2010-5-15 1
4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求
4.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求
4.4.3 不同成形工艺对铸件结构的要求
4.4 液态金属成型件的结构设计
2010-5-15 2
1.铸件的外形设计
原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺
4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求
实例分析：
2010-5-15 3
实例分析：
2010-5-15 4
实例分析：
2010-5-15 5
2.铸件的内腔设计
原则：减少形芯数量，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。
铸件内腔设计
减少型芯的数量，避免不必要的型芯；
便于型芯的稳定、排气和铸件的清理。
2010-5-15 6
?减少型芯的数量，避免不必要的型芯
实例分析：
2010-5-15 7
实例分析,
2010-5-15 8
?便于型芯的稳定、排气和铸件的清理
实例分析：
2010-5-15 9
实例分析：
2010-5-15 10
缺陷分析：
结论,铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间
概念：
4.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求
1.铸件壁厚的设计
原则 1,合理设计铸件壁厚
最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。
主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。
临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件
下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的 3倍。
如果所设计铸件的壁厚小于允许的,最小壁厚”，铸件就易产生
浇不足、冷隔等缺陷。
在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔,缩松、结晶组织粗大等缺陷，
从而使铸件的力学性能下降。
2010-5-15 11
原则 2:
铸件壁后应均匀,避免厚大截面
缺陷分析：
铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔
2010-5-15 12
2.铸件壁的连接
原则：
1.铸件的结构圆角；
2.避免铸件壁的锐角连接；
3.厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；
4.减缓肋、辐收缩的阻碍；
5.避免出现过大的水平面。
2010-5-15 13
原则 2,避免锐角连接
缺陷分析：
锐角连接处易出现热结合应力，并会导致应力集中，从
而产生裂纹、缩孔等缺陷。
2010-5-15 14
原则 4,减缓肋、辐收缩的阻碍
缺陷分析,铸件各部分冷却速度不同而收缩不一致，形成较大的内应力。
当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹 。
实例分析 1：
2010-5-15 15
实例分析 2,改进后的交错接头或环状接头，其热节均较改进
的小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。
2010-5-15 16
原则 5,避免出现过大的水平面
缺陷分析,薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄
壁件金属液散热冷却快，渣、气易滞留在顶
面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣缺陷。
实例：
2010-5-15 17
4.3.3不同成型工艺对铸件结构的要求
1.压铸件的结构设计
2.熔模铸件的结构设计
3.铸件的组合设计
2010-5-15 18
1.压铸件的结构设计
原则：
应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便于抽
芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。
实例：
2010-5-15 19
原则：
孔、槽不易过小或过深,便于浸渍涂料和撒砂； 尽量
避免出现大平面。
实例：
2.熔模铸件的结构设计
2010-5-15 20
组合设计：
可将大铸件或形状复杂的铸件，设计成几个较小的
铸件，经机加工后，再用焊接或螺纹连接方式将其组合
成整体。
实例 1：
3.铸件的组合设计
2010-5-15 21
实例 2,实例 3：
2010-5-15 22
思考题 1,如图所示铸件结有何改进之处？怎样修
改？
2010-5-15 23
思考题 2,为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结
构。 （孔的尺寸、形状不能变 ）
2010-5-15 24
思考题 3,图示压铸件的结构有何缺点，应如何改进？
4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求
4.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求
4.4.3 不同成形工艺对铸件结构的要求
4.4 液态金属成型件的结构设计
2010-5-15 2
1.铸件的外形设计
原则：外形设计应便于起模，简化造型工艺
4.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求
实例分析：
2010-5-15 3
实例分析：
2010-5-15 4
实例分析：
2010-5-15 5
2.铸件的内腔设计
原则：减少形芯数量，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。
铸件内腔设计
减少型芯的数量，避免不必要的型芯；
便于型芯的稳定、排气和铸件的清理。
2010-5-15 6
?减少型芯的数量，避免不必要的型芯
实例分析：
2010-5-15 7
实例分析,
2010-5-15 8
?便于型芯的稳定、排气和铸件的清理
实例分析：
2010-5-15 9
实例分析：
2010-5-15 10
缺陷分析：
结论,铸件壁厚介于临界壁厚和最小壁厚之间
概念：
4.4.2合金铸造性能对铸件结构的要求
1.铸件壁厚的设计
原则 1,合理设计铸件壁厚
最小壁厚：在各种工艺条下，铸造合金能充满型腔的最小厚度。
主要取决于合金的种类、铸件的大小及形状等因素。
临界壁厚：各种铸造合金都存在一个临界壁厚，在砂型铸造条件
下，各种铸造合金临界壁厚约等于其最小壁厚的 3倍。
如果所设计铸件的壁厚小于允许的,最小壁厚”，铸件就易产生
浇不足、冷隔等缺陷。
在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔,缩松、结晶组织粗大等缺陷，
从而使铸件的力学性能下降。
2010-5-15 11
原则 2:
铸件壁后应均匀,避免厚大截面
缺陷分析：
铸铸件如果壁后过大会出现集中的缩孔
2010-5-15 12
2.铸件壁的连接
原则：
1.铸件的结构圆角；
2.避免铸件壁的锐角连接；
3.厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡；
4.减缓肋、辐收缩的阻碍；
5.避免出现过大的水平面。
2010-5-15 13
原则 2,避免锐角连接
缺陷分析：
锐角连接处易出现热结合应力，并会导致应力集中，从
而产生裂纹、缩孔等缺陷。
2010-5-15 14
原则 4,减缓肋、辐收缩的阻碍
缺陷分析,铸件各部分冷却速度不同而收缩不一致，形成较大的内应力。
当此应力超过合金的强度极限时，铸件会产生裂纹 。
实例分析 1：
2010-5-15 15
实例分析 2,改进后的交错接头或环状接头，其热节均较改进
的小，且可通过微量变形来缓解内应力，抗裂性能均较好。
2010-5-15 16
原则 5,避免出现过大的水平面
缺陷分析,薄壁罩壳铸件，当其壳顶呈水平面时，因薄
壁件金属液散热冷却快，渣、气易滞留在顶
面，易产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣缺陷。
实例：
2010-5-15 17
4.3.3不同成型工艺对铸件结构的要求
1.压铸件的结构设计
2.熔模铸件的结构设计
3.铸件的组合设计
2010-5-15 18
1.压铸件的结构设计
原则：
应尽量消除侧凹和深腔，在无法避免时，至少应便于抽
芯，以便压铸件能从铸型中顺利取出。
实例：
2010-5-15 19
原则：
孔、槽不易过小或过深,便于浸渍涂料和撒砂； 尽量
避免出现大平面。
实例：
2.熔模铸件的结构设计
2010-5-15 20
组合设计：
可将大铸件或形状复杂的铸件，设计成几个较小的
铸件，经机加工后，再用焊接或螺纹连接方式将其组合
成整体。
实例 1：
3.铸件的组合设计
2010-5-15 21
实例 2,实例 3：
2010-5-15 22
思考题 1,如图所示铸件结有何改进之处？怎样修
改？
2010-5-15 23
思考题 2,为防止铸件缺陷产生，试修改图示铸钢机架的结
构。 （孔的尺寸、形状不能变 ）
2010-5-15 24
思考题 3,图示压铸件的结构有何缺点，应如何改进？
