橫梁鑄件加工采用了(le)砂型(xíng)鑄造工藝,但是橫(héng)梁(liáng)是一種長型零件,尤其是寬(kuān)度大於 1400mm、高度大於 900mm、長度大(dà)於 9000mm 的大(dà)型橫梁鑄件,由於其零(líng)件本身,很容(róng)易變(biàn)形報(bào)廢。
因此在鑄造時,鑄件的變形量(liàng)主要取(qǔ)決於殘餘應力(lì)的大小、鑄件(jiàn)結構剛性是否合 理、砂箱剛性是否合理、鑄(zhù)件的長(zhǎng)度、型砂強度及澆注溫度等等,隻要其中有一種或一種以 上的因(yīn)素達不到要求就很有可能發生鑄件變形,終導致鑄(zhù)件報廢,即降低鑄件成品的合 格率。
①行模具製作及分(fèn)型麵的(de)確定(dìng) :針對該鑄件的結構特點,工(gōng)藝設計時采用三 箱造型,其中(zhōng)模具采(cǎi)用東北紅鬆,模型底框采用 200mm×200mm×10mm 的厚方管焊接而成, 而且(qiě)長度方向的方管(guǎn)采用(yòng)整根方管製成(chéng),主要目的是為了(le)不使模具變形,提高模具的 整體結構性(xìng)能。在型板上鋪兩層木板和一層厚度不少於 20mm 的膠合板。模具各自安裝在 中、下箱型板(bǎn)中。模具要嵌入型板內 20mm 深,然後采用 M20 的螺絲與底(dǐ)框固緊,要(yào)型板與模具固定牢(láo)固。
②澆注位置的確定 :依據"大流(liú)量(liàng)、低流速、平穩潔淨(jìng)地(dì)充型"的原則,為了盡可能 使鐵液充型(xíng)後型腔內溫度場均(jun1)衡,針對橫梁鑄件的結(jié)構特點,而且還要考慮生產成本的節 約,為此內澆口設(shè)在鑄件長度方向單側(cè)麵的中心(xīn)部(bù)位,這樣能縮小砂箱內徑尺寸,而且兩個 內澆口之間的距離不小於 1000mm,是(shì)為了讓兩端總高度不高的地方多進鐵(tiě),從而達到型腔 內鐵水溫度均衡。
③工藝參數的確定 :鑄件留了機械加工餘量,其中上(shàng)部為(wéi) +20mm,下部、側部均為 +15mm。該鑄件的砂芯全部為有芯頭砂芯,為了內腔泥芯不抬(tái)起撞穿,在上箱非加(jiā)工麵 上安放了泥芯撐(chēng)。
④澆注係統的設計 :按照大孔出流理論設計澆注係統,球墨鑄件宜即采用半封閉 式底注澆注係統(tǒng),這樣有利於鐵液平穩進(jìn)入型腔,也有利於熔渣的上浮。小截麵積設置在 內澆口(kǒu)上,各組元截麵積比這∑ A 直(zhí)∶∑ A 橫(héng)∶∑ A 內= 1.25 ∶ 1.55 ∶ 1,因(yīn)此隻需計(jì)算出較小(xiǎo)截流麵積∑ A 內,即可確定其餘各組元截麵積。
⑤砂箱的(de)設計 :為了鑄型在起吊、澆注時有足夠的強度,考慮到砂箱結構的合 理(lǐ)性、起吊攀位置的合理安排,砂箱采用 300mm 寬的法(fǎ)蘭邊,增加砂箱在起吊時的(de)強(qiáng)度和球 鐵在石墨膨脹時有足(zú)夠的強度來抵擋,則內壁采用 50mm 厚的鋼板焊(hàn)接,長度方向(xiàng)的鋼板必(bì) 須采用整塊鋼板來提高砂箱的整體強度。法蘭邊(biān)則用 40mm 厚鋼板,砂箱(xiāng)箱擋用 30mm 厚鋼板,目的是在有足夠強度的前提下來節省成(chéng)本。上、下箱砂箱(xiāng)高度(dù)分別控製在 600mm, 砂箱箱擋的(de)高度控製在 300mm,這樣可以鑄(zhù)型起模(mó)後不變形(xíng),並且可以承受鑄件、 型砂及上中箱的總重量的壓力。起吊攀位於離中心 5000mm,目的是(shì)在起吊時重心借到兩(liǎng)側 麵,使箱壁不易變形。
⑥夾緊裝(zhuāng)置的(de)設計 :夾緊裝置的主(zhǔ)要作(zuò)用是鑄件在澆注完畢後,液態金屬冷卻(què)至 共晶線以下時,石墨開始大量析出帶來的巨大的膨脹力,可能將砂(shā)箱抬起、鑄型型(xíng)腔脹大而 引起(qǐ)的鑄件變形,因此在鑄型配箱結束後將夾緊裝(zhuāng)置(zhì)放到砂箱上,然後采用梯(tī)形塊插(chā)入砂 箱與夾緊裝置(zhì)之間並打實。
⑦澆注(zhù)溫度的(de)控製及冷(lěng)鐵的設置(zhì) :由於橫梁鑄件壁厚(hòu)不均勻,在冷卻過程中厚(hòu)、薄 兩部分(fèn)溫度相差(chà)較大,中間較厚部分(fèn)冷卻慢而具有殘餘拉應力,側壁部分具(jù)有壓應力,促使 鑄件產生翹曲變形,因(yīn)此在(zài)中間較厚部分的上麵增放了冷鐵來減小厚、薄(báo)兩部分的溫(wēn)度相(xiàng) 差,來減少(shǎo)殘餘應力。澆注溫度控製在 1300℃~ 1305℃,溫(wēn)度過(guò)高則殘餘應力增加,溫度過(guò) 低可能澆注不足,所以控製在 1305℃為宜。澆注時間為106秒。