缸體類鑄鋼件工藝冒口設(shè)計(jì)

陶行知鑄造鋼是國(guó)內(nèi)外鑄造材料的一種，如肥胖、桶體、桶體等。一般來(lái)說(shuō)，它們都是壓力件。它必須承受一定的壓力，但不泄漏。質(zhì)量要求很高。不允許夸大內(nèi)筒體和收縮孔，以產(chǎn)生內(nèi)筒體。為確保缸體類鑄件組織致密,無(wú)缺陷,同時(shí)減少鋼液消耗,提高冒口補(bǔ)縮效率,工藝冒口的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。本文介紹直立澆注、水平澆注缸體鑄鋼件冒口設(shè)計(jì)方法。1冒口內(nèi)鑄造工藝及由未充放電系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)直立澆注是缸體類鑄鋼件理想的造型、澆注方式,有利于形成向著冒口的定向凝固方式,使縮孔、縮松集中在冒口里,得到組織致密的鑄件。現(xiàn)以油壓機(jī)的上缸體為例,鑄件結(jié)構(gòu)及鑄造工藝,見(jiàn)圖1。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度1080mm,直徑810mm,高度和直徑比為1.3,壁厚90mm,材質(zhì)為ZG270-500,質(zhì)量2050kg,油缸不得有氣孔、裂紋、縮松等缺陷,經(jīng)50MPa水壓試驗(yàn)不得有滲漏。1.1上容器的幾何形狀類型幾何形狀屬于桿-板連接的L形接頭。1.2確定輸入的垂直有效膨脹距離h有及垂直補(bǔ)貼上口厚度值P1。(1)澆注碳纖維實(shí)際生產(chǎn)中補(bǔ)貼上口值的確定h有=240mmP1=17mm補(bǔ)貼上口值還受到鑄件材質(zhì)、澆注系統(tǒng)等因素的影響,為了便于準(zhǔn)確、快速地求出碳鋼缸體類鑄件補(bǔ)貼上口值,通過(guò)對(duì)不同規(guī)格、尺寸的直立澆注碳鋼缸體的多次工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐論證,結(jié)合相關(guān)資料,對(duì)補(bǔ)貼上口的補(bǔ)償系數(shù)進(jìn)行規(guī)范化,進(jìn)而可以快速確定出缸體類鑄鋼件補(bǔ)貼上口值,其計(jì)算公式為:P=q×P1式中q——補(bǔ)貼上口寬度的補(bǔ)償系數(shù),取值參見(jiàn)表1。本缸體澆注系統(tǒng)為階梯式,q取1.20,則:P=q×P1=1.20×17=20.4mm取P=20mm。(2)計(jì)算津貼的質(zhì)量G補(bǔ)=130kg。1.3-33m件-3.m件的m件,c為1819cmΜ件=a×b2×(a+b)-c=19×192(19+19)-13=5.73(cm)M件=a×b2×(a+b)?c=19×192(19+19)?13=5.73(cm)式中a=190mm;b=190mm;c=130mm。1.4確定隔熱噴射的尺寸(1)計(jì)算通用噴口模型的數(shù)量Μ冒=ΚΜ件=1.2×5.73=6.88cm?Κ=1.2。(2)冒口的確定使用的“SZ—1”型保溫冒口在冒口尺寸相同的情況下,保溫冒口模數(shù)比普通冒口大1.3倍,即Μ保=Μ冒/1.3=6.88/1.3=5.29(cm)由M保值確定1#保溫冒口尺寸:a×b×h=260×390×430mmG保=190kg相當(dāng)于普通冒口G冒=417kg。1.5計(jì)算2.2590n=π×d0L+(4～6)×Τ=π×780390+5×90=2.92個(gè)取n=3個(gè)。式中d0=780mm;L=390mm;T=90mm。1.6為“g件”的計(jì)算εη-ε×G總=4.514-4.5(2050+130)=1032kg式中ε=4.5%;η=14%;G總=G件+G補(bǔ)。由于G冒=417×3=1251kg>1032kg,所以保溫冒口有足夠金屬液補(bǔ)縮上缸體鑄件。1.7上缸冒口的設(shè)計(jì)?藝出品率=G件+G補(bǔ)G件+G補(bǔ)+ΣG保+G澆×100%=2050+1302050+130+570+150×100%=75.2%符合保溫冒口的工藝出品率要求,說(shuō)明上缸體的冒口設(shè)計(jì)是合適的。1.8實(shí)際生產(chǎn)效果按以上冒口補(bǔ)縮工藝方案生產(chǎn)了8件油缸,經(jīng)用戶機(jī)加工及50MPa試壓均未發(fā)現(xiàn)鑄造缺陷、縮孔缺陷及滲漏現(xiàn)象,滿足圖紙技術(shù)要求。2u2004鑄件技術(shù)及工藝直立澆注的造型澆注工藝有時(shí)會(huì)受到鑄件結(jié)構(gòu)、工裝配置、工作場(chǎng)地等客觀因素制約,無(wú)法有效實(shí)施,這時(shí)選擇水平澆注方法不失為1種可行的方案。可以通過(guò)合理設(shè)計(jì)冒口及冒口補(bǔ)貼的補(bǔ)縮工藝,使鑄件形成較強(qiáng)的順序凝固,同樣可滿足鑄件技術(shù)要求。現(xiàn)以某液壓廠SLG28″油缸為例,其鑄件結(jié)構(gòu)及鑄造工藝,見(jiàn)圖2。鑄件材質(zhì)為ZG270—500,質(zhì)量1712kg,主要技術(shù)要求是鑄件不得有裂紋、縮孔縮松等缺陷,鑄件需經(jīng)40MPa試壓不得滲漏。此件結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度2718mm,直徑436mm,高度和直徑比為6.3,壁厚61mm,屬細(xì)長(zhǎng)薄壁類缸體。若仍采用傳統(tǒng)的直立澆注工藝,則存在鑄件頂部冒口的補(bǔ)貼過(guò)大,局部必須放置冷鐵可能帶來(lái)的不利影響以及坭芯安放和固定困難等問(wèn)題。現(xiàn)將此油缸按其結(jié)構(gòu)形狀分為法蘭Ⅰ、筒體Ⅱ、缸底Ⅲ3個(gè)部分進(jìn)行冒口設(shè)計(jì),見(jiàn)圖2。2.1蘭姆部的冒出設(shè)計(jì)(1)2.1.5cm式的5.0cmΜ件=a×b2×(a+b)-c=16×17.12(16+17.1)-12=5.05cm式中a=160mm;b=171mm;c=120mm。(2)計(jì)算通用輸入單元的數(shù)量M冒=KM件=1.2×5.05=6.06cm,K系數(shù)取1.2。(3)通冒口及其g保使用“SZ—1”型保溫冒口在冒口尺寸相同的情況下,保溫冒口模數(shù)比普通冒口大1.3倍,即Μ保=Μ冒/1.3=6.06/1.3=4.66cm由M保值確定1#保溫冒口尺寸:a×b×h=220×330×285(mm)3,G保=115kg,相當(dāng)于普通冒口G冒=224kg。(4)上口和補(bǔ)貼高度的計(jì)算根據(jù)《鑄造手冊(cè)》橫梁、管形鑄件端法蘭補(bǔ)貼尺寸的確定方法,補(bǔ)貼上口a=0.15×Hc=0.15×490=73.5mm,取75mm;補(bǔ)貼高度h=(3～5)×a=4×75=300mm;補(bǔ)貼長(zhǎng)度L=350mm。計(jì)算補(bǔ)貼質(zhì)量G補(bǔ)=43kg。(5)為“材料”的g件計(jì)算見(jiàn)表2εη-ε×G件=4.514-4.5(298+43)=162kg式中ε=4.5%;η=14%;G件=GⅠ+G補(bǔ)。由于G冒=224kg>162kg,所以1#保溫冒口足夠補(bǔ)縮鑄件Ⅰ部。2.2霍茨部的提取物設(shè)計(jì)(1)計(jì)算1個(gè)桶的體積模型由于Ⅱ部筒體a=61mm,b=2064mm,即b>5a,將其視為展開的板結(jié)構(gòu),所以M=a/2=6.1/2=3.05cm。(2)計(jì)算通用輸入單元的數(shù)量M冒=KM件=1.2×3.05=3.66cm(3)保溫冒口尺寸M保=M冒/1.3=3.66/1.3=2.82cm由M保值確定保溫冒口尺寸a×b×h=180mm×270mm×230mm,G保=62kg,相當(dāng)于普通冒口G冒=136kg。(4)補(bǔ)貼起始高度壁厚61mm,查《鑄造手冊(cè)》鑄板補(bǔ)貼厚度表,確定補(bǔ)貼上口厚度a=36mm;補(bǔ)貼起始高度h=150mm;補(bǔ)貼長(zhǎng)度L=290mm。用一圓滑過(guò)渡弧線連接補(bǔ)貼兩起點(diǎn)a、b和終點(diǎn)c,即可形成Ⅱ部斷面補(bǔ)貼曲線,見(jiàn)圖3。計(jì)算補(bǔ)貼質(zhì)量:G補(bǔ)=20kg。(5)確定每個(gè)設(shè)備的銷量n=Lb+4Τ=2129180+4×61=5.02個(gè)取5個(gè)。式中L=2129mm;b=180mm;T=61mm。(6)kg式εη-ε×G件=4.514-4.5(1193+20×5)=612kg式中ε=4.5%;η=14%;G件=GⅡ+G補(bǔ)。由于G冒=5×136=680kg>612kg,所以2#保溫冒口足夠補(bǔ)縮鑄件Ⅱ部。2.3工程方法與洞穴部的入侵工程相同(1)補(bǔ)貼上口和補(bǔ)貼高度計(jì)算mm×300mm×260mm,G保=87kg(G冒=176kg),補(bǔ)貼上口a=65mm,補(bǔ)貼高度h=260mm,G補(bǔ)=29kg(見(jiàn)圖2)。(2)油缸體冒口設(shè)計(jì)方案?藝出品率=G件G件+ΣG保+G澆×100%=17121712+684+50×100%=70%符合保溫冒口工藝出品率的要求,說(shuō)明油缸體冒口設(shè)計(jì)是合適的。(3)鑄造缺陷及泄漏按以上冒口補(bǔ)縮工藝方案,生產(chǎn)23件油缸,經(jīng)用戶機(jī)加工及40MPa試壓未發(fā)現(xiàn)鑄造缺陷及滲漏,符合設(shè)計(jì)要求。結(jié)合本企業(yè)實(shí)際,