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铸造件结构工艺性
铸件结构设计:保证其工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求,
铸件铸造件结构工艺性
铸件结构设计:保证其工作性能和力学性能要求、考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求,
铸件结构设计合理与否,对铸件的质量、生产率及其成本有很大的影响。
1、设计的主要问题和设计要求
箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系,如车床按两顶尖要求等高,确定箱
体的形状和尺寸,此外还应考虑以下问题:
⑴、满足强度和刚度要求。对受力很大的箱体零件,满足强度是一个重要问题;但对于大多数箱体,
评定性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动零件的正常工作,而且还影响部件的工作精度。
⑵、散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度变化,影响其润滑性能;温度升高使
箱体产生热变形,尤其是温度不均匀分布的热变形和热应力,对箱体的精度和强度有很大的影响。
⑶、结构设计合理。如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均要有利于提高箱体的
强度和刚度。
⑷、工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装运输、维护修理等各
方面的工艺性。
⑸、造型好、品质小。
设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。
(一)铸造工艺对铸件结构设计的要求
Ⅰ、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。如图1所示的铸件,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。
图1铸件两种结构设计的比较
还有设计如图2所示。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。图2铸件结构设计的比较
(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)、铸件上凸台和筋条的设计,应考虑其结构便于造型。如图3a)、c)所示的铸件凸台的设计,也
只能采用活块或外型芯才能起模。将其改为图3c)、d)的结构,可避免活块。
图3零件上凸台的设计
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。
图4铸件结构的两种设计。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。将结构改为图b)的设计,就只有一个分型面,使造
型工序简化。
图4铸件
3、在铸件上设计结构斜度
在铸件的所有垂直于分型面的非加工面上,应设计有结构斜度,如图5所示。
a)不合理b)合理a)不合理b)合理
图5结构斜度
a)、图的结构有结构斜度,铸造工没艺人员应铸造前给出拔模斜度,这样就不必要地增加了铸件的壁
厚。结构斜度的大小,随垂直壁的高度而异。高度愈小,斜度愈大;内侧面的斜度应大于外侧面的。具体
数值可参考表1。
表1铸件的结构斜度斜度(a:h)角度(β)使用范围
1∶511°30′H<25㎜铸钢和铸铁件
1∶105°30′h=25~500㎜铸钢和铸铁件
1∶203°h=25~500㎜铸钢和铸铁件
1∶501°h>500㎜铸钢和铸铁件
1∶10030′非铁合金铸件
总之,铸件的结构斜度与拔模斜度不同,前者由设计零件的人确定,且斜度值较大;后者由铸造工艺
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(~°)。
Ⅱ、铸件内腔的设计
,以简化铸造工艺。
如图6两种结构设计。采用方案b)可以省去型芯。
图6支柱的设计
、需用型芯形成时,应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便。
如图7所示的两种设计。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
无芯的头一端;若改成方案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。
图7铸件
有时一些铸件内腔的结构,虽能满足使用要求,但却不利于型芯的稳定、排气和清理。如图8所示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个芯固定在头上
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