床身铸造工艺设计论文

1主要工艺参数

1）铸造收缩率。考虑到客户明确要求材质上添加Cu合金，宽、高方向选用1%的缩尺，长度方向选用1.2%的缩尺。2）机械加工余量。参照客户要求所有加工面的加工余量在4mm~10mm范围内，导轨面、轴孔在发运前要进行粗加工，确定铸件导轨和轴孔的加工余量12mm，其余加工面的加工余量按照10mm制作。3）尺寸精度。在无特别指定情况下，拔模斜度、长度尺寸公差及壁厚尺寸公差参照顾客规范和公司内部规范制作。结构牢固、合理，尺寸、形状稳定精确，表面光洁，不变形[1]。对于影响铸件起型（芯）处均要求做成活块，且要求不允许出现尖角料，所有活块必须做标识，安装起型装置。

2造型材料

砂型、砂芯无特殊要求全部使用呋喃树脂砂。涂料下型外观芯采用喷涂方式，内腔芯采用流涂方式，易粘砂内腔部位采用先刷一遍涂料，后流两遍涂料的方式，其涂层厚度为0.5mm~1mm，且要求刷涂后的表面光滑均匀。涂料在每刷一遍后用明火点燃（醇基），使其自然干燥，每流涂一遍用煤气烘烤（水基），使其自然干燥，组芯合箱后再使用烘箱烘烤型腔。制芯时，轴孔芯、易粘砂部位采用铬矿砂。

3浇冒口系统

3.1浇注系统

浇注系统选择开放式：遵循快速充型原则（浇注时间短）和内浇口处低流速原则，多采用全开放、多点分散浇注方式，使铸型温度均匀，从而降低了铸件局部出现过热，降低了铸件出现冲砂、粘砂等缺陷。树脂砂铸铁件浇注时间可由下式确定：t=22.6×W（/ρ×S×fv×h12）（1）式中：t—浇注时间，s；W—浇注重量，3490kg；ρ—铸铁密度，灰铁件~7.0，kg/cm3；fv—速度因子（根据浇注系统类型确定）；底注：fv=0.5；h—静压头：100cm；S—阻流断面面积，43.5cm2；计算得：t=51.8s.直浇道：80mm，直浇道面积50.24cm2；横浇道：（65+80），85×2mm，横浇道面积127.5cm2；内浇道：12×35（mm）；4×25（mm），内浇道面积135.02cm2；直∶横∶内=1∶2.5∶2.7内浇口理论平均流速：V内=0.85m/s，可以实现在内浇口流速低的情况下快速充型。为验证上述计算结果的正确性，通过MAGMA软件做充型和温度场分析，结果见图4、图5，充型速度与理论计算基本一致，模拟充型时间为45s，理论计算为51.8s.从MAGMA模拟出的温度场结果来看，内浇道的开设比较理想，温度场分布均匀，基本上可以实现同时凝固，如图6、图7所示。

3.2冒口设计

此产品属于灰铁、薄壁机床铸件，厚大断面处于浇铸时的下型，不存在特殊的补缩要求。因此，铸造工艺上设计的冒口，主要是以排气畅通为主。按1.5S阻流截面积≤S排气截面积≤4S阻流截面积原则，设计冒口排气面积。

4浇注熔炼要求

1）化学成分控制目标。在满足顾客材质的化学成分和力学性能要求的前提下，根据公司内部配料规范，严格控制化学成分。2）熔化、浇注过程温度及时间控制。熔炼出铁温度控制到1460℃～1500℃；浇注温度控制到1380℃～1400℃；浇注时间控制到50s～60s；3）熔炼材质变质处理。采用包内孕育、孕育槽孕育和浇口盆孕育相结合的方式对铁液进行变质处理。

5结论

本文在优化T字型床身的铸造工艺过程中，通过理论计算、现场经验和MAGMA软件相结合，确定了T字型床身的最佳工艺，即：采用开放式浇注系统，使铁液快速充型，同时要保证内浇口处低流速，浇注系统整体结构为全开放、多点分散进流，从而可以保证充型过程中铸型温度均匀，降低了床身铸件局部出现过热，降低了铸件出现冲砂、粘砂等缺陷。

作者：刘天平 安少妮 王亚南 单位：宁夏共享装备有限公司