铝合金铸造过程中的结构和尺寸要求涉及多个方面,以下是一些常见的要点:

结构要求
壁厚设计
均匀性:铸件的壁厚应尽量均匀,避免出现过厚或过薄的区域。不均匀的壁厚会导致冷却速度不一致,产生热应力,进而可能引起铸件变形、开裂等缺陷。例如,在设计箱体类铝合金铸件时,各部分壁厚差应控制在合理范围内。
最小壁厚:要根据铸件的大小、复杂程度以及铸造工艺等因素确定合适的最小壁厚。一般来说,砂型铸造的铝合金铸件最小壁厚为 3 - 5mm,金属型铸造可适当薄一些,为 2 - 3mm。如果壁厚过小,会导致金属液充型困难,容易产生浇不足、冷隔等缺陷。
最大壁厚:虽然铝合金具有较好的流动性,但壁厚过大也会带来一些问题,如内部组织粗大、缩孔缩松等。通常,最大壁厚不宜超过最小壁厚的 3 倍。
加强筋设计
合理布置:当铸件的结构需要增加强度和刚度,又不希望增加过多壁厚时,可设置加强筋。加强筋应合理布置在铸件的受力部位或容易变形的部位,如在平板类铸件的边缘或中间,以及箱体类铸件的内壁等位置。
尺寸比例:加强筋的厚度一般为相连壁厚的 0.6 - 0.8 倍,高度与厚度之比通常在 3 - 5 之间。
铸造圆角
避免尖角:在铸件的转角处、壁与壁的连接处等部位应设计铸造圆角,避免出现尖角。圆角半径一般根据相邻壁厚来确定,通常为相邻两壁平均厚度的 0.5 - 1 倍。
作用:铸造圆角可以使金属液流动顺畅,减少涡流和紊流,避免在这些部位产生应力集中,防止铸件开裂,同时也有利于提高铸件的外观质量。
拔模斜度
合理设置:为了便于铸件在铸型中顺利取出,铸件的垂直于分型面的表面应设计拔模斜度。一般外表面的拔模斜度为 1° - 3°,内表面的拔模斜度为 2° - 5°。
影响因素:拔模斜度的大小还与铸件的高度、表面粗糙度要求、造型材料等因素有关。铸件越高,拔模斜度可适当减小;表面粗糙度要求高时,拔模斜度应适当增大。
尺寸要求
公差范围
一般公差:铝合金铸件的尺寸公差应符合相关标准要求,如 GB/T 6414《铸件 尺寸公差与机械加工余量》等。一般来说,对于中小尺寸的铝合金铸件,公差等级可控制在 CT6 - CT9 级。
关键尺寸公差:对于影响铸件装配、性能等关键尺寸,公差要求更为严格。例如,发动机缸体的孔径尺寸公差可能控制在 ±0.05mm - ±0.1mm 范围内。
加工余量
考虑因素:加工余量的大小要根据铸件的尺寸、精度要求、铸造工艺、加工方法等因素来确定。一般来说,砂型铸造的加工余量较大,金属型铸造和压力铸造的加工余量相对较小。
推荐数值:对于一般精度要求的铝合金铸件,单边加工余量在 3 - 5mm;对于高精度要求的铸件,加工余量可控制在 1 - 3mm。