1.从避免缺陷方面审查铸件结构

1）铸件应有合适的壁厚。为了避免浇不到、冷隔等缺陷，铸件不应太薄。铸件的最小允许壁厚与铸造合金的流动性密切相关。合金成分、浇注温度、铸件尺寸和铸型的热物理性能都将显著影响金属液的流动性。在普通砂型铸造的条件下，铸件最小允许壁厚见表6-1。

表6-1 砂型铸造时铸件允许的最小壁厚 （单位：mm）

注：1.如有特殊需要，在改善铸造条件的情况下，铸件的最小壁厚可适当减小。

2.在铸件结构复杂、合金流动性差的情况下，应取上限值。

铸件也不应设计得太厚，在实际生产中，各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑。设计受力件时，不可单纯用增厚的方法来增加铸件的强度，如图6-1所示。

2）铸件壁厚不应造成严重的收缩阻碍，铸件壁的过渡和连接要合理。壁厚薄不均的铸件在其过渡和连接处因凝固和冷却速度不一致，会产生较大的内应力，热节处易产生缩松、缩孔，连接和过渡处易产生裂纹，如图6-2所示。

3）铸件内壁应薄于外壁。铸件的内壁和肋等散热条件差，应薄于外壁，以使内、外壁能均匀冷却，减轻内应力和防止裂纹。一般情况下内壁较外壁应薄10%～20%。

4）利于补缩和实现顺序凝固。对于铸钢体收缩大的合金铸件，易产生缩松缺陷，应仔细审查零件的结构，创造实现顺序凝固的可能性。图6-3所示为壳型铸造的合金钢壳体。图6-3a所示方案铸出的件，在A点以下部分，因超出冒口的补缩范围而有缩松，水压试验时出现渗漏；图6-3b所示方案中，只在底部76mm范围内壁厚相等，由此向上，壁厚以1°～3°向上增厚，有利于顺序凝固和补缩。

图6-1 采用加强肋减小铸件壁厚

a）不合理 b）合理

图6-2 壁与壁相交的几种形式

图6-3 合金钢壳体结构改进

a）不合理 b）合理

5）铸件结构应有利于防止变形。某些细长件和面积较大的平板件易产生翘曲变形，设计时应尽量按同时凝固的原则和采用对称结构进行壁厚设计，如图6-4所示。

图6-4 防止变形的铸件结构

a）不合理 b）合理

6）壁厚力求均匀，防止形成热节。薄厚不均的铸件在冷却过程中会形成较大的内应力，在热节处易造成缩松、缩孔和热裂纹。因此，应取消那些不必要的厚大部分，肋和壁的布置应尽量减少交叉，防止形成热节，如图6-5所示。

7）避免浇注位置上有水平的大平面结构。在浇注时，如果型腔内有较大的平面存在，当金属液上升到该位置时，由于断面突然扩大，金属液面上升的速度非常小，灼热的金属液面较长时间地近距离烘烤顶面型壁，易造成夹砂、渣孔、砂孔或浇不到等缺陷。因此，应尽可能把水平壁改进为稍倾斜的壁或曲面壁，如图6-6所示。

2.从简化铸造工艺方面改进零件结构

1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板结构，取消外表侧凹。铸件侧壁上的凸台、凸缘和肋板以及铸件侧壁凹入部分都会妨碍起模，或增加造型（制芯）的难度和模具制造的工作量。如果能改进结构，就可简化造型和减轻模具制造的工作量，如图6-7和图6-8所示。

图6-5 壁厚力求均匀(www.daowen.com)

a）不合理 b）合理

图6-6 避免水平壁的铸件结构

a）不合理 b）合理

图6-7 发动机油箱散热肋妨碍起模部分的改进

a）不合理 b）合理

2）简化制芯操作和减少砂芯数量。铸件内腔结构越复杂，使用的砂芯就会越多，从而增加铸造工艺的复杂程度和制造成本，如图6-9所示。

3）减少和简化分型面。减少和简化分型面，不但可以减少砂箱用量，简化操作，而且可以大大提高铸件的尺寸精度。图6-10a所示结构必须采用不平分型面，从而增加了制造模样和模板的工作量；改进后（见图6-10b），则可用一个平直的分型面进行造型。

4）有利于砂芯的安置、固定、排气和清理。为了保证铸件的尺寸精度，防止芯偏和气孔，且便于清理，铸件的结构设计应尽量避免使用悬臂砂芯、吊芯和芯撑，如图6-11所示。

图6-8 带有外表侧凹的铸件结构的改进

a）不合理 b）合理

图6-9 铸件内腔结构的改进

a）合理 b）不合理

图6-10 简化分型面的铸件结构

a）不合理 b）合理

5）简化模具。单件、小批量生产中，模样和芯盒的费用占铸件成本的比很大。为了降低铸件成本，铸件应设计成规则的、容易加工的形状。图6-12所示为阀体的结构，原设计为非对称结构（图6-12a所示），模样和芯盒难以制造；改进后（图6-12b所示）呈对称结构，且采用刮板造型法，大大减少了模具制造的费用。

图6-11 活塞结构的改进

a）不合理 b）合理

图6-12 阀体结构的改进

a）不合理 b）合理