毛坯结构工艺性
来源： 时间：2014-07-17 14:51:58
进行机械零件和机器结构设计时，其结构不仅应满足零件和机器使用功能的要求，还必须考虑该零件的毛坯结构工艺性，即从制造工艺角度考虑零件毛坯的合理形状、尺寸及结构。结构工艺性良好的毛坯在生产过程中容易达到优质、高产、低消耗，有较好的经济效益，使产品在市场上有较强的竞争力。
毛坯结构应使毛坯在生产过程中，能尽量避免各种缺陷的产生，有利于提高毛坯的表面质量和内在质量，保证零件的使用功能。
毛坯结构应有利于金属成形，方便操作，缩短加工时间，提高生产率。还应符合经济性，节省费用，以利于降低成本。
对于毛坯形状复杂，难以制造的；毛坯尺寸或质量过大，受设备条件限制，不能制造的；可将毛坯分成几部分制造，再用焊接或其它方法(如螺钉、螺栓)联结成整体，成为组合件毛坯。
设计毛坯结构时，应考虑毛坯能否方便地、可靠地装夹在机床或夹具上，能否方便切削加工，还应考虑尽量减少切削加工工作量等后续切削加工的问题。
毛坯结构设计考虑的因素很多，在具体设计某一毛坯结构时，可能有些方面是矛盾的，无法兼顾。在这种情况下，可根据零件的要求结合生产条件，合理取舍。
一、铸件结构工艺性
零件结构的铸造工艺性，是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下铸造成形的可行性和经济性。良好的铸件结构应与相应材料的铸造性能、铸件的铸造工艺相适应：
1.铸件结构应有利于保证质量
(1)铸件壁厚应合理
铸件太薄，易产生浇不足、冷隔等缺陷。铸件的最小壁厚主要决定于合金种类、铸件尺寸和铸造方法等。
厚壁铸件的晶粒比较粗大，而且容易产生缩孔和缩松。当铸件壁厚超过其临界壁厚(临界壁厚可按其最小壁厚的三倍来估算)时，铸件的承载能力与铸件壁厚之间不存在正比关系。以HT200为例，铸件壁厚由6mm增加到55mm时，其抗拉强度降低一倍。所以仅用增加壁厚的方法来提高铸件承载能力是不可取的。选用合理的截面形状(如工字形、T字形、槽形、箱形等)，增设加强筋，均可在保证铸件的承载能力和刚度的同时，减少铸件壁厚。
(2)铸件壁厚要尽可能均匀
若铸件壁厚相差悬殊，则在厚壁处会产生金属积聚，形成热节，易产生缩孔和缩松。同时，还将促使热应力的形成，过大的热应力会使铸件产生变形或裂纹。均匀的壁厚有利于铸件同时凝固，降低热应力，减少变形、裂纹等缺陷。
由于铸件外壁冷却较快，内壁冷却较慢，所以铸件的内壁厚度比外壁厚度小，特有利于均匀冷却。通常铸件的外壁厚度、内壁厚度、加强筋厚度之比约1：0.8：0.6为好。
有的零件壁厚本来是均匀的，但制定铸造工艺时，由于增加了加工余量，铸件壁厚变为不均匀了，有可能形成热节。因此，在检查铸件壁厚的均匀性时，要考虑加工余量。
(3)铸件厚壁处应考虑补缩
当铸件的使用功能要求具有不均匀的壁厚，且合金的收缩倾向也较大时，可按顺序凝固的原则没计铸件。在铸件最后凝固处设置补缩冒口。可消除铸件中的缩孔或缩松。
(4)铸件壁的连接要平缓过渡
(5)铸件结构应有利于铸件自由收缩
当铸件冷却收缩受到阻碍时，铸件内部产生的应力可能使铸件产生裂纹。能自由收缩的铸件应力较低。设计铸件结构时，应考虑尽量降低铸件的收缩阻力。
(6)避免过大的水平面
铸件上有过大的水平面不利于液态金属充满型腔，易产生浇不足和冷隔。水平型腔的上表面受高温液态金属较长时间的烘烤，型腔表面会产生裂纹，形成包砂。此外，水平面过大，不利于夹杂物和气体的上浮，易产生夹渣和气孔。
(7)铸件的内腔设计应保证型芯装配的稳定和便于排气
液态金属进入型腔后，在高温液态金属包围中的型芯会产生大量气体，气体应由型芯排出，否则会产生气孔。在液态金屑的浮力作用下，固定不牢的型芯会产生位移，使铸件精度降低。
(8)尽量减少分型面
分型面数量愈少，错箱机会也愈少，有利于保证铸件质量，所以生产上多采用两箱造型。