传动箱体铸造生产工艺
发布时间:
2021-12-22 10:24
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1.铸件简介及技术要求
农机传动箱体最大轮廓尺寸为长692mm宽272mm高312mm,铸件净重72kg,主体壁厚在6-38mm,加工余量在3-4mm,材质HT250,化学成分如表1所示。铸件属于中型薄壁箱体类铸件,铸件结构复杂,上口处容易变形,加工量较小,工艺设计及制造难度较大,如果在讲究环环相扣的消失模铸造生产中某一项做的不好,很容易造成废品。农机箱体件用于支撑轴承及转轴,盛放齿轮油润滑齿轮,从而实现动力传动功能。因此铸造质量的优劣对于农机整体设备正常运转是十分重要的。要求材质致密,不允许有冷隔、夹渣和夹砂等铸造缺陷,拉伸强度在250MPa以上,硬度在XX以上。铸件的形状如图1所示:
表1 铸件化学成分要求
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
|
3.0-3.3 |
1.8-2.0 |
0.6-0.8 |
< 0.10 |
<0.15 |

图1 铸件形状图
2:铸件泡沫模型的生产
起初白模由于充料不实而报废。如图2所示。


图2 充料不实的白模
经分析原因:
(1):模具入料口开设位置不合理,导致珠粒行程过长,途中易受阻。
(2):采用自动料枪入料,充气压力不够。
(3):料枪的进气口与入料口之间的角度不合理,导致气力带动珠粒充料的动力不足。
(4):珠粒密度过小,珠粒直径过大,填充薄壁处时无法完全充实。
(5):模具合模间隙过小。
基于以上原因进行改进:
(1):空压大小必须保证在0.05MPa以上。
(2):修正料枪进料口与进气口之间的角度在15度左右。
(3):采用增压入料桶装珠粒,桶中压力在0.02MPa左右,以增加入料压力。
(4):减小珠粒尺寸增加珠粒密度到25Kg/m3左右,在此基础上再做后期调整。
(5):模具合模间距方面在达到珠粒刚好不会跑出的地步最大,现场间距7mm。
经过以上调整后,成功打出白模,并且稳定生产。
3:白模的粘接与烘烤
此铸件的最大壁厚为38mm,容易烘干,烘干房温度在50-60度,湿度在20-30。烘干12个小时。
采用冷胶粘接分型面,并且用纸胶密封分型面。
4:涂料的涂挂和烘干
涂料采用自制涂料,粘涂两遍且厚度在1.5mm左右。
5:浇注系统的设计
根据铸件单重72kg。
浇注系统如图3所示:


图3 一个浇口浇两个铸件
箱外组型,一浇道浇注两件,为加固支撑,在烘干组型过程中采用木棍和热熔胶进行粘接固定模型,在完成固定的基础上尽量减少用胶量以避免粘胶处粘砂。直浇道35x40x420,内浇口8x80x140。内浇口必须保持8mm的高度,否则将无法达到浇道避渣的效果。内浇口对在铸件的厚壁处,利于金属液充型顺畅,且采用一个内浇口方便组型。
为了提高砂箱利用率,此铸件一般一箱浇注三件,一箱两个浇口,如图4所示。故另一种便是一个浇道对应一个铸件的方式。直浇道30x30x420,内浇道2X35x6x40,如图5所示。其中这样弄两个内浇口的原因在于方便组型的基础上加强固定。

图4 一箱三件的埋箱过程


图5 一个浇口浇一个铸件图
6:造型过程
该铸件上没有不易填砂的结构,较容易填砂。河沙20-40目,XXXXXXXXX的砂箱,150mm的底砂,将底砂上面铺平后放入铸件开始填砂,激振力在XX左右,震实60s左右。
然后将浇口上部的不干胶撕开,盖上薄塑料布,盖上50mm左右的盖砂,再在浇口杯上部放上泥条,坐上浇口杯,但要防止泥条延进白模中导致浇注冲刷泥条产生缺陷。
7:铸造缺陷问题
(1):冷隔缺陷
原因浇注人员不熟练,导致浇注过程中浇注速度跟不上,在内浇口远端最后充型的薄壁处出现冷隔缺陷,之后的浇注过程中保持金属液以慢快慢的节奏浇注,便再没有出现此缺陷。如图6所示。


图6 冷隔缺陷图
(2)白模烘干没有干透造成的水汽冷隔缺陷。
此种缺陷与温度不够造成的冷隔类似,但是其面积相对较大。由于铸件初期生产,对于工艺的每一个环节掌握不好,磨合期造成此缺陷。在烘干房湿度温度保持正常的基础上,涂第一遍涂料的烘干时间保持原来的12h减为5h,涂第二遍涂料的时间则由原来的12小时增加为18小时,保证涂料干透。如图7所示。


图7 冷隔缺陷图
(3)铸件起包
生产现场铸件的涂料是自配的,涂料中粘结剂加入比例不对,导致涂料张力变大,涂料中的气泡顶不破。修正粘结剂的添加比例,并且降低涂料的骨料目数之后此问题得到解决。如图8所示。


图8 铸件起包
(4)涂料夹渣
由于铸件是由上下模合模而成的,粘接面积较大,故采用冷胶粘接,之后再用纸胶带将合缝部位补粘。粘接过程和粘接结果如图9所示。
铸件在粘接过程中没有做好分型面处的处理,合缝不良,导致铸件在刷涂料的时候涂料渗进缝中,出现夹渣缺陷而报废。




图9 涂料夹渣图
(5)内浇口部位夹渣
设计上靠近铸件的内浇口高度为8mm,但是在后期的生产操作中工人没有注意到此尺寸下挡渣的作用,将内浇口高度弄成超过8mm,浇道挡渣作用下降,导致铸件的内浇口部位夹渣缺陷。如图10所示。


图10 夹渣缺陷图
(6)泥条夹渣
造型后浇口杯下部需要用泥条密封防止炮火,经过跟踪生产发现,由于泥条使用不当,导致泥条出界,浇注过程中冲进型腔中。缺陷的形态上与泥条类似。如图11所示。


图11 泥条夹渣缺陷图
(7)内浇口处粘砂
浇道采用先刷涂料后粘接的方式,在粘接过程中由于工人操作不熟练,导致内浇口与铸件衔接部位合缝不严,补涂料之后有裂缝,浇注出来的铸件经常在此处粘砂,很难清理。


图12 内浇口处粘砂
(8)硬木条处粘砂
此种工艺为实现一个浇口出两件,故在固定模型上需要很多木条,并且白模上口容易变形,需要木条做拉筋。




图13 木条粘砂缺陷图
8总结
铸造看似简单,但是做起来很不容易。每个环节环环相扣,有一项做不好便会导致不合格铸件。故对于刚启用消失模生产线的企业,做好工人的培训建立合理的管理制度很重要。
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