【正文】 1）金屬型鑄件冷卻快，組織致密，力學(xué)性能高。 2）鑄件的精度和表面質(zhì)量較高 3）澆冒口尺寸較小，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約 15%－ 30%。 4）不用砂或少用砂。 金屬型鑄造的主要缺點是金屬型無透氣和退讓性，鑄件冷卻速度大，容易產(chǎn)生澆不到、冷隔、裂紋等缺陷。 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 壓力鑄造（ 簡稱壓鑄）的實質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填金屬型型腔，并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。常用壓射壓力為 5－ 1500MPa，充填速度約 5－ 5m/s，充填時間很短，約 － 02s。 壓鑄過程主要由壓鑄機來實 現(xiàn)。壓鑄機分熱壓室式和冷壓室式兩類。熱壓室式壓鑄機工作原理見圖 9－ 3。 圖 93 熱壓室式壓鑄機工作原理 三、壓力鑄造 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 冷壓室式壓鑄 特點是壓室和熔化合金的坩堝連成一體，壓室浸在液體金屬中， 多用于低熔點合金。冷壓室式壓鑄機分立式和臥式兩種類型，臥式冷壓室式壓鑄機工作原理見圖 1－ 28與圖 94。 圖 94 冷壓室式壓鑄機工作原理 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 圖 95 冷壓室式壓鑄機推桿頂出機構(gòu)工作原理 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （二）壓鑄的特點和應(yīng)用 1. 壓鑄優(yōu)點： 1）鑄件的尺寸精度最高，表面粗糙度 Ra值最小。 2）鑄件強度和表面硬度都較高。 3）生產(chǎn)效率很高，生產(chǎn)過程易于機械化和自動化。 2. 壓鑄缺點： 1）壓鑄時，高速液流會包住大量空氣，凝固后在鑄件表皮下形成許多氣孔，故壓鑄件不宜進行較多余量的切削加工，以免氣孔外露。 2）壓鑄黑色金屬時，壓鑄型壽命很低，困難較大。 3）設(shè)備投資大，生產(chǎn)準備周期長。 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性 鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性包括：鑄件結(jié)構(gòu)的合理性；鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性；鑄件結(jié)構(gòu)對鑄造方法的適應(yīng)性。 二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 三、鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 第五節(jié) 零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 一、鑄件結(jié)構(gòu)的合理性 （一）鑄件應(yīng)有合理的壁厚 每一種鑄造合金都有其適宜的鑄件壁厚范圍，鑄件壁厚過大或過小都會對鑄件產(chǎn)生不良影響。若選定合金的適宜壁厚不能滿足零件力學(xué)性能的要求，則應(yīng)改選高強度的材料或選擇合理的截面形狀以及增設(shè)加強肋等措施，見圖 9－ 6。 圖 96 鑄件的壁厚應(yīng)合理 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （二）鑄件壁厚應(yīng)力求均勻 所謂壁厚均勻，是指鑄件的各部分具有冷卻速度相近的壁厚，見圖 9－7。鑄件的內(nèi)壁厚度應(yīng)略小于外壁厚度。 圖 97 鑄件的壁厚應(yīng)均勻 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （三）鑄件壁的聯(lián)接形式要合理 1. 鑄件如果因為結(jié)構(gòu)需要不能做 冷壓室式壓鑄 到壁厚均勻，則不同壁厚的聯(lián)接 應(yīng)采用逐漸過渡的形式，見圖 9－ 8。 圖 98 鑄件壁厚的過渡形式 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 2. 對于鑄件結(jié)構(gòu)中有兩個或三個甚至更多個壁相連的情況，可采 用交錯接頭或環(huán)形接頭的形式，見 圖 9－ 9。 圖 99 鑄件壁聯(lián)結(jié)應(yīng)盡量避免金屬積聚 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （四）盡量避免過大的水平面 過大的平面不利于金屬液的填充，容易產(chǎn)生澆不到等缺陷，在進行鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量將水平面設(shè)計成傾斜形狀，見圖 9－ 10。 圖 910 避免大水平壁的結(jié)構(gòu) 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （五）鑄件結(jié)構(gòu)應(yīng)避免冷卻收縮受阻和有利于減小變形 鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)盡量使其能自由收縮，以減小應(yīng)力，避免裂紋。如圖 9－ 11所示的彎曲輪輻和奇數(shù)輪輻的設(shè)計，可使鑄件能較好地自由收縮。 圖 911 輪輻的設(shè)計 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 二、鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性 （一）鑄件的外形設(shè)計 1. 應(yīng)使鑄件具有最少的分型面 減少鑄件分型面的數(shù)量，不僅可以減少砂箱的用量，降低造型工時，而且可以減少錯箱、偏芯等缺陷，從而提高鑄件的精度。圖 9－ 12所示端蓋結(jié)構(gòu)，由于圖 9－ 12a存在法蘭凸緣，不能采用簡單的兩箱造型。若改成圖 9－ 12b所示的結(jié)構(gòu)，取消上部的凸緣，使鑄件僅有一個分型面，則將大大簡化造型操作。 圖 912 端蓋 的設(shè)計 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 2. 應(yīng)盡量使分型面平直 平直的分型面可避免操作費時的挖砂造型或假箱造型；同時，鑄件的毛邊少，便于清理。如圖 9－ 13a所示的杠桿零件，在造型時只能采用不平分型面，若改成圖 9－ 13b所示的形狀，鑄型的分型面則為一簡單的平面。 圖 913 杠桿鑄件結(jié)構(gòu) 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 3. 避免外部側(cè)凹 鑄件在起模方向上若有側(cè)凹，見圖 9－ 14a，就必須再造型時增加較大的外壁型芯才能起模，若將其改成圖 9－ 14b所示結(jié)構(gòu)，則可省去外壁型芯，顯然后一種結(jié)構(gòu)是合理的。 圖 914 鑄件兩種結(jié)構(gòu)比較 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 4. 改進妨礙起模的凸臺、凸緣和肋條的結(jié)構(gòu) 設(shè)計鑄件上的凸臺、凸緣和肋條結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮便于造型起模，盡量避免使用活塊或外壁型芯。如圖 9－ 15a、 9－ 15所示。 圖 915 鑄件整體凸臺結(jié)構(gòu) 設(shè)計 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 5. 鑄件要有結(jié)構(gòu)斜度 鑄件上垂直于分型面的不加工表面應(yīng)設(shè)計出一定的斜度，稱為結(jié)構(gòu)斜度。結(jié)構(gòu)斜度便于起模，并可延長模具的使用壽命。見圖 9－ 16。 鑄件結(jié)構(gòu)斜度的大小和許多因素有關(guān)，如鑄件的高度、造型 的方法等，高度越低，斜度應(yīng)越大。凸臺的結(jié)構(gòu)斜度可達 30176。 50176。 。 圖 916 鑄件結(jié)構(gòu)斜度 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （二）鑄件內(nèi)腔的設(shè)計 1. 應(yīng)使鑄件盡可能不用或少用型芯 圖 9－ 17是懸臂支架的兩種設(shè)計方案，圖 9－ 17a采用方形中空截面，為形成其內(nèi)腔，必須采用型芯；若改為圖 9－ 17b所示工字形開式截面，則可避免型芯的使用，這樣在簡化造型的同時，也可保證鑄件的質(zhì)量，故后者的設(shè)計是合理的。 圖 917 懸臂支架 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 2. 鑄件的內(nèi)腔設(shè)計應(yīng)使型芯安放穩(wěn)固、排氣容易、清砂方便。 型芯的固定主要依靠芯頭來保證，如圖 9－ 18所示軸承支架鑄件，若采用圖 9－ 18a的結(jié)構(gòu)，則需要兩個型芯，而且其中大的型芯呈懸臂狀態(tài)，裝配時必須采用芯撐作輔助支撐，若改成圖 9－ 18b所示的形狀，采用一個整體型芯來形成鑄件的空腔，則既可增加型芯的穩(wěn)固性，又改善了型芯排氣和清理條件，顯然后者的設(shè)計是合理的。 圖 918 軸承架鑄件 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 對于因芯頭不足而難于固定型芯的鑄件，在不影響使用功能的前提下，可設(shè)計出適當大小和數(shù)量的工藝孔，用以增加芯頭的數(shù)量，穩(wěn)固型芯。如圖 9－ 19b所示。 圖 919 增設(shè)工藝孔結(jié)構(gòu) 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 3. 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)避免封閉空腔。 圖 9－ 20a所示鑄件為封閉空腔結(jié)構(gòu)，其型芯安放困難、排氣不暢、難于清砂，若改成圖 9－ 20b所示的結(jié)構(gòu)，上述問題將迎刃而解，故后者是合理的設(shè)計。 圖 920 鑄件結(jié)構(gòu)避免封閉內(nèi)腔 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 三、鑄造方法對鑄件結(jié)構(gòu)的特殊要求 （一）熔模鑄件 1. 便于蠟?zāi)５闹圃? 2. 鑄件上的孔、槽不宜過小或過深 過小或過深的孔、槽，不利 于制殼時涂料和砂粒順利地充填熔模上相應(yīng)的孔洞，形成合適的型腔；同時，過深的孔、槽也給鑄件的清砂工作帶來困難。通常，孔徑應(yīng)大于 2mm (薄件＞ ) 。通孔時，孔深／孔徑＜ 46，不通孔時，孔深／孔徑＜ 2。槽寬應(yīng)大于 2mm，槽深不超過槽寬 的 26倍。 3. 減少熱節(jié)，壁厚力求均勻 熔模鑄造一般不單獨設(shè)置冒口，而 是利用加粗的直澆道作為冒口直接補縮鑄件。與此工藝相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用薄壁結(jié)構(gòu)，并使壁厚分布符合定向凝固原則。 4. 避免大平板結(jié)構(gòu) 由于熔模型殼的高溫強度較低，容易變形， 所以設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)盡量避免大的平面。 工程材料與熱加工基礎(chǔ) —— 程曉宇 （二）金屬型鑄件 1. 鑄件的外形和內(nèi)腔應(yīng)力求簡單，盡可能加大鑄件的結(jié)構(gòu)斜度，避免采用直徑過小或過深的孔，以便于抽出型芯和保證鑄件順利取出。 2. 鑄件的壁厚要均勻，以防出現(xiàn)縮松和裂紋缺陷；同時要注意壁厚不能太薄，盡量避免大的水平壁，以防止?jié)膊坏?、冷隔等缺陷，如鋁硅合金鑄件的最小壁厚為 2mm~4mm，鋁鎂合金的最小壁厚為 3mm－ 5mm。 （三）壓鑄件 1. 壓鑄件應(yīng)盡量消除側(cè)凹和深腔。 2. 盡量采用壁厚均勻的薄壁結(jié)構(gòu)。壓鑄件適宜的壁厚一般為：鋅合金 1mm3mm，鋁合金 ，銅合金 2mm5mm。 3. 壓鑄可以采用鑲嵌件，應(yīng)充分發(fā)揮鑲嵌件的優(yōu)越性，以便制出復(fù)雜件、改善壓鑄件局部性能和簡化裝配工藝。為使嵌件在鑄件中的聯(lián)接可靠，應(yīng)將嵌件鑲?cè)腓T件部分制出凹槽、凸臺或滾花等。