铸件外形的设计

2.4.1　铸件外形的设计

1.铸件的外形必须力求简单，尽量避免不必要的型芯

图2-10　铸件的两种结构比较

在铸件结构上有时为了外观美化以及防止铸件产生缺陷，允许采用具有某些曲线等的结构。但是，不必要的曲线和不合理的形状会造成铸型制造各个工序的复杂化，应力求避免。如图2-10所示的机床铸件，可设计成不同的结构。图2-10（b）所示的结构方案，因设计了两个凹坑，这就必须在造型时增加两个较大的外型芯，才能起出模型。若改为图2-10（a）所示的结构方案，将凹坑扩展成为通到底部的凹槽，这样就可省去两个外加型芯。显然后一种方案是比较合理的。

又如，图2-11所示为托架设计的三种方案。图2-11（a）所示的结构因为托架下面为曲线，不及图2-11（b）所示的结构为直线好，而图2-11（c）所示的结构因为将空腔敞开在外面，制造更为简化。

图2-11　托架设计的三种方案

设计铸件的凸台、筋条及法兰时，应注意要便于起模，避免不必要的型芯和尽量少用活块。如图2-12中b处所示铸件上的凸台、筋条及法兰等结构，在造型时不得不应用活块或增加型芯才能起模。事实上适当地改变这些凸台和筋条的形状及置，并不影响零件的工作要求。如图2-12中a处所示的结构，将壁上的凸台延长分型面，将法兰上的筋转45°，以及将凸边形状的法兰改成为实心法兰等，均可使位到造型过程简化。

图2-12　凸台及法兰结构

图2-13　两种结构造型情况

又如图2-13所示，两种结构同样满足使用要求，但图2-13（b）在便，还可以使砂型自带型芯。造型时起模方

2.应该使铸件有最少的分型面

分型面少可以避免多箱造型和不必要的型芯。如图2-14所示为一阀体铸件，按图2-14（a）所示的设计方案，因铸件上的三个法兰不在一个分型面上，常需三箱造型。在不影响使用要求的条件下，若采用图2-14（b）所示的设计方案，则可以在不增加型芯的条件下进行两箱分模造型，使工艺过程简化。

又如图2-15所示的套筒铸件。图2-15（a）所示为原设计，需用图2-15（b）所示的三箱造型或采用图2-15（c）所示的环形型芯的两箱造型，图2-15（d）所示为改进的设计，只用图2-15（e）所示的两箱和简单型芯造型即可。

图2-14　阀体铸件

图2-15　套筒铸件

3.应考虑设计结构斜度

结构斜度是指在设计铸件时垂直于分型面的侧壁要带有斜度，以利于起模。尤其对于非加工面或大件更为重要。而内腔，特别是内加强筋要有较大的结构斜度。

如图2-16所示，左边各图没有结构斜度，是不正确的设计，右边各图具有结构斜度，是正确的设计。至于结构斜度的大小，木模常为1°～3°，金属模用手工造型为1°～2°，用机器造型时为0.5°～ 1°。内侧面的结构斜度应较外侧面大一些。随着铸件高度的增加，结构斜度要减小。

图2-16　结构斜度

如图2-17所示为拖拉机轮壳的结构，图中虚线a没有给出结构斜度，起模就困难，改成图中实线b以后，有了结构斜度，起模就方便了。

在实际生产中，有时会遇到这种情况：由于设计铸件时，铸件非加工面没有给出结构斜度，铸造时就要给出铸造斜度，这样就易造成尺寸上与相关零件装配时发生矛盾。如图2-18所示的汽油机轴承盖，由于φ44外圆要留加工余量，要铸成φ48，再加起模斜度，其根部就要大于φ48（原图上φ48不加工），所以在装配时就装不上。如果在零件图φ48的非加工面上给出结构斜度（图中涂黑部分），就可避免装不上的情况。

图2-17　拖拉机轮壳结构

图2-18　汽油机的轴承盖

4.应避免水平设置较大的平面

如图2-19（a）所示罩壳，水平设置的平面不容易铸好，这是因为：1）液态金属在流经这部分时容易造成包砂；2）液态金属内所夹带的杂质和气体容易滞留在这部分内，从而造成夹渣和气孔。为此，该铸件应设计成如图2-19（b）所示，使液态金属注入后沿斜壁上升，薄壁部分不断受到上升热金属的填充，不易冷却，杂质和气体亦不易滞留。如果不可能做到这样，那就只好在浇注时设法把砂型倾斜，亦可收到一定效果。

图2-19　薄底罩壳的设计

5.使铸件在冷却时能自由收缩

如图2-20所示的轮形铸件，如果采用图2-20（a）所示的直轮辐，则由于冷却收缩时产生的内应力，有可能使轮辐拉裂，若采用图2-20（b）所示的弯曲轮辐，就可借轮辐的变形使其内应力减小。

图2-20　轮辐的设计

图2-21　平板上设置加固筋以防翘曲

6.细长件或大而薄的平板件要防止弯曲

如图2-21所示为大而薄的平板件，在收缩时易发生翘曲，加上几条筋后便可避免。

7.铸造外圆角

铸件两个外表面的汇合处要有圆角，它称为铸造外圆角。留有适当外圆角是为了外形美观，造型方便。