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后梁支座实型铸造工艺设计范文

时间:2022-07-06 10:41:06

后梁支座实型铸造工艺设计

1铸造工艺方案

该铸件属于大型厚壁件,根据确定的生产纲领以及该零件的结构特点,若采用普通铸造工艺,会使用较多的砂芯,砂芯的放置、定位、排气等问题会大大增加铸造工艺的难度。针对该件单件小批量的生产纲领,采用实型铸造工艺(即普通砂型与消失模相结合的铸造方法)来生产。该方案选用STMMA做为模样材料,采用自硬尿烷树脂砂中的醇酸油尿烷树脂砂,进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,这样可以减少自硬树脂砂的用量,降低成本。通过参考资料[3]确定该铸钢件的涂料采用铝矾土70%,锆英粉30%的骨料制备的消失模铸钢涂料,进行刷涂,涂层厚度4mm左右即可。

2铸造工艺设计

选取开放式底注浇注系统。根据铸件材质,确定浇口杯用耐火砖砌成,浇注系统均采用陶瓷管砌成。在设计浇注系统时,为了获得好的铸件质量,采用在宽度方向上相对浇注的方式,即两个直浇道通过"搭桥"方式与浇口杯连接,其分布见图2所示。采用阻流截面设计法计算该铸件的各个浇注系统尺寸[4],直浇道截面积为50.24cm2,高度1030mm;横浇道截面积为50.24cm2,长度为4525mm;内浇道截面积为31.4cm2,长度为60mm;"搭桥"浇道截面积为50.24cm2,长度为3040mm。设计使用冒口补缩,并配合冷铁以加强顺序凝固,冒口选取易割明冒口;1#冒口32个,直径为180mm,高为360mm的圆柱体,2#冒口8个,直径为250mm,高360mm的圆柱体。冒口及冷铁的放置位置如图3、图4所示。该件为长条类铸件,轮廓尺寸:4600mm×2550mm×550mm,为防止挠曲变形,在制作塑料模样时,按铸件可能产生变形("热凹冷凸"[5])的相反方向做出反变形的塑料模样;留反变形量为2mm/m。

3铸造凝固模拟

经过对该铸件物性参数的分析,确定了浇注温度为1570~1600℃,浇注时间为470~500s时,铸件的质量较好。铸件的凝固过程与铸件的缩孔、缩松及应力集中直接相关。对铸件进行凝固过程模拟就是为了预测缩孔及缩松的位置,同样,由凝固时间及凝固顺序也可以根据经验预测缩孔及缩松。采用华铸CAE软件得到的铸件开始凝固图、凝固过程图和凝固结束图分别见图5~图7;整个浇注系统及铸件底部、侧部最先凝固,然后依次从下而上凝固,冒口底部及铸件顶部为最后凝固的位置。由图7可知:整个铸件凝固结束后,缩孔缩松大部分分布在冒口及浇道中,铸件绝大部分的外表面都没有缺陷,而且有可能出现缺陷的外表面为该铸件的非承载面,且这些面放有机加工余量,基本不会影响铸件性能。

4结论

针对单件、小批量生产的后梁支座采用砂型与消失模相结合的铸造方法,得到了一套生产该后梁支座的铸造工艺方案,并运用华铸CAE软件对其进行凝固过程模拟分析,得出该铸造工艺方案具有可行性,且生产过程比传统的砂型铸造方法更加便捷、成本低、生产周期短,提高了生产效率。

作者:李思 申荣华 袁兴国 单位:贵州大学 机械工程学院

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