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无锡克维斯:解决减速器壳的问题研讨解决
作者:无锡市克维斯传动机械有限公司    发布于:2013-10-22 09:09:17    文字:【】【】【
摘要:无锡克维斯:解决减速器壳的问题研讨解决

  1 现状及问分析

  1 1 生产的基本条件

  1280 多触头高压自动造型线,砂箱内尺寸1 200mm 800mm400/400mm.煤粉湿砂型,水玻璃砂芯,面刷醇基快干涂料。

  1 型 2 件。

  1 2 原工艺存在问题及分析

  ( 1) 原工艺简介

         原工艺,工艺采用中间分型,分型面到法兰底面的距离为102 mm.在法兰盘底面均匀布置 4 块(2块间隔60mm左右)外圆R180mm、内圆R135 mm、厚20mm、扇形角60的外冷铁。法兰与分型面之间设置2#砂芯。上顶面设置 1 个 90 mm 125 mm的飞边保温冒口, 溢流飞边厚3 mm, 飞边长8 mm.在冒口周围扎 4 个 10 mm出气孔, 冒口顶上扎1 个 10 mm出气孔。铁液从分型面上经 6 道截面尺寸为26/ 30 mm  6 mm的内浇口径向引入型腔; 横浇道截面尺寸为22/ 28 mm  35 mm; 直浇道最小截面尺寸为 50 mm.工艺布置, 见 2. 2 原工艺布置Fig. 2 Arrangement of original casting technique

     ( 2) 存在问题

        铸件加工后, 发现 284 mm 外圆柱面内浇口及周围有缩松(所有内浇口处都有缩松,见 1,A 处) ; 在顶面 112 mm 圆周上(见1,B 处)有缩孔和缩松。

  该件加工后经 0. 3 0. 5 M Pa 压力试压,大部分铸件因缩孔和缩松而渗漏。

  ( 3) 原因分析

  第1, 保温冒口在铸件顶部, 铁液从中部引入型腔, 流入冒口的是温度较低的铁液, 降低了冒口的补缩能力; 并且飞边太薄, 凝固过早, 保温冒口周围厚壁处的铁液受自身及冒口的热影响, 凝固滞后, 收缩需要铁液补充时, 冒口中的铁液已不能流经飞边对其补缩。

  第 2, 外圆柱面由于与内浇口相接处形成热节; 铁液在充型过程中使内浇口周围铸型过热, 凝固迟缓, 还被其他部位收缩抽吸, 在铸件凝固收缩时因内浇口太薄和过长而凝固, 使横浇道和直浇道的铁液不能对其补缩。

  2 消除铸件缩松、缩孔的措施

  铸件产生缩松、缩孔的原因是工艺上采取的补缩通道不合理补缩不足造成的。均衡凝固是利用收缩和膨胀的动态叠加,采取工艺措施, 使单位时间的收缩与补缩、收缩与膨胀按比例进行的 1 种凝固原则。均衡凝固强调越是薄小件越要补缩。该铸件的几何模数平均为 M c = 0. 8 cm,不符合实现无冒口铸造的条件( M c & 2. 5 cm) .所以, 工艺上应采取补缩措施。

  2 1 由于现工艺条件的限制, 在不改变铸件分型面位置的情况下, 改变浇口的位置, 即改为从法兰边引进铁液。以消除分型面引进铁液处的缩松。

  2 2 为了对铸件采取补缩措施, 把原工艺每件 6 道内浇口改为每件 2 道内浇口, 经热侧冒口引入, 冒口尺寸为 70 mm  60 mm  80 mm, 对称布置, 冒口位置的设置原则是根据均衡凝固理论, 冒口既要靠近热节, 以利于补缩, 冒口又要离开热节, 以减少冒口对铸件的热干扰。冒口颈短、薄、宽, 可以有效地消除冒口与铸件形成接触热节, 从而避免冒口颈部的缩松和缩孔。原工艺法兰盘上设置的 4 块外冷铁外, 顶部再增加 4 块冷铁,用以防止法兰盘与圆柱面交接根部的缩松及顶面上的分散性缩孔。改进后的工艺, 见 3.冒口颈截面尺寸就是内浇口的尺寸, 依据大孔出流理论进行设计。内浇口的尺寸计算如下。

  参照原浇注系统设计,

  初定 F 1 F 2 F 3 = 1(1. 3) ( 1. 2)。

  依据大孔出流理论h p = K 2(H - C/ 2)/ ( 1+ K 2 1 + K 2) (1)

  K 1 = (1 F 1)/ (2 F 2)

  K 2 = (1 F 1)/ (3 F 3)

  h p ### 作用在内浇道上的实际压头;H # ## 上砂箱高度( mm), H = 400 mm;C ## # 上砂箱内铸件高度(mm), C = 156(上箱内铸件高) + 125(冒口高) = 281 mm;K 1、K 2 ### 分别为直浇道与横浇道、直浇道与内浇道之间的有效截面积比;1、2、3 ## # 分别为直、横、内浇道流量系数, 取

  1 = 2 = 0. 6,3 = 0. 45;F 1、F 2、F 3 ### 分别为直、横、内浇道的总截面积

  ( mm 2)。

  计算得: K 1 = 0. 77 K 2 = 1. 11将 K 1、K 2的值代入( 1) 式得

  h p = 11. 32 cm根据阿暂公式:F 3 = G/ < 0. 31   3 T ( h p)1/ 2 >(2)

  式中G = 105 kg 型内铁液总质量;浇注时间 T = 10 s.将 G、3、T 、h p的值代入(2) 式中得

  F 3 = 22. 38 cm 2按工艺布置, 每件两道内浇口, 1 箱 2 件, 则每道内浇口面积为 5. 6 cm 2取 F内= 6 cm 2, 取内浇口宽为 40 mm, 则内浇口厚度为 15 mm.核算金属液在直浇道、横浇道和内浇道中的流速,并对横浇道是否充满进行判断。

  依据大孔出流理论, 横浇道和内浇道压头为:

  h 2 = ( K 2 1 + K 2) H / (1+ K 2 1 + K 2)

  h 3 = ( K 2)  H / (1 + K 2 1 + K 2)

  计算得:

  h 2 = 25. 8 cm h 3 = 17. 5 cm直浇道、横浇道和内浇道流速计算:

  V 1 = 1 < 2g( H - h 2) > 1/ 2 = 100 cm/ s V 2 = 2 < 2g( H - h 3) > 1/ 2 = 76. 5 cm/ s V 3 = 3! (2gh 3)

  1/ 2 = 83. 3 cm/ s

  由上可以看出: 直、横、内浇道的流速分布合理。

  h 3> ( h横- h内/ 2), 横浇道充满有余, 说明初选的浇口比是合适的。改进后的冒口颈截面尺寸为 40 mm 15 mm.原内浇口与改进后的内浇口总面积比为1 ( 1. 2) .说明原浇注系统的内浇口总面积偏小。

脚注信息
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