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箱体结构参数的选择 |
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箱体壁厚的设计和前面的一样多采用类比法，对同类产品进行比较，参照设计者的经验或设计手册等资料提供的经验数据，确定壁厚、肋板和凸台等的布置和结构参数。对于重要的箱体，可用计算机的有限元法计算箱体的刚度和强度，或用模型和实物进行应力或应变的测定，直接取得数据或作为计算结果的校核手段 壁厚的选择 铸铁、铸钢和其他材料箱体的壁厚可以先按下式计算当量尺寸N，再按表1选取： N＝(2L+B+H)/3000 (mm) 式中 L——铸件长度，mm； B——铸件宽度，mm； H——铸件高度，mm。 L、B、H中，L为最大值 按经验，焊接基础件壁板厚度可取相应铸铁基础件壁厚的 仪器仪表铸造外壳的最小壁厚参考表2选取 |
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表1 铸造箱体的壁厚 mm |
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当量尺寸 N |
箱 体 材 料 |
当量尺寸 N |
箱 体 材 料 |
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灰铸铁 |
铸钢 |
铸铝合金 |
灰铸铁 |
铸钢 |
铸铝合金 |
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0.3 |
6 |
10 |
4 |
2.0 |
16 |
25~30 |
10 |
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0.75 |
8 |
10~15 |
5 |
3.00 |
20 |
30~35 |
≥12 |
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1.00 |
10 |
15~20 |
6 |
4.00 |
24 |
35~40 |
— |
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1.50 |
12 |
20~25 |
8 |
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注：1．此表为砂型铸造数据。 2．球墨铸铁、可锻铸铁壁厚减少20%。 |
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表2 仪器仪表铸造外壳的最小壁厚 mm |
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合金种类 |
铸造方法 |
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砂型 |
金属型 |
压力铸造 |
熔模铸造 |
壳模铸造 |
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铝合金 |
3 |
2.5 |
1~1.5 |
1~1.5 |
2~2.5 |
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镁合金 |
3 |
2.5 |
1.2~1.8 |
1.5 |
2~2.5 |
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铜合金 |
3 |
3 |
2 |
2 |
— |
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锌合金 |
— |
2 |
1.5 |
1 |
2~2.5 |
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加强肋 肋板的高度H不应超过壁厚t的4~5倍，超过此值对提高刚度无明显效果。加强肋的尺寸见表3 |
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表3 加强肋的尺寸 |
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外表面肋厚 |
内 腔 肋 厚 |
肋 的 高 度 |
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0.8t |
(0.6~0.7)t |
≤5t |
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注：t—肋所在壁厚。 |
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孔和凸台 箱体壁上的开孔会降低箱体的刚度，实验证明，刚度的降低程度与孔的面积大小成正比 在箱壁上与孔中心线垂直的端面处附加凸台，可以增加箱体局部的刚度；同时可以减少加工面。当凸台直径D与孔径d的比值D/d≤2和凸台高度h与壁厚t的比值t/h≤2时，刚度增加较大；比值大于2以后，效果不明显。如因设计需要，凸台高度加大时，为了改善凸台的局部刚度，可在适当位置增设局部加强肋 箱体的热处理 铸造或箱体毛坯中的剩余应力使箱体产生变形，为了保证箱体加工后精度的稳定性，对箱体毛坯或粗加工后要用热处理方法消除剩余应力，减少变形。常用的热处理措施有以下三类 ① 热时效。铸件在500~600℃下退火，可以大幅度地降低或消除铸造箱体中的剩余应力 ② 热冲击时效。将铸件快速加热，利用其产生的热应力与铸造剩余应力叠加，使原有剩余应力松弛 ③ 自然时效。自然时效和振动时效可以提高铸件的松弛刚性，使铸件的尺寸精度稳定 |
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