橫梁鑄件加工采用了砂型鑄造工藝,但是橫(héng)梁是一種長型(xíng)零件,尤其是寬度大於 1400mm、高度大於 900mm、長度(dù)大於 9000mm 的大型橫梁鑄件,由(yóu)於其(qí)零件(jiàn)本身,很容易變形報廢。
因此在鑄造時,鑄件的變形量主要取決於殘餘應力的大小、鑄件結構剛性是否合 理、砂(shā)箱剛(gāng)性是否合理、鑄件的長度、型砂強度及澆注溫度等等,隻要其中有一種或一種以 上的因素達不到要求就很有可(kě)能(néng)發生鑄件變形,終導致鑄件報廢,即降低鑄件成品的合 格率。
①行模具製作及分型(xíng)麵的確定 :針(zhēn)對該鑄件的結構(gòu)特點,工藝設計時采用三 箱造型,其中模(mó)具采用東北紅鬆,模型底框采用 200mm×200mm×10mm 的厚方管焊接而成, 而且長度方向的方管采用整根方管製成,主要(yào)目的是為了不(bú)使模具變(biàn)形,提高模具的 整體結構性能。在型板上鋪(pù)兩層木板和一層厚度不少於 20mm 的(de)膠合板。模具各自安裝在 中、下箱型板中。模具要嵌入型板內(nèi) 20mm 深,然後采用 M20 的螺絲與底框(kuàng)固緊,要型(xíng)板與模具固定牢固。
②澆注位(wèi)置的確定 :依據"大流量、低流速、平穩(wěn)潔淨(jìng)地充型"的原則,為了盡可能 使鐵液充型(xíng)後(hòu)型腔內溫度場均衡,針對橫梁鑄件的結構特點,而且還要考慮生產成本的節 約,為(wéi)此內澆口設在鑄件長度方向單側(cè)麵的中心部(bù)位,這樣(yàng)能縮小砂箱內徑尺寸,而(ér)且兩個 內澆口之間的(de)距(jù)離不小於 1000mm,是為了讓兩端總高度不高的地方多進鐵,從而達到型(xíng)腔 內(nèi)鐵水溫度均衡。
③工藝參數的確定 :鑄件留了機械(xiè)加工餘量,其中上部為 +20mm,下部(bù)、側部均為 +15mm。該鑄件的砂芯全部為有(yǒu)芯頭砂芯,為了內腔泥芯不抬起撞穿(chuān),在(zài)上箱非加工麵 上(shàng)安放了泥芯撐。
④澆(jiāo)注係統的設計 :按照大孔出流理(lǐ)論設計(jì)澆注係(xì)統,球墨鑄件宜即采用半封閉(bì) 式底注澆注係(xì)統,這樣有(yǒu)利於鐵液平穩進入型腔,也有利於熔渣的上浮(fú)。小截麵積設置在 內澆口(kǒu)上,各組元截麵積比這∑ A 直∶∑ A 橫∶∑ A 內= 1.25 ∶ 1.55 ∶ 1,因此隻需計算(suàn)出較小截流麵積∑ A 內,即可確定其餘各組元截麵積。
⑤砂箱的設計 :為了鑄型在起吊、澆注(zhù)時有足夠的(de)強度,考慮到砂箱結構的合 理性、起吊攀位置的合理(lǐ)安排(pái),砂箱采用 300mm 寬的法蘭邊,增加砂箱(xiāng)在起吊時的強度和球 鐵在石墨膨脹時有足夠的強度來抵擋,則內壁采用 50mm 厚的鋼板焊接,長度方向的鋼板必 須(xū)采(cǎi)用整塊鋼板(bǎn)來提高砂箱的(de)整體強度。法蘭邊(biān)則用 40mm 厚鋼板,砂箱箱(xiāng)擋用 30mm 厚鋼板,目的是在有足夠強度的(de)前(qián)提下來節省成(chéng)本。上、下(xià)箱砂箱高度分別控製在(zài) 600mm, 砂箱箱擋的高度控(kòng)製在 300mm,這樣可以鑄型起模後不變形,並且可以承(chéng)受鑄件、 型(xíng)砂及上中(zhōng)箱的總重量(liàng)的壓(yā)力。起(qǐ)吊攀位於(yú)離(lí)中心 5000mm,目的(de)是在起吊時重心借到兩側 麵,使箱壁不易變形。
⑥夾緊裝置(zhì)的設計 :夾(jiá)緊裝置(zhì)的主要(yào)作用是(shì)鑄件在澆注完畢後,液態金屬冷卻至 共(gòng)晶線以下時,石墨開始大量析出帶來的巨大的膨脹力,可能將砂箱抬起、鑄型(xíng)型腔脹大而 引起的鑄件變(biàn)形,因此(cǐ)在鑄型配箱結束(shù)後將夾緊裝置放到砂箱上,然後(hòu)采用梯形塊插入砂 箱與(yǔ)夾緊裝置(zhì)之間並打實。
⑦澆注溫(wēn)度的控製及冷鐵的設(shè)置 :由於橫梁鑄(zhù)件壁厚不均勻,在冷卻過程中厚、薄 兩部分溫度相差較大,中間較厚部分冷卻(què)慢而具有殘餘拉應力,側壁部分具有壓應力,促使 鑄件產生翹曲變形,因此在中間(jiān)較(jiào)厚部分的上麵增放了(le)冷鐵來減(jiǎn)小厚、薄兩部分的溫(wēn)度相(xiàng) 差,來(lái)減少殘餘(yú)應力。澆注溫度控製在 1300℃~ 1305℃,溫度(dù)過高則殘餘應力增加,溫度過 低可能澆注(zhù)不足,所以(yǐ)控製在 1305℃為宜。澆注時間為106秒。