砂型铸件的结构设计

2025-02-08 15:56:26

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回答1：

一、铸件结构与铸造工艺的关系。对铸件结构的要求包括以下几点：1.尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，以便于起模。2.尽量使分型面为平面。3.凸台和筋条结构应便于起模。4.垂直分型面上得不加工表面最好有结构斜度。5.尽量不用和少用型芯。6.应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理。
二、铸件结构与合金铸造性能的关系。铸件的一些主要缺陷，如缩孔、缩松、变形、裂纹、浇不到、冷隔等，有时是由于铸件的结构不够合理，未能充分考虑到合金的铸造性能（如充型能力、收缩性等）要求所致。因此，设计铸件时，必须考虑诸多方面：1.铸件应有合适的壁厚。过厚时，铸件晶粒粗大，内部缺陷多，导致力学性能下降。为此，应选择合理的截面形状或采用加强筋，以便于采用较薄的结构。2.铸件的壁厚也应防止过薄，应大于所规定的最小壁厚，以防浇不到或冷隔缺陷。3.铸件的内壁散热慢故应比外壁薄些，这样才能时铸件各部分冷却速度趋于一致，以防缩孔及裂纹的产生。4.逐渐的壁厚应尽可能均匀，以防厚壁处金属聚集，产生缩孔、缩松等缺陷。厚度差过大时，易在薄厚交接处引起热应力。5壁的连接。铸件壁间转角处一般应具有结构圆角，以偶哪只脚连接处的内侧较易产生缩孔、缩松和应力集中。同时，一些合金由于形成与铸件表面垂直的柱状晶，使转角处的力学性能下降，较易产生裂纹。结构圆角的大小应与壁厚相适应。通常使转角处内接圆直径小于相邻壁厚的1.5倍。
砂型造型铸件设计，不仅要考虑工作功能和力学性能的要求，还必须考虑合金铸造性能、铸造工艺对铸件结构的要求。铸件结构设计是否合理，对铸件质量、生产率和制造成本都有很大影响。铸件的结构，假如不能满意合金铸造性能的要求，将可能产生浇不到、冷隔、缩孔、缩松、气孔、裂纹和变形等缺陷。
　　流动性好的合金，充型能力强，铸造时就不易产生浇不到、冷隔等缺陷，而且能铸出铸件的最小壁厚也小。不同的合金，在一定的铸造条件下能铸出的最小壁厚也不同。设计铸件的壁厚时，一定要大寸：该合金的“最小答应壁厚”，以保证铸件质量。铸件的“最小允许壁厚“主要取决于合金种类、铸造方法和铸件的大小等。表5—1为铸件最小允许壁厚值。但是，铸件壁也不宜太厚。厚壁铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和缩松，力学性能下降。铸件艰载能力并不是随截面积增大成比例地增加。设计过厚的铸件壁，将会造成金属浪费。为了提高铸件承载能力而不增加壁厚，铸件的结构设计应选用合理的截面形状。
　　此外，铸件内部的筋或壁，散热条件比外壁差，冷却速度慢。为防止内壁的晶粒变粗和产生内应力，一般内壁的厚度应小于外壁。表5—2为铸铁件外壁、内壁和加强筋的最大临界壁厚。铸件各部分壁厚若相差过大，厚壁处会产生金属局部积聚形成热节，凝固收缩时在热节处易形成缩孔、缩松等缺陷。此外，各部分冷却速度不同，易形成热应力，致使铸件薄壁与厚壁连接处产生裂纹。因此在设计铸件时，应尽可能使壁厚均匀，以防止上述缺陷产生。
三、检查铸件壁厚是否均匀时，应将铸件的加工余量考虑在内。如果零件图上各处壁厚是均匀的，加上加工余量后，加工面上的铸造厚度将增加，铸件热节却很大。
对铸件结构的要求：
1. 铸件的外形必须力求简单、造型方便
铸件应具有最少的分型面，从而避免多箱造型和不必要的型芯铸件加强肋的布置应有利于取模铸件侧面的凹槽、凸台的设计应有利于取模，尽量避免不必要的型芯和活块，铸件设计应注意避免不必要的曲线和圆角结构，否则会使制模、造型等工序复杂化，凡沿着起模方向的不加工表面，应给出结构斜度，其设计参数。
2. 铸件的内腔必须力求简单、尽量少用型芯，尽量少用或不用型芯型芯在铸型中必须支撑牢固和便于排气、固定、定位和清理（图中A处需放置型芯撑）为了固定型芯，以及便于清理型芯，应增加型芯头或工艺孔。

回答2：

主要要考虑应力问题，拐角处要圆角，否则容易造成应力集中，产生裂纹或断裂。
其它的和一般结构设计差异不大。

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