在設計鑄(zhu)件(jian)結構(gou)時,還(huan)要考慮(lv)到金屬的(de)鑄(zhu)造(zao)性能優(you)劣。否(fou)則鑄(zhu)件(jian)就會出(chu)現澆注不足、縮孔、縮松、冷隔、鑄(zhu)造(zao)應力、變形和裂紋(wen)等(deng)。往(wang)(wang)往(wang)(wang)在采用更合理鑄(zhu)件(jian)結構(gou)后,便可以消除這些缺陷。因此,應使鑄(zhu)件(jian)結構(gou)有利于液體金屬的(de)充型(xing),并能減輕或避免由金屬收(shou)縮造(zao)成的(de)鑄(zhu)件(jian)缺陷。
1. 鑄件壁厚
鑄(zhu)(zhu)件壁厚要適當,某一種(zhong)鑄(zhu)(zhu)造金(jin)屬都有其(qi)適宜(yi)鑄(zhu)(zhu)件壁厚范圍(wei),過厚或過薄都會對鑄(zhu)(zhu)件產生不(bu)利影響。如(ru)果選(xuan)定金(jin)屬的(de)適宜(yi)壁厚不(bu)能(neng)滿足零件的(de)力學(xue)性能(neng)的(de)要求,就(jiu)應(ying)考慮改選(xuan)高(gao)強度的(de)金(jin)屬或更合(he)理(li)的(de)截面形(xing)狀。
鑄件壁(bi)厚(hou)要均(jun)勻,壁(bi)厚(hou)不(bu)均(jun)勻的鑄件容易(yi)在壁(bi)厚(hou)處產生縮孔和縮松(song),并(bing)且壁(bi)厚(hou)不(bu)同冷卻速度也不(bu)同,鑄造應力會引起鑄件變形或開(kai)裂。
由于(yu)上(shang)述原因(yin),所以(yi)在設計鑄件時(shi),應(ying)(ying)力求做到壁厚均勻。也就是說,鑄件的(de)各部分應(ying)(ying)具(ju)有冷卻速度相近的(de)壁厚,鑄件的(de)內壁因(yin)冷卻較慢,其(qi)壁厚應(ying)(ying)略小于(yu)外壁。
2. 鑄件壁厚(hou)的(de)連接
鑄件壁(bi)間的連接(jie)應注(zhu)意(yi)以下幾(ji)個(ge)方(fang)面(mian)。
鑄件壁(bi)的轉角(jiao)(jiao)處應有結(jie)(jie)構圓角(jiao)(jiao)。在(zai)鑄件的轉角(jiao)(jiao)處如果(guo)是直角(jiao)(jiao)連接,則(ze)在(zai)此處不僅會形(xing)成熱節,容(rong)易(yi)產生縮孔和(he)結(jie)(jie)晶(jing)脆(cui)弱區(qu)(qu),而且因(yin)應力集中易(yi)于導致結(jie)(jie)晶(jing)脆(cui)弱區(qu)(qu)產生裂紋(wen)。
壁的(de)連接(jie)(jie)處應避(bi)免(mian)過于厚(hou)大而形成熱(re)(re)節(jie)。對于鑄件(jian)結構(gou)中有兩個(ge)(ge)或三個(ge)(ge)甚(shen)至多(duo)個(ge)(ge)壁相(xiang)連的(de)情況,為(wei)避(bi)免(mian)連接(jie)(jie)處過于厚(hou)大而形成熱(re)(re)節(jie),不應采(cai)用交叉相(xiang)連或銳角連接(jie)(jie),可采(cai)用交錯接(jie)(jie)頭或環形接(jie)(jie)頭結構(gou)。結構(gou)銳角連接(jie)(jie)應采(cai)用過渡形式,以防(fang)止產生縮(suo)孔(kong)、縮(suo)松及裂紋等(deng)缺陷。
不等(deng)厚度的壁相接時應逐(zhu)漸過(guo)渡。
3. 鑄件結構要有利于減(jian)小應(ying)力和防止變形
盡量使鑄(zhu)件(jian)能自由(you)收縮(suo)。鑄(zhu)件(jian)在澆注后(hou)的(de)凝固冷卻(que)過程中,其(qi)(qi)體(ti)積和長(chang)度都將減(jian)小(xiao)。如果(guo)其(qi)(qi)收縮(suo)受阻,鑄(zhu)件(jian)內部將產(chan)生(sheng)應力(li),導(dao)致(zhi)變形(xing)、裂紋的(de)產(chan)生(sheng)。因此,在設計鑄(zhu)件(jian)結構時(shi),應盡量使其(qi)(qi)能自由(you)收縮(suo)。從而(er)減(jian)小(xiao)鑄(zhu)造應力(li),防止發(fa)生(sheng)裂紋。
采(cai)用(yong)對(dui)稱(cheng)結向(xiang):對(dui)于容易產生變(bian)形(xing)(xing)的鑄件,如壁厚均勻的細長(chang)鑄件、面(mian)積較大的平(ping)板鑄件等,為減(jian)小變(bian)形(xing)(xing),可采(cai)用(yong)對(dui)稱(cheng)式結構以使變(bian)形(xing)(xing)相(xiang)互抵消(xiao)或增(zeng)設防(fang)變(bian)形(xing)(xing)肋。
4. 鑄(zhu)件結構應盡量(liang)避免有較大(da)的水平面
在鑄件澆注位置上有過(guo)大的水平面,不利于金屬液(ye)的充(chong)填,容易(yi)產生澆不到(dao)等缺陷,應(ying)盡量避免。因此,在進行鑄件結構設計時,應(ying)盡量將水平面設計成傾斜形狀。
以上所述關于鑄件結構工藝性的要求都是一(yi)般性原則,并(bing)且大多是針對(dui)砂型鑄造(zao)而言,對(dui)于采(cai)用特(te)種鑄造(zao)的鑄件,還應根據其相應的工藝特(te)點考慮一(yi)些特(te)殊要求。