简化铸造工艺改进：优化零件结构

（一）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构

铸件侧壁上的凸台（搭子）、凸缘和肋板等常妨碍起模，为此，机器造型中不得不增加砂芯；手工造型中也不得不把这些妨碍起模的凸台、凸缘、肋板等制成活动模样（活块）。无论哪种情况，都增加造型（制芯）和模具制造的工作量。如能改进结构，就可避免这些缺点。图13-8为发动机油箱散热肋妨碍起模部分的改进。

（二）取消铸件外表侧凹

铸件外侧壁上有凹入部分必然妨碍起模，需要增加砂芯才能形成铸件形状。常可稍加改进，即可避免凹入部分。见图13-9。

（三）改进铸件内腔结构以减少砂芯

铸件内腔的肋条、凸台和凸缘的结构欠妥，常是造成砂芯多、工艺复杂的重要原因。如图13-10（a）为原设计的壳体结构，由于内腔两条肋板呈120°分布，铸造时需要6个砂芯，工艺复杂，成本很高；图13-10（b）为改进后的结构和铸造工艺方案。把肋板由2条改为3条、呈90°分布，外壁凸台形状相应改进，只需要3个砂芯即可，工艺、工装都大为简化，铸件成本降低。

（四）减少和简化分型面

图13-11（a）所示结构的铸件必须采用不平分型面，增加了制造模样和模板的工作量；改进后[见图13-11（b）]，则可用一平直的分型面进行造型。

图13-12所示为一种铸件结构。原设计需采用三个分型面的四箱造型；结构改进后，只需要一个分型面，两箱造型即可。

图13-8　发动机油箱散热肋妨碍起模部分的改进

（a）不合理；（b）合理

图13-9　带有外表侧凹的铸件结构之改进

（a）不合理；（b）合理

图13-10　铸件内腔结构的改进

（a）不合理；（b）合理

图13-11　简化分型面的铸件结构

（a）不合理；（b）合理

图13-12　改进结构减少分型面

（a）不合理；（b）合理

（五）有利于砂芯的固定和排气(www.xing528.com)

图13-13（a）为撑架铸件的原结构。2号砂芯呈悬臂式，需用芯撑固定；改进后，悬臂砂芯2和轴孔砂芯1连成一体，变成一个砂芯，取消了芯撑[见图13-13（b）]。薄壁件和要承受气压或液压的铸件，不希望使用芯撑。若无法更改结构时，可在铸件上增加工艺孔，这样就增加了砂芯的芯头支撑点。铸件的工艺孔可用螺丝堵头封住，以满足使用要求，如图13-14所示。

图13-13　撑架结构的改进

（a）不合理；（b）合理1—轴孔砂芯；2—悬臂砂芯

图13-14　活塞结构的改进

（a）不合理；（b）合理

（六）减少清理铸件的工作量

铸件清理包括：清除表面粘砂、内部残留砂芯，去除浇注系统、冒口和飞翅等操作。这些操作劳动量大且环境恶劣。铸件结构设计应注意减轻清理的工作量。图13-15所示的铸钢箱体，结构改进后可减少切割冒口的困难。

图13-15　铸钢箱体结构的改进

（a）不合理；（b）合理

图13-16　阀体结构的改进

1—不合理；2—合理

图13-17　分体铸造的床身结构

（a）整体方案；（b）分体方案

（七）简化模具的制造

单件、小批生产中，模样和芯盒的费用占铸件成本的很大比例。为节约模具制造工时和材料，铸件应设计成规则的、容易加工的形状。图13-16为一阀体，原设计为非对称结构（实线所示），模样和芯盒难于制造；改进后（虚线所示）呈对称结构，可采用刮板造型法，大大减少了模具制造的费用。

图13-18　铸焊结构的轧钢机架

（八）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造

有些大而复杂的铸件可考虑分成几个简单的铸件，铸造后再用焊接方法或用螺栓将其连接起来。这种方法常能简化铸造过程，使本来受工厂条件限制无法生产的大型铸件成为可能。例如，在我国生产第一台12000t水压机的过程中，采用铸焊结构成功地做出长17960mm、直径1000mm、厚300mm的立柱（每根80t）等铸件。图13-17为铸铁床身的分体铸造结构，图13-18为轧钢机架的铸焊结构（255t）。

与分体铸造相反，一些很小的零件，如小轴套等，常可把许多小件毛坯连接成为一个较长的大铸件，这对铸造和机械加工都方便，这种方法称为联合铸造。