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1、铸造工艺设计基础第1章铸造工艺设计基础 1-1零件结构的铸造工艺性分析 1-2铸造工艺方案的确定 1-3铸造工艺参数的确定 1-4砂芯设计铸造生产周期较长,工艺复杂繁多。为了保证铸件质量，铸造工 作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案, 编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低 生产成本和改进生产劳动条件。本章主要介绍铸造工艺设计的基 础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料,培养分析问题和解决 问题的能力。 1-1零件结构的铸造工艺性分析铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行， 又有利于保证铸件质量。还可定义为:铸造零件的结构除了应符合
2、机器设备本身的使用 性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。这种对铸造 工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。另定义:铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易 于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。铸造工艺性不好，不但给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造 成铸件缺陷。因此，为了简化铸造工艺,确保铸件质量，要求铸件必 须具有合理的结构。一、铸件质量对铸件结构的要求1 .铸件应有合理的壁厚某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成 的。采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证 铸件性能（机械性能
3、）要求，又便于铸造生产。在确定铸件壁厚时一 般应综合考虑以下三个方面:保证铸件达到所需要的强度和刚度;尽 可能节约金属;铸造时没有多大困难。（1）壁厚应不小于最小壁厚在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该 铸造合金的最小壁厚。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使 铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。各种铸造工艺条件下，铸件最小 允许壁厚见表7-1一表7-5表1-1砂型铸造时铸件最小允许壁厚（单位:颇）合金种类铸件最大轮廓尺寸为下列值时/mm碳素铸钢89111416 1820低合金钢8-99-1012162025高锰钢8-91012162025不锈钢、耐热钢8-1110-1212-1
4、616-2020-25-灰铸铁3-44-55-66-88-1010-12孕育铸铁5-66-88-1010-1212-1616-20（HT300 以上）3-44-88-1010-1212-1414-16球墨铸铁铸件最大轮廓为下列值时mm3504.05.03.54.03.54.0表1-3金属型铸件的最小壁厚（单位:颇）铸件尺寸/mm最小壁厚/mm铝硅合金铝镁合金、镁合金铜合金灰铸铁铸钢50X502.232.535100X1002.53338225X225343.5410350X350454512表1-4压铸件的最小壁厚（单位:颇）压铸件面积/cm 2锌合金铝合金镁合金铜合金4002.02.52.0
5、2.53.03.5铸件的临界壁厚在铸件结构设计时，为了充分发挥金属的潜力，节约金属,必须考 虑铸造合金的力学性能对铸件壁厚的敏感性。厚壁铸件容易产生 缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析和松软等缺陷，从而使铸件的力学性 能下降。从这个方面考虑，各种铸造合金都存在一个临界壁厚。铸 件的壁厚超过临界壁厚后，铸件的力学性能并不按比例地随着铸件 壁厚的增加而增加,而是显著下降。因此，铸件的结构设计应科学地 选择壁厚，以节约金属和减轻铸件重量。在砂型铸造工艺条件下，各 种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑。铸件壁厚应 随铸件尺寸增大而相应增大,在适宜壁厚的条件下，既方便铸造又能 充分发挥材料的力学性能。表
6、7-5,表7-6给出砂型铸造各种铸造合 金的临界壁厚。表1-5砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚（单位:颇）合金种类与牌号当铸件重量（kg）为下列值时0.12.52.510 10HT100,HT15081010152025灰铸铁HT200,HT250121512151218HT3001218151825HT3501520152025表1-6碳素铸钢件砂型铸造的临界壁厚（单位:颇）含碳量0.100.200.300.400.50临界壁厚1113.518.52539（3）铸件的内壁厚度砂型铸造时，铸件内壁散热条件差，即使内壁厚度与外壁 厚度相等，但由于它比外壁的）凝固速度慢，力学性能往往要比 外壁低，同时在铸造过程中易在内、外壁交接处产生热应力 致使铸件产生裂纹。对于凝固收缩大的铸造合金还易产生缩孔和缩松，因此铸件的内壁厚度应比外壁厚度薄一些。
