浅谈几种典型筋板设计对熔模铸件缩孔的影响

栾林波，王 丹

（东风精密铸造有限公司，湖北武当山 442714）

熔模铸造是生产高精度铸件的一种铸造方法，工序冗长，影响铸件质量因素很多。而缩孔是铸件生产中常见的铸件缺陷之一，形成缩孔的基本原因是合金在液态收缩和凝固时，铸件某部位（通常是最后凝固的热节处）不能及时得到液态金属的补缩而产生缩孔[1-2]。产品结构的设计决定了零件的铸造工艺性，而均匀的壁厚设计更是能有效减少热节集中程度，从而防止铸件产生缩孔（松）、热裂等缺陷[3]。随着轻量化的趋势发展，腹板壁厚极致轻量化，而筋板则成为降低结构应力的一种有效手段。而熔模铸件一般形状复杂，热节和转角部位较多，这些部分通常凝固较慢且铸件收缩应力集中[4]。多筋交叉结构结合了凝固较慢且铸件收缩应力集中两个特点，增加了产生缩孔（松）、缩裂的倾向。结合铸造CAE 分析、实物验证，本文主要介绍几种典型筋板设计，旨在从源头预防缩孔缺陷。

1 多筋交叉结构缩孔分析及预防

1.1 “平板式多筋交叉”结构优化

某后副车架整体腹板厚度仅5 mm，轮廓尺寸达460 mm.而在零件远端A 处（见图1a）），形成由三个筋板交叉组成的孤立热节，补缩不足，导致缩孔缺陷并延伸至产品表面，形成缩裂。

图1 “平板式多筋交接”结构及缩裂实物

通过分析，缩裂产生主要原因为结构设计不合理产生的孤立热节。通过优化改进，最终通过“反向凹槽”结构设计，消除了图1 所示的缩孔缺陷。表1为通过Procast 软件对原结构及优化结构进行应力模拟分析，结果表明优化结构与原结构应力相当，优化工艺筋对结构强度无明显影响。……