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    淺談箱體類零件的鑄造工藝流程

    發布日期:2018-06-05 14:40:53  瀏覽:次  來源:

    【摘 要】箱體類零件通常形狀結構較為復雜,且具有強度高、壁薄、尺寸精度高、內外表面質量高的特點,同時還須具有良好的力學性能、較好的鑄造性能和機械加工性。本文從熔煉、造型、制芯、砂處理和清理等方面對箱體類零件的主要鑄造工藝流程進行探討。


    ??【關鍵詞】箱體類零件;靜壓造型;鑄造工藝流程 


    ??箱體類零件是部件或者機器的基礎零件,它與部件或機器中的軸、套、齒輪等相關零件組裝成一個整體,使它們之間保持正確的相互位置,并按照一定的傳動關系協調地傳遞運動或動力(如發動機缸體、變速箱箱體等)。其作用決定了箱體零件必須具有強度高、壁薄、尺寸精度高、內外表面精度高等性質,而箱體零件的鑄造質量會直接影響部件或機器的精度、性能和壽命。下面就箱體零件的鑄造工藝流程進行分析探討。 


    ??1 鑄鐵熔煉 


    ??箱體類零件的材料一般為灰鑄鐵或鐵合金,熔煉溫度一般在1500℃左右。目前鑄鐵熔煉主要是采用沖天爐-感應電爐雙聯熔煉和感應電爐熔煉。隨著熔煉設備的技術水平不斷提高,感應電爐具有融化效率高、融化升溫快、爐溫容易控制、過載能力強、爐子周圍溫度低、作業環境好、熔煉運行可靠等優點,感應電爐能夠滿足節能環保方便的要求,所以感應電爐在國內鑄造行業已得到廣泛應用。 


    ??爐后可采用橋式起重機和電磁吸盤配置鐵料,并加入振動輸送加料小車,通過振動輸送加料小車將爐料加入電爐內,每臺加料小車對應電爐的一個爐體。爐臺上設合金斗及合金稱量加入裝置,稱量好的合金加入加料小車并隨爐料一起加入電爐內。電爐的除塵可采用爐蓋回轉排煙罩的形式,產生的煙塵通過除塵系統過濾后達標排放。爐前檢驗可采用真空直讀光譜儀、碳硫分析儀和熱分析儀及其它一些常規檢驗裝置,以調整和控制鐵液成分和溫度,確保鐵液質量。 


    ??2 造型工藝 


    ??箱體類零件通常具有壁薄、尺寸精度要求高等特點,適合采用高密度造型。高密度造型主要有氣沖造型、氣流預緊實加壓造型、擠壓造型、靜壓造型等形式,這類造型方法要求型砂水分較低(約為2.8%~3.2%),要求型砂緊實率較高(約為37%~42%),鑄型表面硬度可達90HB以上,鑄件尺寸精度可達GB/T6414-1999的CT8~10級。 


    ??下面以靜壓造型線為例介紹其造型工藝。造型線由靜壓造型主機、翻箱、下芯、合箱、澆注及冷卻、落砂等幾個功能區段組成。為了滿足鑄件的品質、尺寸精度、表面粗糙度和生產規模的要求,保證設備的可靠性,造型線主機可選用有質量保障的名優產品。該線采用下芯機下芯,采用澆注機澆注,并配置隨流孕育裝置。根據箱體類零件的尺寸大小和產量,可采用一箱多型的方法來提高生產效率。 


    ??澆注后的鑄件轉運到冷卻通廊內冷卻,其型內冷卻時間一般應大于4小時,落砂后鑄件由取件機械手掛上延長冷卻懸鏈,其冷卻時間大于2小時。冷卻通廊、冷卻懸鏈與造型、澆注跨分開設置,以利于排除濕熱煙氣。 


    ??造型線落砂可采用“振動輸送機+慣性振動輸送落砂機”的方式,用機械手在振動輸送機上敲掉澆冒口系統并把鑄件放入懸鏈吊斗內冷卻,然后輸送到箱體清理車間。根據箱體零件的具體要求,如比較精密的箱體類零件也可采用較先進的落砂裝置,使鑄件無撞擊無損傷落砂,并能將芯砂和舊型砂進行分流。 


    ??3 制芯工部 


    ??常用的制芯工藝主要有常規制芯、自硬砂制芯、熱芯盒砂制芯、冷芯盒砂制芯、殼芯制芯等。目前國內鑄造企業已大多采用冷芯制芯工藝,因其具有無需加熱固化節省能源、固化時間短、生產效率高等優點,但是其強度卻不及熱芯。當冷芯尺寸大且截面薄時,如果取芯后放置不當,會在形成終強度的過程中產生應力而發生變形,從而影響鑄件質量,因此一些截面比較薄的重要砂芯應采用熱芯制芯。 


    ??因箱體零件通常都存在各種油道、水道、氣道等,這些部位的砂芯截面就比較薄而容易變形,這類砂芯采用熱芯制芯工藝較為合適。所以箱體類零件采用冷芯和熱芯相結合的制芯工藝,冷芯機生產大砂芯,熱芯機生產部分薄截面的小砂芯。 


    ??大砂芯射制完后,可由人工加吊具取芯并放到輸送線托板上,小砂芯射制好后,人工修芯、鉆孔、搬運到組芯線上,按照砂芯的工藝位置依次組芯。在射芯機旁可設置砂芯緩存架,調配制芯、組芯的不匹配。 


    ??組合后的芯組可用涂料機器人抓起、浸涂料、甩去多余的涂料、放到表干爐的輥道托板上進爐烘干。但每隔一定時間,機器人的夾具夾持點要在清洗池中清洗一次。 


    ??配備一臺連續式砂芯烘干爐,涂料后的砂芯加熱去除水份并冷卻到50℃以下??刹捎萌詣拥妮伒垒斔拖到y輸送砂芯,并設砂芯輥道緩存部分砂芯以匹配造型線生產。 


    ??4 型砂處理工藝 


    ??型砂處理工部應連續大量地向造型工部供應質量合格的型砂,核心設備混砂機及控制設備可選用先進的產品,包括混砂機、砂稱量裝置、輔料稱量裝置、加水稱量裝置、溫度濕度檢測裝置、電氣及控制裝置等應擇優選擇。根據造型線的用砂量,匹配合適的混砂機。 


    ??落砂后的舊砂經過三道磁選送入篩砂機,送到雙盤冷卻器進行冷卻,雙盤冷卻器的出口砂溫可以降到49℃以下,冷卻后的舊砂水分含量一般保證在1.5~2.5%范圍。舊砂砂溫和水份的調節可選用具有結構緊湊,運動噪音小優點的雙盤冷卻器。 


    ??舊砂中間庫中的舊砂,經圓盤給料機、帶式輸送機、斗式提升機卸入混砂機上方的舊砂斗中,供混砂機用。舊砂經帶式給料機進混砂機的砂稱中稱量;煤粉、膨潤土粉和部分除塵器收集粉塵經螺旋給料機先后進混砂機的輔料稱中稱量;所需的水則經混砂機的水稱稱量。以上各種材料按設定的配比稱量后,加入混砂機中混制,合格的型砂排放后經圓盤給料機、帶式輸送機送往造型工部供造型線使用。 


    ??混砂所需的煤粉、膨潤土采用氣力輸送系統壓送到混砂機上方的煤粉斗、膨潤土斗中,供混砂用。新砂斗布置在爬出地溝的送舊砂皮帶機上方,通過螺旋給料機定量加砂。 


    ??砂處理工部宜采用空間塔式結構布置,以簡化物流、節省能源和面積。砂處理工部全套系統可采用PLC+PC集中控制,控制室設模擬屏。 


    ??5 鑄件清理和粗加工 


    ??箱體類鑄件通過懸鏈冷卻并輸送到清理工部,取下肉眼可見的明顯廢品鑄件,并放置在規定的地方,用輕型吊車轉卸到鱗板輸送機上人工粗清,粗清完需要退火的鑄件先卸下運到退火區進行退火處理,不需要退火的鑄件或者退火后送回來的鑄件掛到懸鏈輸送拋丸機上拋丸處理。拋丸后鑄件通過平板輸送機輸送到人工打磨工位,磨掉飛邊毛刺,精整鑄件內腔的飛邊毛刺和鐵瘤。 


    ??精清完畢,需對箱體殼體進行內腔噴丸處理,然后對前面未經退火的鑄件進行振動時效。 


    ??經檢驗合格箱體,其非加工表面噴快干鐵紅防銹底漆,進行防銹處理;采用水簾噴漆工藝,快干漆、不烘干;箱體內腔噴防銹液。 


    ??在粗加工工段進行鑄件粗加工,或鑄件入庫等待發運。鑄件粗加工為精加工工序提供定位基準,主要采用專機,配合少量通用機床。 


    ??6 結束語 


    ??箱體類零件在機械產品上使用廣泛,其質量的好壞不僅影響到機器的裝配精度和運動精度,而且影響機器的工作精度、使用性能和壽命。而箱體類零件質量的保證就是其鑄件的質量,因此其鑄造工藝尤為關鍵,只有采用更加合理的鑄造工藝,才能生產出更好的產品。


     

     
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