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铸造工艺基础知识及理论目录一、基础概念 (2)1.1 铸造的定义与意义 (3)1.2 铸造工艺的种类与应用 (4)二、铸造材料 (6)三、铸造设备 (7)3.1 熔炼设备 (9)3.2 锻造设备 (10)3.3 后处理设备 (11)四、铸造工艺过程 (12)五、铸造工艺设计 (13)5.1 工艺方案的确定 (15)5.2 工艺参数的选择 (16)5.3 工艺文件的编制 (18)六、铸造质量与控制 (20)6.1 铸造缺陷的产生原因及防止措施 (22)6.2 铸造质量检测方法与标准 (23)七、铸造生产与环境 (24)7.1 铸造生产的环保要求 (26)7.2 环保设备的应用与管理 (27)八、现代铸造技术的发展趋势 (28)8.1 快速凝固与近净形铸造技术 (30)8.2 数字化与智能化铸造技术 (31)8.3 生物铸造与绿色铸造技术 (33)一、基础概念铸造工艺是指将熔炼好的液态金属浇入铸型，待其凝固后获得所需形状和性能的金属制品的过程。
它是制造业中非常重要的工艺之一，广泛应用于汽车、航空、建筑、电子等领域。
铸造工艺的基础知识主要包括液态金属的性质、铸型（即模具）的设计与制造、浇注系统、凝固过程以及后处理等。
这些知识是理解和掌握铸造工艺的基本前提。
液态金属的性质：液态金属在铸造过程中的流动性、填充能力、冷却速度等对其最终的产品质量有着决定性的影响。
了解液态金属的成分、温度、粘度等基本性质对于铸造工艺的设计和实践都是非常重要的。
铸型的设计与制造：铸型是形成金属制品形状和内部结构的重要工具。
铸型的设计需要考虑到金属液的流动性和凝固特性，以及制品的精度和表面质量要求。
铸型的制造也需要选用合适的材料，并经过精密加工才能达到设计要求。
浇注系统：浇注系统是连接铸型和液态金属的通道，包括浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道等部分。
合理的浇注系统设计可以确保金属液均匀地注入铸型，并有利于热量和气体的排出，从而提高制品的质量和生产效率。
第五章铸造第二篇铸造工艺基础教学内容合金的铸造性能、流动性、收缩性、偏析性；铸件的常见缺陷分析及防止；常见合金铸件的生产；砂型铸造工艺基础；几种典型的特种铸造工艺方法；铸件结构与铸造工艺及合金铸造性能的关系。
目的与要求要求了解合金流动性和收缩的概念、影响因素及其对铸件质量的影响，为铸件设计，选材和制订铸造工艺提供理论基础。
常用合金铸件的生产，要求了解灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、铸钢、铜、铝及其合金铸件的生产特点。
砂型铸造要求掌握制定铸造工艺图的基本原则，主要工艺参数的选择原则，分析典型铸件图例，并为今后解决实际问题打好基础。
掌握铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。
特种铸造重点了解金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造基本知识。
‘第一节液态合金的充型充型：液态合金填充铸型的过程。
充型能力：液态金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰健全的铸件的能力。
影响充型能力的主要因素是合金的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸件结构。
一、合金的流动性1．流动性的概念流动性：液态态合金本身的流动能力。
流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件。
流动性好，有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮，排除。
流动性好，易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩。
2.流动性的测定方法以螺旋形试件的长度来测定：如图5-1影响合金流动性的因素:合金成分结金温度范围浇注温度充型压力图5—3所示为铁碳合金的流动性与含碳量的关系。
由图可见，亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔减小，流动性提高。
愈接近共晶成分，愈容易铸造。
二、浇注条件浇注温度浇注温度对合金的充型能力有着决定性影响。
浇注温度愈高，液态金属所含的热量较多，粘度下降，在相同的冷却条件下，合金在铸型中保持流动的时间长。
但是，浇注温度过高会使金属液体的吸气量和总收缩量增大，铸件容易生产气孔、缩孔、缩松、粘砂、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不易过高。
对于形状复杂的薄壁铸件，为避免产生冷隔和浇不足等缺陷，浇注温度以略高些为宜。
第一章铸造工艺基础§1 液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.充型能力: 液态合金充满铸型型腔,获得形状完整,轮廓清晰的铸件的能力充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.2 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如灰口铁:浇铸温度1300℃试件长1800mm.铸钢: 1600℃100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二浇注条件1 浇注温度: t↑合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力: 液态合金在流动方向上所受的压力↑充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三铸型条件1 铸型结构: 若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等充↓2 铸型导热能力: 导热↑金属降温快,充↓如金属型3 铸型温度: t↑充↑如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑充↑减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.§2 铸件的凝固和收缩铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松一铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.3) 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间.2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢逐层凝固, 高碳钢糊状凝固2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁C, Si↑,收↓,S↑收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩↑缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓缩孔容积↓4) 浇注速度↑液态收缩↑易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则: 制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.l 安置冒口,实行顺序凝固,可有效的防止缩孔,但冒口浪费金属,浪费工时,是铸件成本增加.而且,铸件内应力加大,易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.l 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.l 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.§3 铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一内应力形成1 热应力: 铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态: 低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-) 由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小，锡青铜糊状凝固，用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。
铸造必备基础知识在进行铸造工艺之前，了解铸造必备的基础知识是非常重要的。
本文将介绍铸造工艺的基本概念、材料选择、铸造方法、设计和工艺控制等方面的知识。
一、铸造的基本概念铸造是指将熔化的金属或非金属材料，通过浇筑或其他注入方式，借助于一定形状的模具，在其冷却过程中制成所需的零件或产品的工艺过程。
铸造是制造业中最常用的成型方法之一，具有形状复杂、尺寸精确、材料多样化等优点。
二、材料选择在铸造中，常用的金属材料包括铁、铜、铝、锌等。
选择合适的材料取决于产品的需求，如机械性能、耐腐蚀性、导电性等。
此外，还要考虑材料的可铸造性，如熔点、流动性等特性。
三、铸造方法铸造方法主要分为砂型铸造、金属型铸造和持续铸造等几种。
砂型铸造是最常见的一种，通过在模具中填充湿砂，形成铸型，然后在铸型中浇注熔化的金属。
金属型铸造主要用于高温合金和特殊材料的铸造。
持续铸造适用于大量生产和连续铸造的情况。
四、设计和工艺控制在进行铸造产品的设计时，需要考虑模具的结构、冷却方式、缩孔和气孔等缺陷的预防。
同时，还需要进行合理的工艺控制，如控制熔化温度、浇注速度、冷却时间等，来保证产品的质量。
五、常见问题和解决方法在铸造过程中，常见的问题包括缺陷、变形和裂纹等。
要解决这些问题，可以采用改进模具设计、增加冷却措施、调整工艺参数等方法。
六、铸造在工业中的应用铸造广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、建筑等领域。
铸造的发展还推动了材料科学和工艺技术的进步。
七、总结铸造是一种常见且重要的制造方法，它具有成本低、生产效率高等特点。
在进行铸造前，了解铸造的基本概念、材料选择、铸造方法、设计和工艺控制等方面的知识是必不可少的，有助于提高产品的质量和生产效率。
随着科技的不断进步，铸造技术也在不断革新，为各行各业的发展做出了重要贡献。
一、铸造工艺基础知识1. 铸造的基本原理是什么？2. 铸造工艺包括哪些基本步骤？3. 铸造过程中，如何控制铸件的尺寸精度？4. 铸造过程中，如何防止铸件产生缩孔？5. 铸造过程中，如何防止铸件产生冷隔？6. 铸造过程中，如何防止铸件产生气孔？7. 铸造过程中，如何提高铸件的机械性能？8. 铸造过程中，如何提高铸件的耐腐蚀性能？9. 铸造过程中，如何提高铸件的耐磨性能？10. 铸造过程中，如何提高铸件的耐热性能？二、铸造材料1. 铸造材料有哪些分类？2. 铸造材料的主要性能指标有哪些？3. 常用的铸造金属材料有哪些？4. 常用的铸造非金属材料有哪些？5. 铸造材料的选择原则是什么？6. 铸造材料的热处理工艺有哪些？7. 铸造材料的熔炼方法有哪些？8. 铸造材料的浇注方法有哪些？9. 铸造材料的凝固过程有哪些特点？10. 铸造材料的冷却速度对铸件质量有何影响？三、铸造设备1. 铸造设备有哪些分类？2. 常用的铸造设备有哪些？3. 铸造设备的选用原则是什么？4. 铸造设备的维护保养方法有哪些？5. 铸造设备的故障诊断与排除方法有哪些？6. 铸造设备的自动化程度对生产效率有何影响？7. 铸造设备的节能措施有哪些？8. 铸造设备的环保措施有哪些？9. 铸造设备的创新与发展趋势有哪些？10. 铸造设备的操作与安全注意事项有哪些？四、铸造工艺设计1. 铸造工艺设计的基本原则是什么？2. 铸造工艺设计的主要任务有哪些？3. 铸造工艺设计的基本步骤有哪些？4. 铸造工艺设计中的技术经济分析有哪些？5. 铸造工艺设计中的质量控制有哪些？6. 铸造工艺设计中的安全与环保措施有哪些？7. 铸造工艺设计中的创新与改进有哪些？8. 铸造工艺设计中的计算机辅助设计（CAD）有哪些？9. 铸造工艺设计中的有限元分析（FEA）有哪些？10. 铸造工艺设计中的实验研究有哪些？五、铸造生产管理1. 铸造生产管理的任务有哪些？2. 铸造生产管理的基本原则有哪些？3. 铸造生产管理中的组织机构有哪些？4. 铸造生产管理中的生产计划与调度有哪些？5. 铸造生产管理中的质量控制与检验有哪些？6. 铸造生产管理中的成本控制有哪些？7. 铸造生产管理中的安全与环保管理有哪些？8. 铸造生产管理中的员工培训与激励有哪些？9. 铸造生产管理中的技术创新与改进有哪些？10. 铸造生产管理中的信息化建设有哪些？六、铸造缺陷分析1. 铸造缺陷的分类有哪些？2. 如何识别和描述铸件缺陷？3. 缩孔、冷隔、气孔等缺陷的形成原因是什么？4. 如何预防铸件表面缺陷？5. 铸件内部缺陷的检测方法有哪些？6. 铸造缺陷对铸件性能的影响有哪些？7. 如何评估铸件缺陷的严重程度？8. 铸造缺陷的修复方法有哪些？9. 铸造缺陷预防措施的效果如何评价？10. 铸造缺陷分析在工艺改进中的应用。
铸造工艺设计基础铸造生产周期较长，工艺复杂繁多。
为了保证铸件质量，铸造工作者应根据铸件特点，技术条件和生产批量等制订正确的工艺方案，编制合理的铸造工艺流程，在确保铸件质量的前提下，尽可能地降低生产成本和改善生产劳动条件。
本章主要介绍铸造工艺设计的基础知识，使学生掌握设计方法，学会查阅资料，培养分析问题和解决问题的能力。
§1-1 零件结构的铸造工艺性分析铸造工艺性，是指零件结构既有利于铸造工艺过程的顺利进行，又有利于保证铸件质量。
还可定义为：铸造零件的结构除了应符合机器设备本身的使用性能和机械加工的要求外，还应符合铸造工艺的要求。
这种对铸造工艺过程来说的铸件结构的合理性称为铸件的铸造工艺性。
另定义：铸造工艺性是指零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。
铸造工艺性不好，不仅给铸造生产带来麻烦，不便于操作，还会造成铸件缺陷。
因此，为了简化铸造工艺，确保铸件质量，要求铸件必须具有合理的结构。
一、铸件质量对铸件结构的要求1．铸件应有合理的壁厚某些铸件缺陷的产生，往往是由于铸件结构设计不合理而造成的。
采用合理的铸件结构，可防止许多缺陷。
每一种铸造合金，都有一个合适的壁厚范围，选择得当，既可保证铸件性能（机械性能）要求，又便于铸造生产。
在确定铸件壁厚时一般应综合考虑以下三个方面：保证铸件达到所需要的强度和刚度；尽可能节约金属；铸造时没有多大困难。
（1）壁厚应不小于最小壁厚在一定的铸造条件下，铸造合金能充满铸型的最小壁厚称为该铸造合金的最小壁厚。
为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，应使铸件的设计壁厚不小于最小壁厚。
各种铸造工艺条件下，铸件最小允许壁厚见表7-1～表7-5表1-2 熔模铸件的最小壁厚（单位：㎜）表1-3 金属型铸件的最小壁厚（单位：㎜）（2）铸件的临界壁厚在铸件结构设计时，为了充分发挥金属的潜力，节约金属，必须考虑铸造合金的力学性能对铸件壁厚的敏感性。
厚壁铸件容易产生缩孔、缩松、晶粒粗大、偏析和松软等缺陷，从而使铸件的力学性能下降。
从这个方面考虑，各种铸造合金都存在一个临界壁厚。
铸件的壁厚超过临界壁厚后，铸件的力学性能并不按比例地随着铸件壁厚的增加而增加，而是显著下降。
因此，铸件的结构设计应科学地选择壁厚，以节约金属和减轻铸件重量。
在砂型铸造工艺条件下，各种合金铸件的临界壁厚可按最小壁厚的3倍来考虑。
铸件壁厚应随铸件尺寸增大而相应增大，在适宜壁厚的条件下，既方便铸造又能充分发挥材料的力学性能。
表7-5，表7-6给出砂型铸造各种铸造合金的临界壁厚。
（3）铸件的内壁厚度砂型铸造时，铸件内壁散热条件差，即使内壁厚度与外壁厚度相等，但由于它比外壁的凝固速度慢，力学性能往往要比外壁低，同时在铸造过程中易在内、外壁交接处产生热应力致使铸件产生裂纹。
对于凝固收缩大的铸造合金还易产生缩孔和缩松，因此铸件的内壁厚度应比外壁厚度薄一些。
图1-1 铸件内壁的合理结构a，b）不合理c）合理合金类别铸铁铸钢铸铝铸铜铸件内壁比外壁厚度应减少的相对值%10~2020~3010~215~20注：铸件内腔尺寸大的取下限对于锻钢制造的轴类零件来说，增大直径便可提高承载能力。
但对铸件来说，随着壁厚的增加，中心部分晶粒粗大，承载能力并不随壁厚增加而成比例地增加。
因此，在设计较厚铸件时，不能把增加壁厚当作提高承载能力的唯一办法。
为了节约金属，减轻铸件重量，可以选择合理的截面形状，如承受弯曲载荷的铸件，可选用“T”型或“工”型截面。
采用加强筋也可减小铸件壁厚。
一般筋厚﹤内壁厚﹤外壁厚。
2 . 铸件壁应合理连接铸件壁厚不均，厚薄相差悬殊，会造成热量集中，冷却不均，不仅易产生缩孔、缩松，而且易产生应力、变形和裂纹。
所以要求铸件壁厚尽量均匀，如图1-2（a）所示结构中壁厚不均，在厚的部分易形成缩孔，在厚薄连接处易形成裂纹。
改为1-2（b）结构后，由于壁厚均匀，即可防止上述缺陷产生。
也可用薄壁加加强筋结构。
加强筋的布置应尽量避免或减少交叉，防止习惯年成热节。
例如钳工划线平台，其筋条布置如图1-3所示。
铸件各部分壁厚不均现象有时不可避免，此时应采用逐渐过渡的方式，避免截面突然变化。
接头断面的类型大致可分为L、V、K、T 和十字型五种。
在接头处，凝固速度慢,容易产生应力集中、裂纹、变形、缩孔、缩松等缺陷。
在接头形式的选用中,应优选L型接头，以减小与分散热节点及避免交叉连接。
逐渐过渡的形式与尺寸如表7-8所示。
由表可知，壁厚差别不很大时，采用圆弧过渡（）；壁厚差别很大时，采用L型过渡，在同等情况下，铸钢件的过渡尺寸比铸铁件要大。
两壁相交，其相交和拐弯处要作成圆角。
图1-2 均匀壁厚避免形成热节举例3．结构斜度进行铸件设计时，凡顺着拔模方向的不加工表面尽可能带有一定斜度以便于起模，便于操作，简化工艺。
铸件垂直度越小，斜度越大。
综合以上所述，为了保证铸件质量，铸件的合理结构为：1)壁厚力求均匀，减小厚大断面，防止形成热节。
办法是将厚大部位挖去一部分；图7-52)内壁厚度应小于外壁。
因为内壁冷却慢，适当减薄（图7-6）。
3)应有利于补缩和实现顺序凝固。
有些铸件铸锭厚度较大或厚度不均。
如果该件所用合金的体积收缩较大，则很容易形成缩孔、缩松。
此时应仔细审查零件结构，尽可能采取顺序凝固方式，让薄壁处先凝，厚壁处后凝，使在厚壁处易于安放冒口补缩，以防止缩孔、缩松。
图7-74)注意防止发生翘曲变形。
细长杆状铸件，大平板铸件，增加加强筋及改变截面形状床身一类的铸件，其截面形状不允许变化，为防止其变形可采用反挠度，即在模样上采取反变形量。
如果既不能设加强筋，又不能该变截面形状，只好采用人工失效方法消除应力减少变形。
5)应避免水平方向出现较大平面。
大平面铸件的上部型砂时间受金属液体烘烤，容易造成夹砂。
解决的办法是倾斜浇注或设计成倾斜壁。
应避免铸件收缩时受到阻碍，否则会造成裂纹，对于收缩大的合金铸件尤其要注意这一点。
4 . 铸件结构设计原则（1）设计铸件壁厚时应考虑到合金的流动性；流动性越好的合金，充型能力越强，铸造时就不容易产生浇不足、冷隔等缺陷，因此，能铸出的铸件最小壁厚尺寸也就越小。
（2）铸型型腔的形状与尺寸大小是根据铸件的形状与尺寸决定的。
不同的型腔形状和尺寸对液态金属的流动的阻力，散热情况是不同的，从而会导致液态金属在型腔内的流动与填充情况不同。
因此，铸件结构上应尽量避免突变性的转变、壁厚急剧的变化、细长结构、大的水平面、高度较大的凸台等。
（3）一个铸件在生产过程中是否出现缩孔、缩松、变形、热裂、冷裂等收缩类铸造缺陷，出现在哪个部位、严重程度如何，都与铸件结构密切相关。
由此可以得出指导铸件结构设计的原则：1)对凝固收缩大，容易产生集中缩孔的合金，如铸钢、球墨铸铁、可锻铸铁、黄铜、无锡青铜、铝硅共晶合金等，倾向于采用顺序凝固方式铸造。
这时在进行铸件结构设计时，应使铸件结构形式有利于顺序凝固。
2)对溶液产生缩松的合金，如锡青铜、磷青铜等采用冒口补缩效果不大，常采用同时凝固方式来使缩松更分散些；对收缩较小的合金，如铸铁更倾向于采用同时凝固方式铸造。
这时铸件的结构应是壁厚均匀，尽量减少金属的聚集与消除热节。
对于一些结构形状复杂的大铸件，也可将其各部分按顺序或同时凝固方式设计。
3)尽量使铸件结构有利于自由收缩，如尽量减少铸件的轮廓尺寸，减少突出部分，必要时可将一个铸件分成几个小铸件，然后用焊接或螺栓连接起来。
4)尽量避免产生应力集中的形状，如不应有尖角、不同壁厚之间的连接要平缓。
5)应考虑到各种铸造方法的工艺过程、凝固特点、铸型和型芯的特点。
尤其市使用金属铸型和型芯的铸造方法。
如金属型铸造、压力铸造，应便于铸件的抽芯和出芯。
二、从生产工艺考虑—简化工艺便于操作—角度对铸件结构提出的要求铸件结构不仅应有利于保证铸件质量，防止和减少铸造缺陷，而且应保证造型、制芯、清理等操作的方便，以利于提高生产率和降低成本。
因此要求铸件要：1 便于起模。
改进妨碍起模的凸台、凸缘，筋板和外表面侧凹。
2 减少和简化分型面减少分型面的数目，既可减少砂箱数目，又能提高铸件尺寸精度。
曲面分型，工艺复杂，操作不便（制造模样和造型不方便），应尽量做成平直分型面。
3 改进铸件内腔结构，尽量减少砂芯数量4 简化清理操作5 增加结构斜度铸件最好有结构斜度。
这样不仅起模方便，也提高铸件尺寸精度，甚至减少砂芯数量。
对那些不允许有结构斜度的铸件，在制造模样时，应做出角度很小的拔模斜度。
三、组合铸件有些大而复杂的铸件，受工厂条件限制，无法生产或虽能生产但质量难以保证，可用“一分为二”或“化整为零”。
即分成两个或两个以上的简单铸件，使复杂铸件分成简单件，大件变成小件，铸造完后再用螺栓或焊接方法连接起来。
这样做，不仅简化铸造过程，加工和运输也方便，并使原来无法生产的铸件得以生产。
§1-2 铸造工艺方案的确定铸造工艺方案包括造型、制芯、铸型种类、浇注位置和分型面等内容。
铸造工艺方案是否先进合理，对获得优质铸件、简化工艺过程、提高生产率、降低成本和改善劳动条件等起着决定作用。
一、造型方法的选择1．按铸型种类分：2 按砂型紧实方式造型方法分：1）手工造型：砂箱造型，脱箱造型，刮板造型，组芯地坑造型2）机器造型：震击，震压，射压，抛砂，气流紧实等3 按模样材料分：金属模造型，塑料模造型，木模造型一般中小型铸件应尽可能选用湿型，不用干型（大批量、机械化）；大中型结构复杂、质量要求高的铸件用表面干型或干型；中大的铸型和砂芯可考虑用自硬性铸型，特别是对于大件铸型和砂芯更为合适。
二、浇注位置的确定1．浇注位置：浇注位置指浇注时铸件在铸型内所处的位置。
分型面：指两半个铸型互相接触的表面。
一般先从保证铸件的质量出发来确定浇注位置，然后从工艺操作出发确定分型面。
2．选择浇注位置的主要原则浇注位置的选择，决定于合金的种类、铸件结构及轮廓尺寸、铸件表面质量要求以及现有的生产条件。
选择浇注位置时，主要以保证铸件质量为前提，同时尽量做到简化造型工艺和浇注工艺。
选择浇注位置的主要原则有：1）铸件的重要加工面、主要工作面和受力面，应尽量放在低部或侧面，以防止这些表面上产生砂眼、气孔、夹渣等铸造缺陷。
因为同一铸件，下边质量好，上边质量较差：气孔、夹渣等铸造缺陷上边多，下边少，且下边补缩良好，组织细密。
如图图示车床床身导轨面是关键部位，不允许有任何缺陷，浇注时应把导轨面朝下。
齿轮的轮齿是重要加工面，应将其朝下以保持组织致密，防止铸造缺陷，如图1-22。
卷筒、缸筒等圆筒形铸件，关键部位是内外表面。
因不可能都朝下。
所以应采取立浇，即重要加工面都在侧面。
图1-23。
有时，加工面很多，无法都照顾到，势必使某一加工面朝上，此时，要将重要的加工面朝下，朝上的加工面应加大加工余来量。
