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后梁支座實(shí)型鑄造工藝設(shè)計(jì)范文

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后梁支座實(shí)型鑄造工藝設(shè)計(jì)

1鑄造工藝方案

該鑄件屬于大型厚壁件,根據(jù)確定的生產(chǎn)綱領(lǐng)以及該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),若采用普通鑄造工藝,會使用較多的砂芯,砂芯的放置、定位、排氣等問題會大大增加鑄造工藝的難度。針對該件單件小批量的生產(chǎn)綱領(lǐng),采用實(shí)型鑄造工藝(即普通砂型與消失模相結(jié)合的鑄造方法)來生產(chǎn)。該方案選用STMMA做為模樣材料,采用自硬尿烷樹脂砂中的醇酸油尿烷樹脂砂,進(jìn)行填充模型表面一定厚度的型砂填充,其余部分使用干砂填充,這樣可以減少自硬樹脂砂的用量,降低成本。通過參考資料[3]確定該鑄鋼件的涂料采用鋁礬土70%,鋯英粉30%的骨料制備的消失模鑄鋼涂料,進(jìn)行刷涂,涂層厚度4mm左右即可。

2鑄造工藝設(shè)計(jì)

選取開放式底注澆注系統(tǒng)。根據(jù)鑄件材質(zhì),確定澆口杯用耐火磚砌成,澆注系統(tǒng)均采用陶瓷管砌成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí),為了獲得好的鑄件質(zhì)量,采用在寬度方向上相對澆注的方式,即兩個直澆道通過"搭橋"方式與澆口杯連接,其分布見圖2所示。采用阻流截面設(shè)計(jì)法計(jì)算該鑄件的各個澆注系統(tǒng)尺寸[4],直澆道截面積為50.24cm2,高度1030mm;橫澆道截面積為50.24cm2,長度為4525mm;內(nèi)澆道截面積為31.4cm2,長度為60mm;"搭橋"澆道截面積為50.24cm2,長度為3040mm。設(shè)計(jì)使用冒口補(bǔ)縮,并配合冷鐵以加強(qiáng)順序凝固,冒口選取易割明冒口;1#冒口32個,直徑為180mm,高為360mm的圓柱體,2#冒口8個,直徑為250mm,高360mm的圓柱體。冒口及冷鐵的放置位置如圖3、圖4所示。該件為長條類鑄件,輪廓尺寸:4600mm×2550mm×550mm,為防止撓曲變形,在制作塑料模樣時(shí),按鑄件可能產(chǎn)生變形("熱凹冷凸"[5])的相反方向做出反變形的塑料模樣;留反變形量為2mm/m。

3鑄造凝固模擬

經(jīng)過對該鑄件物性參數(shù)的分析,確定了澆注溫度為1570~1600℃,澆注時(shí)間為470~500s時(shí),鑄件的質(zhì)量較好。鑄件的凝固過程與鑄件的縮孔、縮松及應(yīng)力集中直接相關(guān)。對鑄件進(jìn)行凝固過程模擬就是為了預(yù)測縮孔及縮松的位置,同樣,由凝固時(shí)間及凝固順序也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)測縮孔及縮松。采用華鑄CAE軟件得到的鑄件開始凝固圖、凝固過程圖和凝固結(jié)束圖分別見圖5~圖7;整個澆注系統(tǒng)及鑄件底部、側(cè)部最先凝固,然后依次從下而上凝固,冒口底部及鑄件頂部為最后凝固的位置。由圖7可知:整個鑄件凝固結(jié)束后,縮孔縮松大部分分布在冒口及澆道中,鑄件絕大部分的外表面都沒有缺陷,而且有可能出現(xiàn)缺陷的外表面為該鑄件的非承載面,且這些面放有機(jī)加工余量,基本不會影響鑄件性能。

4結(jié)論

針對單件、小批量生產(chǎn)的后梁支座采用砂型與消失模相結(jié)合的鑄造方法,得到了一套生產(chǎn)該后梁支座的鑄造工藝方案,并運(yùn)用華鑄CAE軟件對其進(jìn)行凝固過程模擬分析,得出該鑄造工藝方案具有可行性,且生產(chǎn)過程比傳統(tǒng)的砂型鑄造方法更加便捷、成本低、生產(chǎn)周期短,提高了生產(chǎn)效率。

作者:李思 申榮華 袁興國 單位:貴州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院

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