进阶篇：3.3）DFM-铸造件设计总章

本章目的：各种铸造工艺了解，DFM-铸造件的设计准则是依据哪种工艺。

1.铸件(铸造件)概念

1.1 铸件定义

铸造件，又称铸件，是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。

1.2 铸件历史

铸件应用历史悠久。古代人们用铸件作和一些生活用具。近代，铸件主要用作机器零部件的毛坯，有些精密铸件，也可直接用作机器的零部件。铸件在机械产品中占有很大的比重，如拖拉机中，铸件重量约占整机重量的50～70%，农业机械中占40～70%，机床、内燃机等中达70～90%。各类铸件中，以机械用的铸件品种最多，形状最复杂，用量也最大，约占铸件总产量的60%。其次是冶金用的钢锭模和工程用的管道、以及生活中的一些工具。
铸件也与日常生活有密切关系。例如经常使用的门把、门锁、暖气片、上下水管道、铁锅、煤气炉架、熨斗等，都是铸件。

1.3 铸件分类

铸件有多种分类方法：
按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；
按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80%。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件。

2.各种铸件的成型工艺简介

2.1 压铸（压力铸造）

作者这里的压力铸造就是指压铸。和机械设计手册一致。

压力铸造是用金属铸型，在高压、高速下充型，在压力下快速凝固。效率高、精度高，但压铸机、压铸型制造费用高。

应用范围是：大批量生产，以锌合金、铝合金、镁合金及铜合金为主的中小型薄壁铸件，也用于铸铁件。

2.2 砂型铸造

就是用砂子制造铸模。 砂模铸造需要在砂子中放入成品零件模型或木制模型(模样)，然后在模样周末填满砂子，开箱取出模样以后砂子形成铸模。
为了在浇铸金属之前取出模型，铸模应做成两个或更多个部分;在铸模制作过程中，必须留出向铸模内浇铸金属的孔和排气孔，合成浇注系统。 铸模浇注金属液体以后保持适当时间，一直到金属凝固。 取出零件后，铸模被毁，因此必须为每个铸造件制作新铸模。

2.3 熔模铸造

又称失蜡铸造，包括压蜡、修蜡、组树、沾浆、熔蜡、浇铸金属液及后处理等工序。失蜡铸造是用蜡制作所要铸成零件的蜡模，然后蜡模上涂以泥浆，这就是泥模。泥模晾干后，在焙烧成陶模。一经焙烧，蜡模全部熔化流失，只剩陶模。一般制泥模时就留下了浇注口，再从浇注口灌入金属熔液，冷却后，所需的零件就制成了。

铸件精度高，表面质量好，但压型制造费用高，工序繁多。手工操作时，劳动条件差。

应用范围是：各种生产批量，以碳钢、合金钢为主的各种合金和难于加工的高熔点合金复杂零件为宜，铸件质量一般小于10kg。

2.4 离心铸造

是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心铸造所用的铸型，根据铸件形状、尺寸和生产批量不同，可选用非金属型(如砂型、壳型或熔模壳型)、金属型或在金属型内敷以涂料层或树脂砂层的铸型。

应用范围是：单件、成批大量生产的铁管、铜套、轧辊、金属轴瓦、气缸江套等旋转体型铸件。

3.铸造件的DFM

依据依据铸造件工艺的不同，DFM需要遵循对应的设计准则，这点才是麻烦的地方！

也就是说，DFM-铸造件设计，必须分类！

分成：

①DFM-压铸件设计；

②DFM-砂型铸造件设计；

③DFM-熔模铸造件设计；

④DFM-离心铸造件设计；

……

如上图所示，我们也知道，压铸和熔模铸造还是有很大不同的。

所以设计时一定要分清楚，你手头上的这种铸造件是什么工艺。