裝載機變速箱模鑄造工藝設計范文

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摘要：為實現綠色環保鑄造，根據某裝載機的變速箱箱體結構特點及企業的現有生產條件，設計了裝載機變速箱箱體的消失模工藝及生產流程。生產表明，可采用發泡模具分片成形并粘結、烘干、傾斜澆注，且控制澆注溫度為1470±5℃，澆注負壓為0.05MPa，停負壓時間為3min，可獲得尺寸精度高、表面無飛邊毛刺、無鑄造缺陷的鑄件。

關鍵詞：裝載機；變速箱箱體；消失模鑄造；工藝設計

消失模鑄造的優點是可避免制芯、配制芯砂、取模及修型等許多工序，鑄件尺寸精度高，屬于近凈型鑄造方法[1-3]。其缺點是泡沫模在高溫下汽化熱解出的產物很容易影響鑄件的表面質量及鑄件的性能。消失模鑄造工藝設計的目的是能生產出表面和內部質量較好的優質鑄件，裝載機變速箱箱體是裝載機重要零件，因此對變速箱箱體消失模工藝設計是其生產實踐中的重要工作。

1生產條件及方法

鑄件為裝載機變速箱箱體，如圖1。其結構特點是三腔室階梯型箱體結構，主要壁厚為12mm，熱節壁厚達40～50mm。鑄件質量的主要要求是與各泵、閥面以及倒檔活塞工作面相接觸的重要部位不可存在任何雜渣、砂眼、變形、冷隔以及裂紋等鑄造缺陷。采用消失模鑄造方法，白區的泡沫塑料模樣材料為EPS珠粒，密度0.02，采用電熱絲切割制作[4]。鑄件外形尺寸為1086mm×490mm×605mm，頂面加工余量為6mm，側面和底面加工余量都為5mm，材質為HT200，采用5t中頻爐熔煉。

2鑄造工藝及流程

2.1制模

該產品消失模白模模型制作方案：采用發泡模具分片成形，因裝載機變速箱箱體多處存在凸臺和法蘭，還存在較復雜內腔，采用平行平面分片，分成9個模片，如圖2。選用熱溶膠作為泡沫模樣粘結劑，粘結縫密封，各尖角倒圓，粘接可靠。泡沫模的剛度較低，容易產生變形，用竹條拉筋在泡沫模的一些開口面進行對粘，就可增加其剛度從而防止產生缺陷，其在變速箱箱體消失模中的位置如圖3。

2.2涂料

涂料是變速箱箱體鑄件獲得表面光潔鑄件的重要保障。此次選取桂林五號商品涂料作為裝載機箱體消失模涂料。涂料采用刷涂的方法，如果采用浸涂的方法模樣難以浸入涂料中，將模樣用力壓入時容易使模樣產生變形。此次裝載機箱體消失模的涂料厚度為1.5~2.0mm。在涂層烘干前，要把涂有涂層的泡沫模樣放在常溫下吹風晾曬。烘房內除了烘烤，還要加熱空氣循環的方式，可吹走涂料在表層的水分，加快黃模的烘干。控制烘房的相對濕度40%以下和烘干溫度為50~55℃為最佳方案。涂料時注意防變形，刷涂料時發現變形，要先校平，烘干時要放平整，如果變形要經校平后再轉裝箱。

2.3裝箱

控制底砂厚度為200mm。裝箱時注意事項：底砂振實，刮出平面再放模型，在搬運模型過程中要輕拿輕放，模型放好后注意檢查是否有變形。箱條上用鐵絲做砂鉤，并纏草繩，防止塌箱，箱條長度應長出鑄件200mm以上。防止型砂充填不實的措施是將樹脂砂預埋。其澆注系統包括直澆道、橫澆道、內澆道，具體設置如圖4，采用傾斜澆注的方式，無冒口工藝。直澆道尺寸為70mm×70mm，橫澆道尺寸為60mm×60mm，內澆道尺寸為40mm×70mm，L=80mm做成100mm，內澆道連接在橫澆道上，內澆道有2道，其位置如圖5。

2.4熔煉與澆注

熔煉時采用廢鋼為主要爐料，中速冷卻得到珠光體灰鑄鐵。此次設計的箱體零件的澆注溫度定為1470±5℃。澆注前進行試抽氣。此裝載機變速箱箱體的澆注負壓選擇為0.05MPa，停負壓時間：3min。

2.5翻箱

澆注后，保溫180min，進行翻箱。

2.6熱處理鑄件

還要進行去應力退火熱處理，具體工藝如2.7檢驗經檢驗，沒有鑄件缺陷。

3工藝的合理性

由于此變速箱箱體的結構比較復雜，用其它的鑄造方法需要制芯、下芯、組芯和合箱等，使得其鑄造工藝非常復雜，而且對于鑄件的成品率也難以控制。但采用消失模鑄造工藝，則可以避免這些，使造型工序簡化很多，還可避免由型芯的尺寸誤差、位置誤差等因素所引起的鑄件缺陷和導致的鑄件廢品率。生產所得的鑄件，無飛邊毛刺，尺寸精度很高，清理的工作量小。

4結束語

生產裝載機變速箱箱體消失模鑄件，根據現有的生產條件，采用發泡模具分片成形并粘結、烘干、傾斜澆注，控制澆注溫度為1470±5℃，澆注負壓選擇為0.05MPa，停負壓時間為3min,可提高金屬液體的利用率，減少環境污染、工序等，成功解決了傳統砂型鑄造勞動強度大、環境污染嚴重、生產過程復雜等問題，是值得被推廣的綠色鑄造工藝技術。

參考文獻：

[1]樊自田，趙重，唐波，等.特種消失模鑄造技術[J].鑄造設備與工藝，2009（1）:17-21.

[2]郝文源，劉善江，傅駿，等.大中型電動機殼消失模鑄造實踐[J].鑄造技術，2017，38（9）：2298-2300.

[3]黃天佑，黃乃瑜，呂志剛.消失模鑄造技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[4]賀國強.支架的消失模鑄造工藝設計[J].鑄造，2007，56（9）：946-951.

作者：耿雪霄 唐輝龍 顏毅 單位：廣西科技大學