本经验定则的成立根据详解

L形铸件俗称角铁或角钢，金属板沿“L”字的两个方向向“L”字的交叉部位汇集，如果在这个地方没有过渡圆弧，铸件内部常会发生缩孔缺陷。这是因为在铸造模具中冷却的L形铸件，首先是“L”字的两条直边与外界的接触面积大，易于散热，所以在铸造模具中首先是“L”字的两边熔化金属冷却、凝固，收缩倾向发生，把“L”字交叉部位尚处于熔化的金属吸向“L”字的两侧边部分，结果在交叉部位后凝固的金属因体积量的不足，无法充满铸模具空间，在铸件的内部就产生了缩孔缺陷。

为了避免出现上述缩孔缺陷，首先必须使铸造熔化金属流体在铸造模具内均匀冷却，就是说L形铸件的肉厚不管是在直角边还是交叉处都要一样，必须在“L”字的直角的内、外都做成圆弧以使肉厚保持一致。这样，在铸造模的内部就能够实现熔化金属的冷却和凝固的速度平均一致，实现金属的“就地凝固”平均收缩，从而可以避免内部缩孔缺陷的发生。

在铸件内部发生的缩孔缺陷，一般从外面是看不出来的。往往只有在进行金属切削加工之后才可能发现，而如果在加工过程中才发现缩孔缺陷，往往损失已难以挽回，甚至造成产品全报废。因此，必须在铸件的设计阶段就采取措施预防缩孔的发生，在设计时对铸件的形状和尺寸，进行彻底的均衡设计，不仅在铸件使用时必须实现力学上的均衡，热变形上的均衡，运动学上的均衡，噪声与振动上的均衡，外形上的均衡，而且必须实现铸件在铸造过程中金属的流动、冷却和凝固上的均衡，以减少应力集中和变形，减少内部缩孔缺陷。

在应对缩孔缺陷的措施上，有时使用浇铸冒口的做法，冒口的熔融金属流体在铸件整体凝固之后才凝固，铸件冷却收缩时吸取冒口的熔化金属流动填满型腔，最后所有的收缩，包括缩孔都由冒口承担，铸件出型之后将冒口敲掉，缩孔缺陷也就随冒口一起清除掉了。但是L形铸件往往不适合设置冒口，就必须在“L”字的尺寸形状上下功夫，使肉厚均匀一致，冷却冷凝速度一致，从而全体收缩一致，以避免内部发生缩孔缺陷，这是一种在设计上直达目标的极致做法。

图3.43.1所示为通过设计L形铸件内侧过渡圆角半径（r）来避免“L”字交叉处发生缺陷的例子。

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图3.43.1 L形铸件的交叉部

为了防止L形铸件交叉部位发生缺陷，最基本的方法如图3.43.1所示，在交叉部位的内外侧均修以圆角，使肉厚完全一致。

如图3.43.1所示，当两个直边肉厚分别为T和t时，其内侧交叉处的圆角半径r的尺寸必须确保在肉厚的1/3以上，即r＞T/3，这里的T为厚边肉厚，t为薄边肉厚。比如，比较厚的一边肉厚T=15mm，薄的一边肉厚t=10mm时，内侧的圆角半径r＞15mm/3=5mm。

如图3.43.1所示，L形铸件的两直边厚度不一样时，如T＜1.5t，铸件内侧圆角必须保证r＞T/3的关系成立。当L形铸件两直边的厚度差满足1.5t＜T＜3t，同样必须满足r＞T/3。例如，铸件厚边肉厚30mm，薄边肉厚10mm，可取内侧圆角半径大于10mm即可。