第二章铸件结构工艺性
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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。
2-3压铸件结构设计-53
表2-13 铸造圆角半径的设计计算 上一页 下一页 返回
4.压铸件的脱模斜度
为了保证压铸件能够从压铸模具中顺利脱出，在压铸件沿脱出方向上
的所有内表面都要有一定的斜度，该斜度称为脱模斜度。压铸件脱模 斜度的大小和压铸件的壁厚及合金种类有关。
压铸件壁厚↑，对型芯的抱紧力↑，脱模斜度↑；
收缩率及熔点↑，脱模斜度↑； 压铸件内表面或孔比外表面的脱模斜度要大。 在允许范围内，采用较大的脱模斜度，可减少推件力和抽芯力。
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表2-2 厚度尺寸公差(单位：mm)
表2-3 圆角半径尺寸的公差(单位：mm)
D4
表2-4 自由角度和自由锥度尺寸公差
表2-5 孔中心距尺寸公差(单位：mm)
2）.表面形状和位置
压铸件的表面形状和位置主要由压铸模的成型表面决定，而压铸 模成型表面的形位公差精度较高，所以对压铸件的表面形位公差 一般不另行规定，其公差值包括在有关尺寸的公差范围内。对于 直接用于装配的表面，类似机械加工零件，在图中注明表面形状 和位置公差。
表2-9 压铸件机械加工余量（mm） 表2-10 压铸件铰孔加工余量
三、 压铸件结构设计
压铸件的结构设计是压铸生产中首先遇到的工作， 其设计的合理性和工艺适用性直接影响到后续工作
的顺利进行。设计压铸件除要满足使用要求外，同
时应该满足成型工艺要求，并且尽量做到模具结构 简单、生产成本低，达到设计的合理性、工艺性、 可制造性、经济性。
图2-4 改变凹区域方向消除抽芯受阻区域 图2-4 （a）形成区域A的活动型芯受到凸台K阻碍，无法抽出。 因此改变其方向，使区域A指向外侧，则可顺畅抽出，如图2-4 （b）所示。
（二）消除抽芯受阻区域
铸件结构工艺性
铸件结构工艺性(图)定义：是指所设计的零件在满足使用要求的前提下，铸造成形的可行性和经济性，即铸造成形的难易程度。
良好的铸件结构应适应金属的铸造性能和铸造工艺性。
1、适应铸造性能的结构设计原则----铸件壁的设计要求1）合理壁厚在满足铸件最小允许壁厚的前提下，尽量可能薄一点，即能保证熔融金属具有良好的流动性，又能避免产生因收缩量过大而引起的铸造缺陷（如缩孔）。
2）均匀壁厚----是指各部分的壁厚冷却速度均匀。
内壁隔墙薄、四周壁应厚。
目的：减小应力、变形和开裂；防止热节产生缩孔。
3）过渡连接●结构圆角避免热节形成；改善应力分布；避免砂型损坏和产生砂眼。
●均匀交接铸件上不同方向的壁或肋交接时，应避免造成金属聚集（热节），而产生缩孔。
●采用圆角、斜面、圆锥逐步过渡目的：防止应力集中而开裂。
4）大平面倾斜目的：利用填充和排气排查。
5）减小变形（同热处理）对称结构、增设加强肋。
6）自由收缩目的：有利减小因收缩应力而引起的应力开裂和变形。
2、适应铸造工艺的结构设计原则----铸件形状设计要求1）简化结构----轮廓平直、分形面简单和最少。
●直线代曲面、模样成本低、便于分起模；●结构紧凑、减少造型材料的消耗、砂箱尺寸和生产面积。
2）减少型芯芯多成本高、不便排气和清理。
●开式结构代替闭式结构；●凹抗扩展为凹槽；（节省外芯）●凸缘外伸代内伸；（砂垛代芯）3）便于芯的固定目的：省芯撑、排气通畅、清砂方便。
4）避免使用活块5）肋不影响起模若肋条的布置与起模方向不平行也不垂直，会影响起模、填砂和紧砂。
6）结构斜度铸件上凡是平行起模方向的非加工表面，都应设计结构斜度；立壁愈低，结构斜度愈大。
可查表得：凸台为30-40度。
目的：起模方便、便于砂垛代芯、美观。
7）便于搬运：增设吊装孔或环。
压铸工艺 第二章
3.2、国产压铸机的主要技术参数
表2-1 压铸机的主要技术参数
压铸机型 号 锁 模 力 /K N 压射 力/Kg 压射 比压 /MP a 动模 板行 程 /mm 模具厚度 /mm 最小 最大 压室 直径 /mm 冲头 顶出 行程 / mm 顶出 器顶 出力 /KN 最大合金浇 注量/kg 轻合 金 重合 金 一次 空循 环时 间/s 拉杆内间距 /mm
液压和电器系统提供动 力、能源以及控制。
2.1、合模机构
合模机构——带动模具动模部分合模或开模的机构 2.1.1、液压合模机构 合模液压缸直接带动动模安装板和动模分、合模，并起 锁紧作用。 优点：结构简单，操作方便，安装不同厚度的模具时不 用调节合模液压缸座的位置，省去了相应的机械结构， 在生产过程中，锁模力可以保持不变。 缺点：合模的刚性差，可靠性不好，熔融金属易从分型 面喷出，降低了压铸件的尺寸精度；合模速度较慢，效 率低。
一、压铸机的选用原则
1) 满足压铸件的工艺性及合金种类等的要求； 2) 压铸机的技术参数应满足生产要求； 3) 在满足生成需要的前提下，尽量减少压铸机的品种和规格。 4）以是否能得到最佳经济效益来决定是否采用自动化生产。
二、压铸机的选用
选择压铸机应考虑的因素 A、压铸合金的种类不同，选用压铸机压室的形式也不一样：
铝合金采用冷压室压铸机，最好采用立式冷压室压铸机；
锌合金采用冷、热压室压铸机生产均可，从生产效率和实现自动化的 难易出发，一般选用热压室压铸机； 镁合金可以采用冷、热压室压铸机，以前主要采用冷压室压铸机，目 前已经有应用于镁合金的专用热压室压铸机在使用； 铜合金通常采用冷压室压铸机。
增加了反 料结构
余料未切断前不能开 模
立式冷压室压铸机的压室和压射机构处于垂 直位置，压室中心线垂直于模具运动方向
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、
铸造工艺方案
2) 车间原材料的应用情况和供应情况。 造型材料：原砂、粘土、煤粉、水玻璃及树脂等； 铸造炉料：生铁、废钢回炉料、非铁金属、焦炭等。
3) 工人技术水平、生产经验及技术习惯。
4) 模样芯盒等工艺装备的加工能力和生产经验。
三、设计工作内容和程序
1.设计工作内容
包括：铸造工艺图、铸件图、铸型装配图(合型图)、工 艺卡、操作工艺规程。
不宜将内腔砂芯横截分块来制芯组合，这样较难保证偏心距e的尺寸公差。 合理的方案是最好制成整芯装入铸型内。
应使砂芯起模斜度和模样起模斜度大小、方向一致，保证铸件壁厚均匀。
2．尽量减少砂芯数目，保证操作方便
3．砂芯形状要与生产条件、造型、制芯方法相适应
(二)芯头与芯座
铸型中使用砂芯时，为使砂芯在铸型中定位准确、 安放稳固及砂芯内部排气通畅，在砂芯及模样上均需 做出芯头。
第二节 铸造工艺方案的拟定
包含：a.造型、制芯方法和铸型种类的选择； b.浇注位置和分型面的确定； c.工艺参数的选定等。
一、零件结构的铸造工艺性分析 (一)先作好整体性的了解
a.根据零件样图参数及要求查定该产品是否能根据 现有生产条件铸得出来；
b. 能否容易铸出而不易出现铸造缺陷。
(二)从壁厚大小、分布及热节布局去审查铸件结构的 合理性
改进后( 虚线所示)，呈对称 结构，减少模具制造费用。
尽量采用对称结构，回转铸型可采用刮板造型法，减少模具制造费用。
大而复杂的铸件可考虑分成若干简单铸件分开铸造再行焊接 或用螺栓将其联接固定。
大而复杂的铸件可考虑分成若干简单铸件分开铸造再行焊接 或用螺栓将其联接固定。
对于一些很小的简易零件，常把这些小件毛坯连接成一个较 长的大铸件。
确定浇注位置很大程度上着眼于控制铸件的凝固顺 序，铸件上部易发生缺陷的可能。
3) 工人技术水平、生产经验及技术习惯。
4) 模样芯盒等工艺装备的加工能力和生产经验。
三、设计工作内容和程序
1.设计工作内容
包括：铸造工艺图、铸件图、铸型装配图(合型图)、工 艺卡、操作工艺规程。
不宜将内腔砂芯横截分块来制芯组合，这样较难保证偏心距e的尺寸公差。 合理的方案是最好制成整芯装入铸型内。
应使砂芯起模斜度和模样起模斜度大小、方向一致，保证铸件壁厚均匀。
2．尽量减少砂芯数目，保证操作方便
3．砂芯形状要与生产条件、造型、制芯方法相适应
(二)芯头与芯座
铸型中使用砂芯时，为使砂芯在铸型中定位准确、 安放稳固及砂芯内部排气通畅，在砂芯及模样上均需 做出芯头。
第二节 铸造工艺方案的拟定
包含：a.造型、制芯方法和铸型种类的选择； b.浇注位置和分型面的确定； c.工艺参数的选定等。
一、零件结构的铸造工艺性分析 (一)先作好整体性的了解
a.根据零件样图参数及要求查定该产品是否能根据 现有生产条件铸得出来；
b. 能否容易铸出而不易出现铸造缺陷。
(二)从壁厚大小、分布及热节布局去审查铸件结构的 合理性
改进后( 虚线所示)，呈对称 结构，减少模具制造费用。
尽量采用对称结构，回转铸型可采用刮板造型法，减少模具制造费用。
大而复杂的铸件可考虑分成若干简单铸件分开铸造再行焊接 或用螺栓将其联接固定。
大而复杂的铸件可考虑分成若干简单铸件分开铸造再行焊接 或用螺栓将其联接固定。
对于一些很小的简易零件，常把这些小件毛坯连接成一个较 长的大铸件。
确定浇注位置很大程度上着眼于控制铸件的凝固顺 序，铸件上部易发生缺陷的可能。
汽车制造工艺学 习题答案 作者 曾东建 贺曙新 徐雳 石美玉 第二章 汽车及其零件制造中常用制造工艺
第二章 汽车及其零件制造中常用制造工艺根底知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
铸造工艺根底 锻造工艺根底 焊接根本工艺 冲压工艺根底 粉末冶金 塑料成型工艺根底 毛坯的选择
第一节 铸造工艺根底
一、概述
(一) 铸造的特点及分类
汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、尺寸精度高、 质量轻、可靠性好、生产批量大等。铸件一般占汽车自重的 20%左右，仅次于钢材用量，居第二位。就材质而言，铸铁、 铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就采用了灰铸铁、球 墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁等。可以说，汽车 工业使各种铁造材质到达物尽其用的地步。就所采用的各种 工艺方法而言，一般习惯将铸造分成砂型铸造和特种铸造两 大类。
(二) 造型材料和造型方法
制造铸型用的材料称为造型材料，主要指型砂和芯砂。它 由砂、粘结剂和附加物等组成。
造型材料应具备可塑性、强度、耐火度、透气性和退让性。 砂型铸造的造型方法很多，可分为手工造型和机器造型两 大类。 手工造型是指全部用手工或手开工具完成的造型过程。手 工造型按照起模特点可分为整模造型、挖砂造型、分模造型、 活块造型、三箱造型等方法。 机器造型是指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型 过程。
模锻锤
24
此外还有无砧座锤和高速锤等。蒸汽空气模锻锤的构造及工作原理与蒸汽空气 自由锻锤根本相似，其主要区别为：模锻锤的砧座较大，机架直接用带弹簧的螺栓 安装在砧座上，形成封闭结构；模锻锤的锤头与导轨间的间隙很小，并可调整，因 此锤头运动精确，保证上、下模能准确对准，从而获得形状和尺寸准确的模锻件。
液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔，且直接形成铸型 的原材料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造。在汽车 铸件生产中，砂型铸造所生产的铸件占整个汽车铸件的90%以 上。凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种铸造。
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
铸造工艺根底 锻造工艺根底 焊接根本工艺 冲压工艺根底 粉末冶金 塑料成型工艺根底 毛坯的选择
第一节 铸造工艺根底
一、概述
(一) 铸造的特点及分类
汽车用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、尺寸精度高、 质量轻、可靠性好、生产批量大等。铸件一般占汽车自重的 20%左右，仅次于钢材用量，居第二位。就材质而言，铸铁、 铸钢、铸铝、铸铜等应有尽有，仅铸铁就采用了灰铸铁、球 墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁及合金铸铁等。可以说，汽车 工业使各种铁造材质到达物尽其用的地步。就所采用的各种 工艺方法而言，一般习惯将铸造分成砂型铸造和特种铸造两 大类。
(二) 造型材料和造型方法
制造铸型用的材料称为造型材料，主要指型砂和芯砂。它 由砂、粘结剂和附加物等组成。
造型材料应具备可塑性、强度、耐火度、透气性和退让性。 砂型铸造的造型方法很多，可分为手工造型和机器造型两 大类。 手工造型是指全部用手工或手开工具完成的造型过程。手 工造型按照起模特点可分为整模造型、挖砂造型、分模造型、 活块造型、三箱造型等方法。 机器造型是指用机器完成全部或至少完成紧砂操作的造型 过程。
模锻锤
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此外还有无砧座锤和高速锤等。蒸汽空气模锻锤的构造及工作原理与蒸汽空气 自由锻锤根本相似，其主要区别为：模锻锤的砧座较大，机架直接用带弹簧的螺栓 安装在砧座上，形成封闭结构；模锻锤的锤头与导轨间的间隙很小，并可调整，因 此锤头运动精确，保证上、下模能准确对准，从而获得形状和尺寸准确的模锻件。
液态金属完全靠重力充满整个铸型型腔，且直接形成铸型 的原材料主要为型砂，这种铸造方法称为砂型铸造。在汽车 铸件生产中，砂型铸造所生产的铸件占整个汽车铸件的90%以 上。凡不同于砂型铸造的所有铸造方法，统称为特种铸造。
铸件结构工艺性-
过大和过小都不好？
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19
§1－6 特种铸造
一、熔模铸造
1、定义：是在易熔模样表面包覆数层耐 火涂料，待其硬化干燥后，将模样熔去 而制成型壳，经浇注而获得铸件的一种 方法。
2、熔模铸造的工艺过程 如图所示
2021/4/8
20
3、熔模铸造的结构特点
2021/4/8
等。重量从几克～50k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。
2021/4/8
24
（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
2021/4/8
25
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。
2021/4/8
32
离心铸机示意图
2021/4/8
33
3、离心铸造的特点
离心铸造的优点：
（1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气 孔、夹渣等缺陷。这些均集中在内表面。
2021/4/8
27
三、压力铸造
1、定义：将熔融 金属以高速压射 入金属型内并在 压力下结晶。 2、压铸机和 压铸工艺过程
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§1－6 特种铸造
一、熔模铸造
1、定义：是在易熔模样表面包覆数层耐 火涂料，待其硬化干燥后，将模样熔去 而制成型壳，经浇注而获得铸件的一种 方法。
2、熔模铸造的工艺过程 如图所示
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3、熔模铸造的结构特点
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等。重量从几克～50k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。
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（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
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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。
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离心铸机示意图
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3、离心铸造的特点
离心铸造的优点：
（1）铸件组织致密，无缩孔、缩松、气 孔、夹渣等缺陷。这些均集中在内表面。
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三、压力铸造
1、定义：将熔融 金属以高速压射 入金属型内并在 压力下结晶。 2、压铸机和 压铸工艺过程
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第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
还有缸体的设计。原设计a）的结构有内凹， 造型时起模困难，也只能采用外型芯。而将其改为 图b）的结构，则可省去外型芯，简化造型工序。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
（2）尽可能使分型面为平面，去掉不必要的 外圆角。因为平面分型面可以避免挖砂和假箱 造型、生产率高。
3、应避免封闭内腔 图(a)所示铸件为封闭空腔结构，其型芯安放 困难、排气不畅、无法清砂、结构工艺性极差。 若改为图 (b)所示结构，上述问题迎刃而解，结 构设计是合理的。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
如下图所示的紫铜风口图a）。从使用出发 只需两个通循环水的孔即可，但从铸造工艺的 角度看，该型芯只靠这两个芯头来固定、排气 和清理显然很困难。为此在法兰面上增设工艺 孔，如图b）所示，该型芯采用吊芯，通过6个 芯头固定在上型盖上，省去了芯撑，改善型芯 的稳固性，并使其排气顺畅和清理方便。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
必要时可在薄弱部位设置加强肋板，从而避免 厚大截面，如图2-35所示。此外，为了有利于铸件 各部分冷却速度均匀，内壁厚 度要比外壁厚度小 一些，肋板厚度比铸件壁厚要小一些。
第二章铸件结构工艺性
2．铸件避厚应尽可能均匀 铸件壁厚均匀是为了铸件各部分冷却速度相 接近，形成同时凝固，避免因壁厚差别而形成热 节，产生缩孔、缩松，也避免薄弱环节产生变形 和裂纹。
第二章铸件结构工艺性
(二)铸件内腔的设计 1、铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化 铸造工艺。 如图为支柱的两种结构设计。采用方案b） 可以省去型芯。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
a) 不合理
悬臂支架
第二章铸件结构工艺性
b)合理
还有如下图所示的圆盖铸件内腔的设计方案。 方案b）的内腔设计可以省去型芯，采用自带型芯 形成，减少了制芯工序，降低了铸件成本。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
二、 铸造性能对铸件结构的要求 铸件结构的设计应考虑到合金的铸造性能的 要求，生编孔、缩松、浇不足、变形和裂纹等 铸造缺陷。
1、合理设计铸件壁厚 不同的合金、不同的铸造条件，对合金的 流动性影响很大。为了获得完整、光滑的合格 铸件，铸件壁厚设计应大于该合金在一定铸造 条件下所能得到的“最小壁厚”。表2-9列举了 在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚。
第二章铸件结构工艺性
图(a)所示杠杆铸件的分型面是不直的，改为 图(b)结构，分型面变成平面，方便了制模和造 型，分型面设计是合理的。
(a) 不合理
(b) 合理
杠杆铸件结构 第二章铸件结构工艺性
如图a）所示的托架铸件，设计了不必要的 外圆角，使造型工序复杂。去掉外圆角的结构 图b），便于整模造型。
第二章铸件结构工艺性
2、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理 方便。
如下图所示，为轴承架内腔的两种设计。方 案a）需要两个型芯，其中较大的型芯呈悬臂状 态，需用型芯撑A支承其无芯头的一端；若将轴 承架内腔改成方案b），则型芯的稳定性大大提 高，而且型芯的排气顺畅、也易于清理。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
第三节 铸件结构工艺性
在设计铸件结构时，不仅应考虑到能否满足 铸件的使用性能和力学性能需要，还应考虑到 铸造工艺和所选用合金的铸造性能对铸件结构 的要求。铸件结构的工艺性好坏，对铸件的质 量、生产率及其成本有很大影响。
第二章铸件结构工艺性
一、 铸件工艺对铸件结构的要求
(一)铸件外形的设计要求 1、铸件的外形应力求简化，造型时便于起 模。 （1）避免铸件的外形有侧凹。 如下图所示的机床铸件，结构a）的侧凹处 在造型时另需两个外型芯来形成。而结构b）在 满足使用要求的前提下，将凹坑一直扩展到底 部省去了外型芯，降低了铸件成本。
第二章铸件结构工艺性
2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数 目最少。
铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数 目、降低造型工时，还可以减少错箱、偏芯等 的机会，提高铸件的尺寸精度。
第二章铸件结构工艺性
下图为端盖结构的两种设计。图a）的结构 有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序 复杂。若是大批量地生产，只有增设环状型芯 才可采用机器造型。将端盖的结构设为图b）的 设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。
铸件的结构斜度（Q/ZB 158-78）(如下表)
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
图为缝纫机边脚的结构，其各部分非加工 面设有30°左右的结构斜度，方便了起模。
第二章铸件结构工艺性
总之，铸件的结构斜度与拔模斜度不同，结 构斜度由设计零件的人确定，且斜度值较大； 拔模斜度由铸造工艺人员在绘制铸造工艺图时 设计，且只对没有结构斜度的立壁给予较小的 角度（0.5～3.0°）。
第二章铸件结构工艺性
3、在铸件上设计结构斜度 铸件垂直于分型面的不加工表面，应设计出 结构斜度，如图(b)所示，在造型时容易起模， 不易损坏型腔，有结构斜度是合理的。图(a)所 示为无结构斜度的不合理结构。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
结构斜度的大小，随垂参考表
第二章铸件结构工艺性
（3）铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构 便于造型。
如下图为箱体铸件，其原设计的结构a）有凸 台，就需要采用活块造型、工艺复杂，且凸台的 位置尺寸难于保证；否则采用外型芯来形成会增 加铸件成本。若改为方案b）便于采用机器造型。
第二章铸件结构工艺性
还有如下图a）、c）所示的铸件凸台的设 计，只能采用活块或外型芯才能起模。将其改 为图b）、d）的结构，可避免活块。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
铸件壁厚也不宜选择过厚。 由于铸件中心部位冷却缓慢、晶粒粗大，容 易产生缩松、缩孔等缺陷，其承载能力并非按 壁厚截面增加而成比例增加，所以壁厚应选择 得适当。 为了保证铸件的承裁能力，对强度和刚度要 求较高的铸件，应根据载荷的性质和大小，选 挥合理的截面形状，如图2-34所示。
第二章铸件结构工艺性
还有缸体的设计。原设计a）的结构有内凹， 造型时起模困难，也只能采用外型芯。而将其改为 图b）的结构，则可省去外型芯，简化造型工序。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
（2）尽可能使分型面为平面，去掉不必要的 外圆角。因为平面分型面可以避免挖砂和假箱 造型、生产率高。
3、应避免封闭内腔 图(a)所示铸件为封闭空腔结构，其型芯安放 困难、排气不畅、无法清砂、结构工艺性极差。 若改为图 (b)所示结构，上述问题迎刃而解，结 构设计是合理的。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
如下图所示的紫铜风口图a）。从使用出发 只需两个通循环水的孔即可，但从铸造工艺的 角度看，该型芯只靠这两个芯头来固定、排气 和清理显然很困难。为此在法兰面上增设工艺 孔，如图b）所示，该型芯采用吊芯，通过6个 芯头固定在上型盖上，省去了芯撑，改善型芯 的稳固性，并使其排气顺畅和清理方便。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
必要时可在薄弱部位设置加强肋板，从而避免 厚大截面，如图2-35所示。此外，为了有利于铸件 各部分冷却速度均匀，内壁厚 度要比外壁厚度小 一些，肋板厚度比铸件壁厚要小一些。
第二章铸件结构工艺性
2．铸件避厚应尽可能均匀 铸件壁厚均匀是为了铸件各部分冷却速度相 接近，形成同时凝固，避免因壁厚差别而形成热 节，产生缩孔、缩松，也避免薄弱环节产生变形 和裂纹。
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(二)铸件内腔的设计 1、铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化 铸造工艺。 如图为支柱的两种结构设计。采用方案b） 可以省去型芯。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
a) 不合理
悬臂支架
第二章铸件结构工艺性
b)合理
还有如下图所示的圆盖铸件内腔的设计方案。 方案b）的内腔设计可以省去型芯，采用自带型芯 形成，减少了制芯工序，降低了铸件成本。
第二章铸件结构工艺性
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二、 铸造性能对铸件结构的要求 铸件结构的设计应考虑到合金的铸造性能的 要求，生编孔、缩松、浇不足、变形和裂纹等 铸造缺陷。
1、合理设计铸件壁厚 不同的合金、不同的铸造条件，对合金的 流动性影响很大。为了获得完整、光滑的合格 铸件，铸件壁厚设计应大于该合金在一定铸造 条件下所能得到的“最小壁厚”。表2-9列举了 在砂型铸造条件下铸件的最小壁厚。
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图(a)所示杠杆铸件的分型面是不直的，改为 图(b)结构，分型面变成平面，方便了制模和造 型，分型面设计是合理的。
(a) 不合理
(b) 合理
杠杆铸件结构 第二章铸件结构工艺性
如图a）所示的托架铸件，设计了不必要的 外圆角，使造型工序复杂。去掉外圆角的结构 图b），便于整模造型。
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2、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理 方便。
如下图所示，为轴承架内腔的两种设计。方 案a）需要两个型芯，其中较大的型芯呈悬臂状 态，需用型芯撑A支承其无芯头的一端；若将轴 承架内腔改成方案b），则型芯的稳定性大大提 高，而且型芯的排气顺畅、也易于清理。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
第三节 铸件结构工艺性
在设计铸件结构时，不仅应考虑到能否满足 铸件的使用性能和力学性能需要，还应考虑到 铸造工艺和所选用合金的铸造性能对铸件结构 的要求。铸件结构的工艺性好坏，对铸件的质 量、生产率及其成本有很大影响。
第二章铸件结构工艺性
一、 铸件工艺对铸件结构的要求
(一)铸件外形的设计要求 1、铸件的外形应力求简化，造型时便于起 模。 （1）避免铸件的外形有侧凹。 如下图所示的机床铸件，结构a）的侧凹处 在造型时另需两个外型芯来形成。而结构b）在 满足使用要求的前提下，将凹坑一直扩展到底 部省去了外型芯，降低了铸件成本。
第二章铸件结构工艺性
2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数 目最少。
铸件的分型面数目减少，不仅减少砂箱数 目、降低造型工时，还可以减少错箱、偏芯等 的机会，提高铸件的尺寸精度。
第二章铸件结构工艺性
下图为端盖结构的两种设计。图a）的结构 有两个分型面，需采用三箱造型，使选型工序 复杂。若是大批量地生产，只有增设环状型芯 才可采用机器造型。将端盖的结构设为图b）的 设计，就只有一个分型面，使造型工序简化。
铸件的结构斜度（Q/ZB 158-78）(如下表)
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
图为缝纫机边脚的结构，其各部分非加工 面设有30°左右的结构斜度，方便了起模。
第二章铸件结构工艺性
总之，铸件的结构斜度与拔模斜度不同，结 构斜度由设计零件的人确定，且斜度值较大； 拔模斜度由铸造工艺人员在绘制铸造工艺图时 设计，且只对没有结构斜度的立壁给予较小的 角度（0.5～3.0°）。
第二章铸件结构工艺性
3、在铸件上设计结构斜度 铸件垂直于分型面的不加工表面，应设计出 结构斜度，如图(b)所示，在造型时容易起模， 不易损坏型腔，有结构斜度是合理的。图(a)所 示为无结构斜度的不合理结构。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
结构斜度的大小，随垂参考表
第二章铸件结构工艺性
（3）铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构 便于造型。
如下图为箱体铸件，其原设计的结构a）有凸 台，就需要采用活块造型、工艺复杂，且凸台的 位置尺寸难于保证；否则采用外型芯来形成会增 加铸件成本。若改为方案b）便于采用机器造型。
第二章铸件结构工艺性
还有如下图a）、c）所示的铸件凸台的设 计，只能采用活块或外型芯才能起模。将其改 为图b）、d）的结构，可避免活块。
第二章铸件结构工艺性
第二章铸件结构工艺性
铸件壁厚也不宜选择过厚。 由于铸件中心部位冷却缓慢、晶粒粗大，容 易产生缩松、缩孔等缺陷，其承载能力并非按 壁厚截面增加而成比例增加，所以壁厚应选择 得适当。 为了保证铸件的承裁能力，对强度和刚度要 求较高的铸件，应根据载荷的性质和大小，选 挥合理的截面形状，如图2-34所示。