砂型铸造工艺对铸件结构的要求

1.4.1　砂型铸造工艺对铸件结构的要求

1.4.1.1　铸件外形的设计

铸件的外形应便于起模，简化造型工艺。

零件上的凸台、肋、凹面、外圆角等结构设计，常常直接影响铸件的起模。如图1-56所示铸件，应合理布置加强肋，以便于起模。如图1-57所示铸件，可将凸台加长，延伸至分型面，避免了活块，较适合于机器造型成批生产。又如图1-58所示铸件，可将三个凸台连成一体，既避免了采用活块，又减少了型芯；若结构允许，也可不设凸台，采用锪平工艺。

此外，在可能的情况下，应给铸件的非加工表面设计结构斜度，便于起模。一般铸件高度愈小，斜度愈大，通常在1°～3°范围内。

图1-56　合理布置加强肋

a）改进前　b）改进后

图1-57　加长凸台，避免镶块

a）改进前　b）改进后

图1-58　凸台连成一体，减少砂芯

a）改进前　b）改进后

1.4.1.2　铸件内腔的设计

良好的内腔设计，既可减少型芯数量，又利于型芯的固定、排气和清理，因而可防止偏芯、气孔等缺陷的产生，并简化造型工艺，降低成本。

1.减少型芯的数量，避免不必要的型芯

在铸件设计中应尽量避免或减少型芯。如图1-59所示为悬臂支架的两种结构。改进前为箱形截面结构，必须采用悬臂型芯和芯撑使型芯定位和固定，此时，下芯费时，质量难以保证。将箱形截面结构改为工字形截面结构后，可省去型芯，降低成本，但刚性和强度比箱形结构略差。

图1-59　悬臂支架的两种设计

a）改进前　b）改进后

图1-60　圆盖铸件内腔的两种设计

a）改进前　b）改进后

1—型芯　2—自带型芯

如图1-60所示为端盖铸件的两种内腔设计，经改进后，因内腔直径D大于高度H，可采用砂垛取代型芯，使造型工艺简化。

2.便于型芯的固定、排气和铸件的清理

如图1-61所示为一轴承架，改进前，其内腔采用两个型芯，其中较大的呈悬臂状，必须用芯撑来固定。改进后，连通中间部分，改为整体型芯，则型芯的稳定性大为提高，且下芯简便，排气通畅。如果不允许改变结构，则可设工艺孔，不用芯撑，使型芯的固定牢靠。

图1-61　轴承架铸件的结构改进

a）改进前　b）改进后

如图1-62所示的铸件，改进前，结构两边的型芯不稳定、排气不通畅，同时铸件清理也比较困难。若以增加工艺孔的方法对结构进行改进，则有利于型芯的固定、排气和铸件的清理。

图1-62　增加工艺的铸件结构

a）改进前　b）改进后