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無錫克維斯:解決減速器殼的問題研討解決
作者:無錫市克維斯傳動機械有限公司    發布于:2013-10-22 09:09:17    文字:【】【】【
摘要:無錫克維斯:解決減速器殼的問題研討解決

  1 現狀及問分析

  1 1 生產的基本條件

  1280 多觸頭高壓自動造型線,砂箱內尺寸1 200mm 800mm400/400mm.煤粉濕砂型,水玻璃砂芯,面刷醇基快干涂料。

  1 型 2 件。

  1 2 原工藝存在問題及分析

  ( 1) 原工藝簡介

         原工藝,工藝采用中間分型,分型面到法蘭底面的距離為102 mm.在法蘭盤底面均勻布置 4 塊(2塊間隔60mm左右)外圓R180mm、內圓R135 mm、厚20mm、扇形角60的外冷鐵。法蘭與分型面之間設置2#砂芯。上頂面設置 1 個 90 mm 125 mm的飛邊保溫冒口, 溢流飛邊厚3 mm, 飛邊長8 mm.在冒口周圍扎 4 個 10 mm出氣孔, 冒口頂上扎1 個 10 mm出氣孔。鐵液從分型面上經 6 道截面尺寸為26/ 30 mm  6 mm的內澆口徑向引入型腔; 橫澆道截面尺寸為22/ 28 mm  35 mm; 直澆道最小截面尺寸為 50 mm.工藝布置, 見 2. 2 原工藝布置Fig. 2 Arrangement of original casting technique

     ( 2) 存在問題

        鑄件加工后, 發現 284 mm 外圓柱面內澆口及周圍有縮松(所有內澆口處都有縮松,見 1,A 處) ; 在頂面 112 mm 圓周上(見1,B 處)有縮孔和縮松。

  該件加工后經 0. 3 0. 5 M Pa 壓力試壓,大部分鑄件因縮孔和縮松而滲漏。

  ( 3) 原因分析

  第1, 保溫冒口在鑄件頂部, 鐵液從中部引入型腔, 流入冒口的是溫度較低的鐵液, 降低了冒口的補縮能力; 并且飛邊太薄, 凝固過早, 保溫冒口周圍厚壁處的鐵液受自身及冒口的熱影響, 凝固滯后, 收縮需要鐵液補充時, 冒口中的鐵液已不能流經飛邊對其補縮。

  第 2, 外圓柱面由于與內澆口相接處形成熱節; 鐵液在充型過程中使內澆口周圍鑄型過熱, 凝固遲緩, 還被其他部位收縮抽吸, 在鑄件凝固收縮時因內澆口太薄和過長而凝固, 使橫澆道和直澆道的鐵液不能對其補縮。

  2 消除鑄件縮松、縮孔的措施

  鑄件產生縮松、縮孔的原因是工藝上采取的補縮通道不合理補縮不足造成的。均衡凝固是利用收縮和膨脹的動態疊加,采取工藝措施, 使單位時間的收縮與補縮、收縮與膨脹按比例進行的 1 種凝固原則。均衡凝固強調越是薄小件越要補縮。該鑄件的幾何模數平均為 M c = 0. 8 cm,不符合實現無冒口鑄造的條件( M c & 2. 5 cm) .所以, 工藝上應采取補縮措施。

  2 1 由于現工藝條件的限制, 在不改變鑄件分型面位置的情況下, 改變澆口的位置, 即改為從法蘭邊引進鐵液。以消除分型面引進鐵液處的縮松。

  2 2 為了對鑄件采取補縮措施, 把原工藝每件 6 道內澆口改為每件 2 道內澆口, 經熱側冒口引入, 冒口尺寸為 70 mm  60 mm  80 mm, 對稱布置, 冒口位置的設置原則是根據均衡凝固理論, 冒口既要靠近熱節, 以利于補縮, 冒口又要離開熱節, 以減少冒口對鑄件的熱干擾。冒口頸短、薄、寬, 可以有效地消除冒口與鑄件形成接觸熱節, 從而避免冒口頸部的縮松和縮孔。原工藝法蘭盤上設置的 4 塊外冷鐵外, 頂部再增加 4 塊冷鐵,用以防止法蘭盤與圓柱面交接根部的縮松及頂面上的分散性縮孔。改進后的工藝, 見 3.冒口頸截面尺寸就是內澆口的尺寸, 依據大孔出流理論進行設計。內澆口的尺寸計算如下。

  參照原澆注系統設計,

  初定 F 1 F 2 F 3 = 1(1. 3) ( 1. 2)。

  依據大孔出流理論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 ### 作用在內澆道上的實際壓頭;H # ## 上砂箱高度( mm), H = 400 mm;C ## # 上砂箱內鑄件高度(mm), C = 156(上箱內鑄件高) + 125(冒口高) = 281 mm;K 1、K 2 ### 分別為直澆道與橫澆道、直澆道與內澆道之間的有效截面積比;1、2、3 ## # 分別為直、橫、內澆道流量系數, 取

  1 = 2 = 0. 6,3 = 0. 45;F 1、F 2、F 3 ### 分別為直、橫、內澆道的總截面積

  ( mm 2)。

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

  h p = 11. 32 cm根據阿暫公式:F 3 = G/ < 0. 31   3 T ( h p)1/ 2 >(2)

  式中G = 105 kg 型內鐵液總質量;澆注時間 T = 10 s.將 G、3、T 、h p的值代入(2) 式中得

  F 3 = 22. 38 cm 2按工藝布置, 每件兩道內澆口, 1 箱 2 件, 則每道內澆口面積為 5. 6 cm 2取 F內= 6 cm 2, 取內澆口寬為 40 mm, 則內澆口厚度為 15 mm.核算金屬液在直澆道、橫澆道和內澆道中的流速,并對橫澆道是否充滿進行判斷。

  依據大孔出流理論, 橫澆道和內澆道壓頭為:

  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)

  計算得:

  h 2 = 25. 8 cm h 3 = 17. 5 cm直澆道、橫澆道和內澆道流速計算:

  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、橫、內澆道的流速分布合理。

  h 3> ( h橫- h內/ 2), 橫澆道充滿有余, 說明初選的澆口比是合適的。改進后的冒口頸截面尺寸為 40 mm 15 mm.原內澆口與改進后的內澆口總面積比為1 ( 1. 2) .說明原澆注系統的內澆口總面積偏小。

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