题目
为什么铸件要设计出结构圆角?图6-47中铸件的哪些圆角不合理?应如何改进?图6-47 题图
为什么铸件要设计出结构圆角?图6-47中铸件的哪些圆角不合理?应如何改进?
图6-47 题图
题目解答
答案
答:铸件的结构圆角,也就是在铸件壁的转角处设计成圆角连接。采用直角连结存在如下问题:(1)直角连接处会形成金属的积聚,易产生缩孔、缩松;(2)在载荷的作用下,直角连接处的内侧易产生应力集中;(3)在合金结晶过程中,沿着散热反方向形成垂直于型壁的柱状晶,在转角处的对角线上形成整齐的分界线,削弱转角处的力学性能。
当铸件采用圆角结构时,可以有效克服上述缺点。另外,铸造圆角还可防止金属液流将型腔尖角冲毁,以及美化铸件外形和避免划伤人体等。铸件的分型面尽量平直
图6-47所示铸件上的圆角设计不合理。
铸件的上表面有圆角,不是最大截面。若将分型面设置在上表面,则要挖砂造型。若采用与上表面相符合的曲面,则会给制作模样和造型都带来很多麻烦。因此不合理。
合理的设计是将铸件上表面的圆角去掉,改为把与上表面垂直的直壁设计成结构斜度,保证上表面为最大截面,这样分型面就可以设置在上表面,结构就合理了。
解析
考查要点：本题主要考查铸件结构圆角的设计原理及分型面设计合理性判断。
解题核心：
- 结构圆角的作用：需理解圆角在避免铸造缺陷、改善力学性能、工艺性等方面的作用。
- 分型面设计原则：分型面应尽量选择铸件的最大截面，避免复杂造型工艺。
关键点：
- 直角连接的缺陷（缩孔、应力集中、晶粒组织问题）。
- 圆角与分型面位置的关系，以及如何通过结构优化简化铸造工艺。
1. 结构圆角的必要性
避免铸造缺陷
- 缩孔、缩松：直角处金属流动性差，易形成缩孔。
- 应力集中：直角内侧在载荷作用下易开裂。
改善晶粒组织
- 柱状晶在直角对角线处交汇，导致性能下降。
工艺与安全
- 防止金属液冲毁型腔尖角，简化铸造工艺；美化外形，避免划伤。
2. 图6-47中圆角不合理分析
问题本质
- 分型面未选最大截面：铸件上表面设计圆角后，最大截面不在上表面，导致分型面需向下偏移。
- 造型复杂：若保留圆角，需挖砂或使用复杂模样，增加工艺难度。
改进措施
- 去掉上表面圆角，改为设计结构斜度（如直壁倾斜），使上表面成为最大截面。
- 分型面设置在上表面，简化分型和造型过程。