的连接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内 应力的产生。 原则1： （1）铸件的结构圆角 ——铸件结构的基本特征 结构圆角可使铸件壁间的转角处避免热节、减轻应力集中、 改善结晶方向，从而提高转角处的机械性能。 ◆外圆角还可美化铸件外形；内圆角还可防止金属液冲坏型 腔尖角。铸造内圆角的大小应与铸件的壁厚相适应。表2-15。
简述铸造工艺对铸件结构的要求
简述铸造工艺对铸件结构的要求铸造工艺是制造铸件的常用工艺之一，具有成本低、生产效率高、生产周期短等优点。
在铸造工艺中，铸件结构的合理设计对提高工艺性能、提高产品质量和降低成本起着重要作用。
首先，铸造工艺对铸件结构要求有以下几点：1.简洁性：铸件的结构设计应尽量简洁，减少过多的孔洞、内腔和悬臂等复杂形状，以降低铸件的成本和制造难度。
2.精确性：铸件的结构设计要考虑到所需的精度和尺寸变化，在设计过程中要保证铸件的尺寸精度和形状精度。
3.可焊性：在铸造工艺中，铸件需要与其他零件进行焊接，因此铸件的结构设计要符合焊接要求，保证焊接良好。
4.强度和刚度：铸件结构设计要考虑到所需的强度和刚度，保证铸件在使用过程中的稳定性和可靠性。
5.声学性：铸件结构设计要考虑到声学要求，避免铸件在使用过程中产生过多的噪音。
其次，铸造工艺对铸件结构要求的具体内容如下：1.浇注系统：铸造工艺要求铸件具有合理的浇注系统，包括浇注口、导流冒、浇口、深水孔等。
浇注系统的设计合理与否直接影响到熔铁的进入、充实和充实性能，影响到铸件的质量。
2.冷却系统：铸造工艺要求在铸造过程中有效控制铸件的冷却速度，避免产生太多的内部应力和组织不均匀等缺陷。
冷却系统的设计包括冷却通道、冷铁、水冷壁等。
3.支撑系统：在铸造过程中，铸件需要支撑来防止变形和开裂。
支撑系统的设计要考虑到铸件的几何形状、重量和固定方式等因素。
4.清洁性：铸造工艺要求铸件具有良好的清洁性能，避免在铸造过程中产生太多的气泡、夹杂物和夹渣等缺陷。
5.铸型材料：铸造工艺要求铸件的结构设计与所选用的铸型材料相匹配，避免因材料特性不合适而导致的缺陷。
总而言之，铸造工艺对铸件结构的要求主要包括简洁性、精确性、可焊性、强度和刚度、声学性等方面。
合理的铸造工艺设计可以提高铸件的品质和可靠性，降低制造成本，为产品的应用提供可靠的基础。
简述铸造工艺对铸件结构的要求
简述铸造工艺对铸件结构的要求
铸造工艺是一种将熔化的金属注入到模具中制作成铸件的工艺，其对铸件结构有着非常重要的要求。
首先，铸造工艺要求铸件的结构必须具备良好的连通性和均匀性，这是铸件性能优良的关键。
因此，在设计铸件结构时必须考虑到金属在注入模具时流动的情况，避免出现死角和不均匀的地方。
其次，铸造工艺要求铸件结构必须具备一定的凝固收缩率，这是因为熔化的金属在冷却过程中会收缩，如果铸件结构设计不当会出现变形和裂纹等问题。
因此，在设计铸件结构时需要根据不同的金属材料和工艺参数来确定其凝固收缩率。
最后，铸造工艺要求铸件结构必须具备一定的强度和韧性，这是保证铸件在使用过程中不会出现断裂和老化的重要保障。
因此，在设计铸件结构时必须考虑到不同的应力和载荷情况，并选用适当的金属材料和工艺参数来保证铸件结构的强度和韧性。
综上所述，铸造工艺对铸件结构有着严格的要求，只有在铸件结构设计合理、金属材料和工艺参数选择得当的情况下，才能制作出具有优良性能的铸件。
- 1 -。
零件上常见的工艺结构
3）在需要增强铸件强度时，可采用加肋的办法，而不是 单纯增加壁厚，如图8.7（c）所示。
4）为了便于清砂，铸件的内腔应当做成开式的，不要做 成封闭的，如图8.7（d）所示。
（c）
图8.7 铸件的壁厚
（d）
1.2机械加工零件的工艺结构
1. 倒角和圆角：为了去除毛刺、锐边，以防伤人及便 于装配，在轴端、孔口及零件的端部常加工出倒角。为 了避免应力集中而引起断裂，在孔、轴的台肩转折处， 常加工成圆角过渡的形式，称为倒圆。倒角宽度和圆角 半径可根据轴径和孔径查表确定。如图8.8所示。
图8.14 过渡线（二）
机械制图
1、铸造圆角 在铸件各表面的相交处应当做成 圆角.如图8.5所示。否则砂型在尖 角处容易落砂，同时由于金属冷却 时要收缩，在尖角处容易产生裂纹 或缩孔。
图8.5 铸造圆角
2、起模斜度
造型时，为了能将木模顺利地从砂型中提取出来，一般
常在铸件的内外壁上沿着起模方向设计出斜度，这个斜度 称为起模斜度，如图8.6所示。起模斜度一般按1：20选取， 也可以角度表示（木模造型约取1°～3°）。该斜度在零 件图上一般不画、不标。如有特殊要求，可在技术要求中 说明。
图8.8 倒角和圆角
2. 凸台和凹坑： 零件与零件相互接 触和配合的表面一般 应切削加工，为了降 低机械加工量及便于 装配，应尽可能缩小 加工面积及接触面积， 如图8.9所示。常见的 办法即在零件表面作 出凸台或凹坑。同一 平面上的凸台应尽量 同高，以便于加工。
图8.9 减少加工面积
3.退刀槽和越、
边受力，产生
偏斜或钻头折
断,因此，在与
孔轴线倾斜的
零件表面处，
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
铸件结构设计
铸件结构设计
铸件壁厚 力求均匀， 避免局部 过厚形成
避免铸造缺陷的合理结构
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热节的结
构 不合理 合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
23
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铸件结构设计
铸件壁厚 力求均匀， 避免局部 过厚形成
避免铸造缺陷的合理结构
热节的结
构
不合理
合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
24
铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产生 翘曲变形和大
的水平平面结
构
不合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
合理
29
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铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产 生翘曲变形
和大的水平
平面结构 不合理 合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
30
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铸件结构设计
避免铸造缺陷的合理结构
避免铸件产生 翘曲变形和大
的水平平面结
构 不合理
成形工艺基础－铸件结构 设计
40
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铸件结构设计
简化工艺过程的合理结构
不 合 理
铸件结构应有 利于型芯的固 定、排气和清 理
合 理
成形工艺基础－铸件结构 设计
41
铸件结构设计
结合铸造方法的合理结构 熔模铸造成形件的结构
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设计熔模铸造时应考虑 的问题：
•便于从压型中取出蜡模 和型芯 •孔、槽不宜过小或过深 •壁厚均匀、同时凝固、 避免分散的热节
合 理
成形工艺基础－铸件结构 设计
33
铸件结构设计
简化工艺过程的合理结构
不 合 理碍拔模的 局部凹陷结构
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。
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铸造工艺结构
(1)拔模斜度
在铸造造型时，为了便于把模型从砂型中取出，通常在铸件沿拔模方向的内、 外壁上均制有约1:20的斜度，叫拔模斜度，如图9b 所示。
拔模斜度通常较小, 木模常为I 。
〜3°;金属模为0.5。
〜2°。
所以拔模斜度一般不画出，但不标 注，如图9a 所示。
b)
图9铸造件上的拔模斜度
(2｝铸造圆角
在浇铸铸件时，为了避免在铁水冷却时产生裂纹，同时也为了防止在取模时 损坏砂型，在铸件各表面相交处均以圆角过渡，这种圆角就叫铸造圆角，如图 10所示。
在零件图上，铸造圆角必须画出。
铸造圆角的半径应与铸件的壁厚相 适应，其半径值一般取为3〜5毫米。
铸造圆角也可在技术要求中作统一说明。
在相交两平面中，任问一个表面加工后；圆角就被切去，此时该处就应画成 尖角，如
图10所示。
a)
a) b)
图ID铸:造件上的铸造圆角
(3)铸件壁厚
为了保证铸件的制造质量，铸件各部分的壁厚应保持均匀一致，特别要避免突然改变壁厚和局部肥大的现象。
这样可以防止铸件在浇铸时，由于各部分冷却速度不一致，而在壁较厚外形成缩孔，或在较厚壁与较薄壁的交界处产生裂纹，如图11所示。
(4)、过渡线
由于铸造工艺上的要求，铸件两表面相交处存在铸造圆角。
这时零件表面的
交线就不明显；但为了增强图形的直观性，在相交处仍然要画出原有的交线；称为过渡线。
过渡线的画法与原有相贯线或截交线的画法相同。
但由于存在有铸造圆角，因此交线的两端不再与零件的轮廓线相接触、如图12所示，为内圆柱相交时，内、外表面上过渡线的画法。
具体画图时，首先应按没有圆角的情况画出相贯钱，然后再在轮廓线处画出小圆角。
9
腔12 两圆性相交时过渡线的因法
图13所示，为零件上常见的圆柱和肋板相交，且相交处有圆角过渡时的画法。
很明显，过渡线的形状与肋板和圆柱是相交还是相切，以及肋板本身的断面形状 有关。
略13防板与岡林相空时过:瀝线的网漲。