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后桥箱体机械造型模具设计探讨

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摘要:简要说明了箱体机械如何在铸造过程中选择最为合理的工艺补正量以及机械加工余量,并在此基础上最终确定如何确定机械收缩率,对于机械加工来说,只有保证了工艺参数的合理性,才能确保所制成的零部件具有足够的质量。

关键词:收缩率;机械加工余量;工艺补正量

本次加工的加工条件我们选择天炉为5t/h的规格,液态铁出炉温度维持在1400℃以上、1450℃以下,机械加工类型为湿型,使用的造型机型号为Z2140型。铸件材质的牌号为HT200,选用Z878号制芯机,后桥箱体的总重量共计120kg,其外形尺寸大约为79.1cm*45cm*31.3cm,其内壁的厚度大约在1-3cm之间。

1关于工艺要点的介绍

影响到灰铸铁件收缩率的因素是有很多的,尤其是箱体铸铁件更是容易受到外界因素的影响,例如液态铁自身的化学成分、灌注的温度以及该铁质铸件在结构上的特点等等。其中影响最大的因素就是液态铁的化学成分和浇注温度了,这两部分参数如果存在差异,往往会出现较大的尺寸差异,哪怕是同一炉的材料都会存在较为明显的区别,也许收缩率会高达1%左右。对于箱体铸件来说,对于尺寸精度的影响除了收缩率之外,如果出现了错箱和偏芯的情况,都是很容易在加工过程中出现误差的,所以这样看来,应该采取一系列有效的工艺措施,提高工艺参数的精度,才能生产处更为合格的零部件来,有效消除误差的影响。

2关于确定施工工艺的参数

对于施工工艺的选择应该充分结合零件特点,应该选用适当的分型方式,而浇注系统也应该符合零件加工自身的需求,可选用开放式系统。对于外模来说,应该选用漏模造型,来保证加工质量。在该零件顶部,应该留出大约3毫米,在侧面应该保证有3毫米的加工余量,1毫米的拨模斜度也要有效保持,在中间留有一个加工孔洞,φ在30cm,收缩率大约控制在1%左右。在进行后桥箱加工的时候,用底部的两个加工平面来对高度尺寸进行定位,而用侧面加工平面来对宽度进行定位。后桥箱宽度控制在27.8cm,高度控制在36.8cm,对于收缩率给整体尺寸造成的影响已经可以忽略不计,并且由于我们在机械加工的过程中采用了浮动定位的方式,所以大大减少了错箱给加工尺寸造成的影响,在横向的宽度和纵向的高度的加工上,进行计算之前也已经计入了收缩率的尺寸,所以已经没有采取其他工艺措施的必要了。整个元件加工的纵向尺寸比较大,并且其内部结构也较为复杂,应该予以足够的工艺措施才能保证其质量。在加工时,我们可以将1毫米的工艺补正量置于法兰背面,避免整体结构的强度带来减损。方法兰连接孔处的R槽左右各增加1mm宽度,长度适当加长,这样既利于装配,又可以起一定的防夹砂作用。箱体类灰铸铁件处于阻碍收缩状态,铸件收缩较小,但在后桥底部尤其Φ352mm圆盘底部处壁厚较厚,收缩阻力小,收缩较大,因此在Φ352mm圆盘底部机械加工余量每边增加1mm,形成从圆盘顶到圆盘底设计成不同的机械加工余量。如图2所示。为防止芯头处产生挤砂缺陷,在芯头一周设置1.5mm×15mm防压砂环(图3中A处所示)。同时为了防止砂芯产生上漂现象,在上芯头及中间Φ300mm自带圆砂芯处设置压砂环(图3的B处所示)。内腔各球形塔子按图纸要求高度,增加圆弧半径,以防止偏移而造成螺孔打穿(图4)。

3关于模具结构

首先设计一个3cm宽、3cm高的法兰,将其置于外模和形板连接之处,对于定位销孔具有良好的定位作用,并且为以后的维护工作中可以重新实质新的销孔提供了很大的便利。另外出于增强模具本身强度的考虑,也可以将适当数量的加强筋铺设在模具内腔里,加强筋顶部应该达到分型面,确保外模和漏模框之间存在0.5毫米的间隙。在整个芯盒中间应该放置筋板,并且镶在构件内部,这样就可以有效纠正筋板的位置,也给以后的更换提供了很大的便利。对整个结构来说,轴承孔塔子不应该做成活块,所以应该留有大约5毫米的加工余量。在设备的后部,应该在端面上设置一个滑块,一方面可以让制芯环节更加简便,另一方面也可以及时对结构进行调整,避免设备被进一步磨损。在活块以及整个芯盒之间,应该做出45°的倒角,这样才能避免在散沙垫上出现活块,并且为了达到良好的透气效果和利于清洁,也应该在芯盒底部布置一些孔洞。上下两部分的砂芯本身具有较大的面积,但是其内部结构较小。芯盒在结构上比较开放,所以其本身不具有太高的强度,为了加强其强度和刚度系数,应该在其底部和侧面布置加强筋。

结束语

结合上文所谈,我们在进行该箱体铸造之前首先制造了一个木模,并且根据这个试制的木模取得了一些参数,但该木模的加工方式为手工制造,所以难免出现一些影响因素,参数的测量上或多或少存在着一些缺陷。除此以外,也没有针对想类似的机械铸造模具进行制造,所以我们在进行设计的时候,应该注意增加模具内壁的厚度,相比之下在长度方向的厚度则更为重要了,如果模具加工中出现了较大的误差,我们也能进行弥补,提高模具的加工水平。这种箱体零件在设计中,应该注意不应出现在上箱部位和下箱部位出现面积较大的平面,所以如果在加工中发现较大的平面,应该增加强加筋的使用,一方面可以避免夹砂,另一方面也不会影响到机械曲面本身的厚度,让整个机械的造型更加美观,有效加强了该设备的结构性和功能性。

参考文献

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作者:宋立冬1;卜令勇2 单位:1、黑龙江龙祥工程技术有限公司,2、黑龙江建龙钢铁有限公司

后桥箱体机械造型模具设计探讨责任编辑:张雨    阅读:人次