三、材料的分类 四、常用加工工艺介绍 (1)铸造 属于铸造的制造方法有砂型、金属型、离心铸造及熔模铸造(失蜡铸造)等造型方法。 般先铸造出毛坯然后进行机械加工,也可以直接铸造出零件。铸铁容易切削加工,铸造性 能好,有较好的耐磨性和阻尼吸收震动的性能,经济性好,与其他方法比较,铸铁比较容易 获得形状复杂的大尺寸零件,常用于铸造大型零件,如机座、箱体、支架、内燃机汽缸、机 床导轨等。但是铸造零件抗拉强度较低,不耐冲击,铸造零件容易产生缺陷,如缩孔、疏松 等。结构设计时,应注意正确设计铸造零件的结构、形状和尺寸,发挥铸造零件的优点,避 免它的缺点。此外,按工作要求和实际条件选择适当的铸造方法也很重要。 以应用最广泛的砂型铸造的铸铁零件为例,其生产过程一般有:制造木模、造型、浇铸、 冷却、清沙、机械加工等步骤。此外,还应考虑在使用时发挥其优点,克服其缺点(如避免 受拉力)。设计者应按生产过程和使用条件进行分析,考虑每一步骤,以保证铸造零件的顺 利生产和使用。 1、分型面力求简单 铸件外形应使分型方便,如三通管各管口最好在一个平面上,弯曲的分型面难于保证尺 寸准确 2、防止合型偏差对外观造成不利影响 铸型时可能因合型不正而产生凸台与轴孔的偏心,不但影响美观,也产生对中误差。将 凸台改为鱼眼坑(沉孔),则合型偏移不会影响外观 3、分型面要尽量少 铸件应尽量减少分型面,以便于保证尺寸的准确性。如图原设计应采用三箱造型,改进 后可采用两箱造型 4、铸件表面避免内凹 有内凹的表面在造型时取模困难,考虑起模要求将内凹处结构予以改变,则对铸造合理 5、表面凸台尽量集中 为便于铸件上孔的加工,铸件表面上常要铸出一些凸台,当凸台的中心距较小时,建议 将位置相近的凸台连成一片,以便于造型。 6、改进妨碍起模的结构 铸件侧壁上工艺凸台、凸缘、肋条等有碍起模,增加造型和造芯的工作量,应尽量避免 7、铸件内腔不得过深 不用型芯而造出的内腔不可太深 8、采用易于脱芯的结构 图示零件如用整体铸造则铸件型芯要用金属骨架加强,但由于铸件口很小,清除型芯及 芯骨很困难,如采用图示焊接结构,先铸出主要部分,再焊上一块钢板,则容易加工。但应 注意焊接结构不宜用铸铁,应采用铸钢。 9、铸件结构应有利于清除芯砂 铸件的孔太小或内腔中有内凹等复杂结构,则不利于清除芯砂,有时甚至无法清除,图 中的结构即为不好的结构,若改为图中虚线所示结构则较合理 10、型芯设计应有助于提高铸件的质量 图A的结构不好,要用两个型芯,不仅工艺复杂而且要用型芯撑支持。改用图B的结 构后,可以不用型芯撑,有利于提高铸件质量。若使用要求中间不得打通,可在铸件两侧设
三、 材料的分类 四、 常用加工工艺介绍 （1）铸造 属于铸造的制造方法有砂型、金属型、离心铸造及熔模铸造（失蜡铸造）等造型方法。 一般先铸造出毛坯然后进行机械加工，也可以直接铸造出零件。铸铁容易切削加工，铸造性 能好，有较好的耐磨性和阻尼吸收震动的性能，经济性好，与其他方法比较，铸铁比较容易 获得形状复杂的大尺寸零件，常用于铸造大型零件，如机座、箱体、支架、内燃机汽缸、机 床导轨等。但是铸造零件抗拉强度较低，不耐冲击，铸造零件容易产生缺陷，如缩孔、疏松 等。结构设计时，应注意正确设计铸造零件的结构、形状和尺寸，发挥铸造零件的优点，避 免它的缺点。此外，按工作要求和实际条件选择适当的铸造方法也很重要。 以应用最广泛的砂型铸造的铸铁零件为例，其生产过程一般有：制造木模、造型、浇铸、 冷却、清沙、机械加工等步骤。此外，还应考虑在使用时发挥其优点，克服其缺点（如避免 受拉力）。设计者应按生产过程和使用条件进行分析，考虑每一步骤，以保证铸造零件的顺 利生产和使用。 1、分型面力求简单 铸件外形应使分型方便，如三通管各管口最好在一个平面上，弯曲的分型面难于保证尺 寸准确。 2、防止合型偏差对外观造成不利影响 铸型时可能因合型不正而产生凸台与轴孔的偏心，不但影响美观，也产生对中误差。将 凸台改为鱼眼坑（沉孔），则合型偏移不会影响外观。 3、分型面要尽量少 铸件应尽量减少分型面，以便于保证尺寸的准确性。如图原设计应采用三箱造型，改进 后可采用两箱造型。 4、铸件表面避免内凹 有内凹的表面在造型时取模困难，考虑起模要求将内凹处结构予以改变，则对铸造合理。 5、表面凸台尽量集中 为便于铸件上孔的加工，铸件表面上常要铸出一些凸台，当凸台的中心距较小时，建议 将位置相近的凸台连成一片，以便于造型。 6、改进妨碍起模的结构 铸件侧壁上工艺凸台、凸缘、肋条等有碍起模，增加造型和造芯的工作量，应尽量避免。 7、铸件内腔不得过深 不用型芯而造出的内腔不可太深 8、采用易于脱芯的结构 图示零件如用整体铸造则铸件型芯要用金属骨架加强，但由于铸件口很小，清除型芯及 芯骨很困难，如采用图示焊接结构，先铸出主要部分，再焊上一块钢板，则容易加工。但应 注意焊接结构不宜用铸铁，应采用铸钢。 9、铸件结构应有利于清除芯砂 铸件的孔太小或内腔中有内凹等复杂结构，则不利于清除芯砂，有时甚至无法清除，图 中的结构即为不好的结构，若改为图中虚线所示结构则较合理。 10、型芯设计应有助于提高铸件的质量 图 A 的结构不好，要用两个型芯，不仅工艺复杂而且要用型芯撑支持。改用图 B 的结 构后，可以不用型芯撑，有利于提高铸件质量。若使用要求中间不得打通，可在铸件两侧设
工艺孔,使型芯稳定以保证铸件质量,如图C。此外,铸件的型芯要简单且便于固定 11、封腔的铸件要注意气体的排除 大型铸件的一些中空部分的砂芯可不取出,封在铸件内,称为封腔,避免了取出砂芯的 麻烦,而且可增加铸件的抗振和阻尼性能,但应注意浇铸时砂芯内气体排出问题。因此可以 取出砂芯后填充石墨、水泥等。 12、尽量不用型芯 不影响强度和刚度的条件下,改变铸件结构,免去型芯,则该铸件的工艺性得到改善。 如图中的零件原设计有矩形空腔,必须用型芯,改为工字型剖面结构,可省去型芯 13、铸件内腔应使造芯方便 铸件的内腔形状应尽量简单,以简化或减少芯盒。 14、不用或少用型芯撑 靠型芯撑支持的型芯,在摆放型芯和浇铸时,容易错位或移动,而且比较费时间。因此 应尽量避免,如图示,在箱壁上增加一些型芯支撑孔即可少用或不用型芯撑 15、铸件壁厚力求均匀 均匀的壁厚可以提高铸件的质量,减小铸件中断面厚度大的部分,避免金属聚集以致产 生缩孔或缩松 16、用加强肋使壁厚均匀 用肋板代替厚壁,可以保证壁原来的刚度,又使壁厚均匀,结构合理,减轻质量。 17、大型铸件外表面不应有小的凸出部分 大型铸件外表面上不应有薄壁边槽,此部位冷却快,容易造成内应力,而且在清理时容 易损伤 18、考虑凝固顺序设计铸件壁厚 按结构要求,有的铸件不能保持壁厚均匀,这时可将铸件设计成自下而上逐渐增厚或上 厚下薄的结构,使铸件下面先凝固上面后凝固。可以在凝固时自下而上逐层补缩,使铸件有 较高的质量 19、内壁厚应小于外壁厚 形状较复杂或尺寸较大的铸件,内部壁厚应小于外壁厚。因为壁散热条件较差,所以冷 却速度比外壁慢,且当外壁冷却后,内壁不能自由收缩,容易产生内应力或裂纹 20、铸件壁厚应该逐渐过渡 铸件两相邻部位壁厚应是平稳而圆滑的过渡,要使壁厚的截面逐渐过渡到薄壁的截面, 不应有壁厚突变或尖角等 21、注意肋的受力 铸铁件的加强肋应承受压力,因为铸铁的抗压强度比抗拉强度高的多。如果肋板承受拉 力,则其结构不合理,应改变结构使铸铁肋板受压力。 22、肋的设置要考虑结构稳定性 铸件内部肋的安置应考虑几何原理。图中所示加强肋如按矩形分布,对铸件强度和刚度 只有较小的影响,因矩形是不稳定的形状。若按三角形安置,形状稳定,造型较好,结构比 较合理。 23、去掉不必要的圆角 有些圆角对铸件质量影响不大,但增加造型的困难,为此应将圆角取消 24、铸件的孔边应有凸台 铸件的孔周围应该有凸台(尤其是当壁较薄时),以免铸孔边缘产生裂纹,可以在壁的 面或两面设置凸台。 25、合理布置加强肋
工艺孔，使型芯稳定以保证铸件质量，如图 C。此外，铸件的型芯要简单且便于固定。 11、封腔的铸件要注意气体的排除 大型铸件的一些中空部分的砂芯可不取出，封在铸件内，称为封腔，避免了取出砂芯的 麻烦，而且可增加铸件的抗振和阻尼性能，但应注意浇铸时砂芯内气体排出问题。因此可以 取出砂芯后填充石墨、水泥等。 12、尽量不用型芯 不影响强度和刚度的条件下，改变铸件结构，免去型芯，则该铸件的工艺性得到改善。 如图中的零件原设计有矩形空腔，必须用型芯，改为工字型剖面结构，可省去型芯。 13、铸件内腔应使造芯方便 铸件的内腔形状应尽量简单，以简化或减少芯盒。 14、不用或少用型芯撑 靠型芯撑支持的型芯，在摆放型芯和浇铸时，容易错位或移动，而且比较费时间。因此， 应尽量避免，如图示，在箱壁上增加一些型芯支撑孔即可少用或不用型芯撑。 15、铸件壁厚力求均匀 均匀的壁厚可以提高铸件的质量，减小铸件中断面厚度大的部分，避免金属聚集以致产 生缩孔或缩松。 16、用加强肋使壁厚均匀 用肋板代替厚壁，可以保证壁原来的刚度，又使壁厚均匀，结构合理，减轻质量。 17、大型铸件外表面不应有小的凸出部分 大型铸件外表面上不应有薄壁边槽，此部位冷却快，容易造成内应力，而且在清理时容 易损伤。 18、考虑凝固顺序设计铸件壁厚 按结构要求，有的铸件不能保持壁厚均匀，这时可将铸件设计成自下而上逐渐增厚或上 厚下薄的结构，使铸件下面先凝固上面后凝固。可以在凝固时自下而上逐层补缩，使铸件有 较高的质量。 19、内壁厚应小于外壁厚 形状较复杂或尺寸较大的铸件，内部壁厚应小于外壁厚。因为壁散热条件较差，所以冷 却速度比外壁慢，且当外壁冷却后，内壁不能自由收缩，容易产生内应力或裂纹。 20、铸件壁厚应该逐渐过渡 铸件两相邻部位壁厚应是平稳而圆滑的过渡，要使壁厚的截面逐渐过渡到薄壁的截面， 不应有壁厚突变或尖角等。 21、注意肋的受力 铸铁件的加强肋应承受压力，因为铸铁的抗压强度比抗拉强度高的多。如果肋板承受拉 力，则其结构不合理，应改变结构使铸铁肋板受压力。 22、肋的设置要考虑结构稳定性 铸件内部肋的安置应考虑几何原理。图中所示加强肋如按矩形分布，对铸件强度和刚度 只有较小的影响，因矩形是不稳定的形状。若按三角形安置，形状稳定，造型较好，结构比 较合理。 23、去掉不必要的圆角 有些圆角对铸件质量影响不大，但增加造型的困难，为此应将圆角取消。 24、铸件的孔边应有凸台 铸件的孔周围应该有凸台（尤其是当壁较薄时），以免铸孔边缘产生裂纹，可以在壁的 一面或两面设置凸台。 25、合理布置加强肋