箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及蝸輪箱體鑄造工藝分析-wenkub
2022-11-14 20:22:05 本頁(yè)面
【正文】 箱體要求有密封性、強(qiáng)度和剛度。 按箱體的制造方法分，主要有： (1)鑄造箱體，常用的材料是鑄鐵，有時(shí)也用鑄鋼、鑄鋁合金和鑄銅等。 (3)其它箱體，如沖壓和注塑箱體，適用于大批量生產(chǎn)的小型、輕載和結(jié)構(gòu)形狀簡(jiǎn)單的箱體。 (2)散熱性能和熱變形問(wèn)題。 (4)工藝性好。 1． 4箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體的形狀和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件問(wèn)的相互關(guān)系來(lái)決定，決定箱體結(jié)構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)包容法”，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)零件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求。鑄造容易鑄造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較 困難實(shí)現(xiàn) 薄壁和大平面。加入合金元素還可以提 高耐磨性。 鋼材 鑄鋼有一定的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機(jī)加工性能也較好，但鑄造時(shí)容易氧化與熱裂。鑄件在 500～ 600 度下退火，可以大幅度地降低或消除鑄造箱體中的剩余應(yīng)力。自然時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效可以提高鑄件的松弛剛性，使鑄件的尺寸精度穩(wěn)定。箱體壁上的開(kāi)孔會(huì)降低箱體的剛度，實(shí)驗(yàn)證明，剛度的降低程度與孔的面積大小成正比。 如下圖 5 (4)連接和周定 箱體連接處的剛度主要是結(jié)合面的變形和位移，它包括結(jié)合面的接觸變形，連接螺釘?shù)淖冃魏瓦B接部位的局部變形。 3)合理設(shè)計(jì)聯(lián)結(jié)部位的結(jié)構(gòu) 1． 6蝸輪箱體鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工藝分析 蝸輪箱體的外形尺寸中心部分為 f ，最大寬度為 2 462 mm ，凈重約 2100kg，材質(zhì)為 ZG310 ~570，蝸桿孔對(duì)中心線的尺寸公差為177。 蝸桿孔體在箱體厚度方向上靠上部布置，孔體 與 箱體的交接處形成銳角狀結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生澆不足、沖砂等缺陷。 2鑄造工藝設(shè)計(jì)與改進(jìn) 2． 1澆注系統(tǒng) 蝸輪箱體是大型薄壁殼體零件，為了減少澆不足、冷隔等鑄造缺陷，需要提高澆注溫度、加大冒口補(bǔ)縮。按開(kāi)放式澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，金屬液在澆注系統(tǒng)中的流動(dòng)呈正壓、充滿狀態(tài)，保證澆注時(shí)的液流小而平穩(wěn)。為了使金屬液能迅速、均勻地充滿型腔，澆道斷面之比值采用 F 值 ： F 內(nèi) =l： 2。由于澆包個(gè)數(shù) N和包孔數(shù) n都取 1，計(jì)算出液向上升速度為 21． 2 mm／ s，符合手冊(cè)中給出的鋼液在犁腔中最小允許 上 升速度規(guī)定值。采用冒口延續(xù)度法 (冒口延續(xù)度 = 2 0 / 100%LD? )，取冒 口 延續(xù)度為 35％，按設(shè)置 6個(gè)等距離冒口計(jì)尊，求出冒口區(qū)與末端區(qū)長(zhǎng)度之和為 150mm，與查表得出的數(shù)值相一致。同時(shí)在 上 法蘭向上設(shè)置了 8個(gè)出氣冒口， 改善澆注時(shí)的透氣能力。蝸輪箱體使用了較多的型芯做出復(fù)雜內(nèi)腔、加強(qiáng)肋板等結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明，制成的型芯強(qiáng)度高，透氣性和退讓性符合要求，鑄件無(wú)裂紋、氣孔等缺陷。該工藝對(duì)同類(lèi)大型鑄件的工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 結(jié)束語(yǔ) 8 對(duì)于大型蝸輪箱體鑄件，采用分層設(shè)置澆道，改進(jìn)芯砂配比，將不易定化和支撐的型芯固定在砂箱上，合理設(shè)計(jì)冒口的布置化置和數(shù)量，掌握好澆注時(shí)問(wèn)，是能夠保證箱 體的鑄造質(zhì)量和公差要求的，工藝出品率達(dá)到 80． 65％。芯砂的組成與配比應(yīng)該能夠保證型芯具有良好的退讓性、足夠的強(qiáng)度，并滿足 透氣性要求。中間凹平面處采用挖砂造型，在上箱中用砂胎形成下凹 平 面， 并用 流鋼磚、鑄管磚做出澆注系統(tǒng)。當(dāng)鑄件和冒口表層結(jié)殼以后，空氣通過(guò)氣眼進(jìn)入冒口，防止冒 口 處于負(fù)壓狀念，增加冒口剩余壓力。 2． 1． 2冒口設(shè)計(jì) 綜合分析箱體鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和澆注要求，該箱體冒 口 的主要作用就是充分補(bǔ)縮，防止鑄件的縮孔、縮松及裂紋等缺陷。 根據(jù)手冊(cè) [1]給出的計(jì)算方法，鑄鋼液面的上升速度 cLLh v N nV G? ? ?? 包 式中： h(c)為鑄件在澆注位置的高度 ,mm。在中問(wèn)凹平面處采用中 間注入方式，內(nèi)澆道用鑄管磚做出； 直澆道底部用一塊四通流鋼磚將金屬液向四個(gè)方向分配：在箱體上平面法蘭處采用頂部注入方式，設(shè)置兩個(gè)內(nèi)澆道，用三通流鋼磚連接。通常是采用 大 冒口補(bǔ)縮，在箱體底部結(jié)合面上設(shè)置 4個(gè)暗冒口和 2個(gè)明冒口，對(duì)稱(chēng)分布。型芯的裝配精度也影響著蝸輪箱體的 壁 厚均勻以及與中心軸線的公差要求。配 合表面的粗糙度為 Ra6． 3 m? ，要 求鑄件不得有裂紋、氣孔、砂眼等缺陷。 2)合理選擇聯(lián)結(jié)螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量，保證結(jié)合
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