箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計及蝸輪箱體鑄造工藝分析(編輯修改稿)
2024-12-09 20:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，最大寬度為 2 462 mm ，凈重約 2100kg，材質(zhì)為 ZG310 ~570，蝸桿孔對中心線的尺寸公差為177。 ，蝸桿孔中心線對蝸輪孔的中心線垂直度要求為 。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。 蝸輪箱體的中心部分是回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，蝸 桿 裝配孔體與箱體中心軸線垂直并對稱配置在兩邊，中心回轉(zhuǎn)體的環(huán)壁結(jié)構(gòu)壁厚不均勻。 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。蝸 桿裝配 體、箱體內(nèi)腔與外部肋板結(jié)構(gòu)的形成都需要用砂芯做出：尤其 是 蝸桿孔 6 體與主體結(jié)合處形成一懸支的半“凹”型空腔，型芯按照常規(guī)裝配就需要支撐在砂芯上，其定位就會受到砂芯的定位精度影響 ，位置精度難以保證。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。 對 箱體的分析還可 以看出，箱體是復(fù)雜的薄壁殼體結(jié)構(gòu)，壁厚不均，容易產(chǎn)生裂 紋、澆不足等缺陷：而在箱體中心部位的結(jié)合面處厚度大，也容易產(chǎn)生縮孔、縮松。 2鑄造工藝設(shè)計與改進(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。提高澆注溫度 又增加縮孔、縮松、氣孔、夾 渣、裂紋等缺陷的產(chǎn)生。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個暗冒口和 2個明冒口，對稱分布。外澆 口設(shè)在砂型中心部位，用管通流鋼磚將外澆口的金 屬液引入 型 腔。按開放式澆注系統(tǒng)設(shè)計，金屬液在澆注系統(tǒng)中的流動呈正壓、充滿狀態(tài)，保證澆注時的液流小而平穩(wěn)。 2． 1． l澆道設(shè)置 蝸輪箱體基本是對稱 回 轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，外澆口設(shè)在中心部位，采用中間注入和頂部 注 入復(fù)合方式。在中問凹平面處采用中 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)置兩個內(nèi)澆道，用三通流鋼磚連接。這樣的 布 置方式，有利于順序凝固與同時凝固相結(jié)合，使鑄件的厚大部分得到充分補(bǔ)縮，避免 產(chǎn)生縮孔、縮松，減小鑄造應(yīng)力與變形。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。而按照階梯澆注方式分層設(shè)置上 下 內(nèi)澆道的截面不同，取其比值 F（上） ： F（下） =1： 。 根據(jù)手冊 [1]給出的計算方法，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。G(L)為鑄件質(zhì)量， kg。由于澆包個數(shù) N和包孔數(shù) n都取 1，計算出液向上升速度為 21． 2 mm／ s，符合手冊中給出的鋼液在犁腔中最小允許 上 升速度規(guī)定值。包 孔 直徑取 55mm? ，計算出澆注時 間 為35． 3 s； 參照鑄 鋼 件有效澆注時 間 計算公式 [2]，計算出的澆 注時間 為 39． 5 s， 7 計算值 與 實(shí) 際澆注時間 相吻合，澆注系統(tǒng)設(shè)計合理。 2． 1． 2冒口設(shè)計 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。按照冒口設(shè)計的基本原則和冒口位置的選擇原則，根據(jù) 有關(guān)圖表可查出冒口補(bǔ)縮距離。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個等距離冒口計尊，求出冒口區(qū)與末端區(qū)長度之和為 150mm，與查表得出的數(shù)值相一致。經(jīng)過分析，確定在中間凹平面位置設(shè)置 4 個 大氣 壓力腰形暗冒口，冒口尺寸長寬高為200 mm 120 mm 260mm，冒口出氣孔直徑 20mm? ，氣眼直徑 3mm? 。當(dāng)鑄件和冒口表層結(jié)殼以后，空氣通過氣眼進(jìn)入冒口，防止冒 口 處于負(fù)壓狀念，增加冒口剩余壓力。 在對稱垂直中心線的上法蘭面上設(shè)置 2個腰形明冒口，冒口尺寸長寬 高為 200mm 120mm 300 mm，使法蘭部分能得到充分補(bǔ)縮 。同時在 上 法蘭向上設(shè)置了 8個出氣冒口， 改善澆注時的透氣能力。 2． 2造型工藝 采用三箱造型，以上下底面為分型面。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)。貼近分型面的流鋼磚要用鐵絲綁扎 固 定。蝸輪箱體使用了較多的型芯做出復(fù)雜內(nèi)腔、
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