离心铸造接点座冒口采用明冒口

　　接点座的覆膜砂壳型铸造工艺改进_电脑基础知识_IT/计算机_专业资料。接点座的覆膜砂壳型铸造工艺改进 王文生 【摘 要】摘要：为了提高产品生产效率与质量，经过调研，开发了接点座的覆 膜砂壳型铸造工艺。根据覆膜砂壳型工艺特点，从设改造入手，对模具、浇 冒口系统进行设计，

　　接点座的覆膜砂壳型铸造工艺改进 王文生 【摘 要】摘要：为了提高产品生产效率与质量，经过调研，开发了接点座的覆 膜砂壳型铸造工艺。根据覆膜砂壳型工艺特点，从设改造入手，对模具、浇 冒口系统进行设计，并按照该工艺要求对接点座产品进行了试制，取得了满意 的效果。 【期刊名称】《机械工程与自动化》 【年(卷),期】2019(000)006 【总页数】3 【关键词】接点座；铸造；覆膜砂壳型 0 引言 随着熔模精密铸造原辅材料和劳动力成本的不断上升及铸造产品价格的逐年下 降，熔模精密铸造产品的利润率一直呈下降趋势。接点座是铁路道岔转换设 电液转辙机的主要零部件之一，某机车车辆铸造车间原先采用熔模精密铸 造工艺生产接点座，存在着生产周期长、产能效率低、生产成本高、工序环节 复杂、质量卡控困难等缺点。在满足接点座技术要求的前提下，急需改进 铸造工艺，通过查阅资料和现场实践，工序简单、设工装投资少、生产成本 较低、高质量的覆膜砂壳型铸造工艺可以满足该产品的技术要求，是一种高效 的铸造工艺。 1 覆膜砂壳型铸造工艺简介 覆膜砂壳型铸造采用一种遇热硬化的型砂(酚醛树脂覆膜砂)，覆盖在加热到 180 ℃～280 ℃的金属模板上，使其硬化为薄壳(薄壳厚度一般为 6 mm～12 mm)，然后再加温固化薄壳，使其达到足够的强度和刚度。用钢水对壳型进行 浇注，终获得铸造产品。覆膜砂壳型工艺显著减少了使用的型砂数量，获得 的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精度高。覆膜砂壳型铸造特别适用于生产批 量较大、尺寸精度要求高、形状复杂的各种铸件。 2 接点座覆膜砂壳型工艺分析 2.1 接点座产品结构 通过对覆膜砂铸造工艺了解，结合接点座(如图 1 所示)产品结构特点，分析可 知，采用覆膜砂壳型铸造工艺成型接点座可以满足该产品技术要求。 2.2 改造闲置射芯机 通过对原有两台闲置射芯机进行重新维修、改造，更换了气缸、电磁阀、气路 管道等配件，将闲置射芯机改造成接点座覆膜砂制壳机(如图 2 所示)；并将工 作压力由原来的 0.2 MPa 提高到 0.4 MPa，提高了设的工作效率，同时满足 了该产品覆膜砂壳型铸造工艺要求。 2.3 接点座覆膜砂壳型模具设计 通过分析产品外形结构，设计了接点座覆膜砂壳型制作工艺。接点座覆膜砂壳 型模具由接点座(上半部分)和接点座(下半部分)两套热芯盒模具组成，如图 3 所 示。其中，接点座(上半部分)模具由上模型和下模型组成，接点座(下半部分)模 具也是由上模型和下模型组成。 通过大量实践验证，确定了产品主要尺寸的收缩比为 2%，故模具按产品设计 尺寸的 102%进行放缩，并对部分尺寸进行了调整，通过样品测量完全满足产 品外形尺寸要求。 2.4 接点座覆膜砂壳型浇冒口系统设计 接点座单重为 8 kg，壁厚为 50 mm，通过计算得到补缩截面积为 2 800 mm2。在接点座的两个厚部位设置两个冒口，钢水经直浇口进入横浇道，通 过横浇道进入两侧的冒口实现产品的浇注。接点座壳型采用组合式进行浇注，6 个壳型为一组(1 包钢水浇注 6 件)，利用工装进行紧固，分别进行浇注。 在铸型中设置冒口储存钢液，用来补偿铸件凝固过程中产生的收缩，防止铸件 产生夹渣、气孔、缩孔等铸造缺陷，接点座冒口还具有引流功能，保证接点座 充型稳定、完整。 冒口设计应遵循以下原则：冒口凝固时间在铸件凝固时间之后，保证能充分补 缩；冒口设计补缩距离达到全部热节部位；冒口补缩液量应满足铸件凝固收缩 量；冒口设计应保证补缩通道和压力，确保补缩钢液能流动到补缩区域，克服 流动阻力；冒口不应造成铸件凝固热节迁移，达不到补缩作用[1]。在满足上述 设计要求的情况下，通过工艺计算，确定浇冒口系统的工艺参数，并验证工艺 计算结果，取得了良好的效果。 普通冒口分为明冒口和暗冒口，由于接点座采用壳型工艺，并且在造型过程中 不埋箱，砂型强度不高，同时应考虑浇注时壳型变形问题，因此在设计接点座 冒口时采用明冒口。接点座属于板杆结合型结构，热节部位是中部两方型部位， 补缩位置较为简单，不考虑增加补贴强化冒口补缩。 冒口区与末端区长度之和为冒口补缩距离，离心铸造超过冒口的补缩距离时铸件会产生 缩松缺陷，因此计算冒口时应避免产生缩松区域。接点座是板杆类铸件，铸件 平均壁厚为 26 mm，通过比对铸造手册，确定冒口区长度为 50 mm，离心铸造末端区 长度为 60 mm，冒口补缩距离为 110 mm。离心铸造接点座铸件总长度为 406 mm， 单个冒口不能达到补缩距离要求，应设计两个冒口才能保证铸件补缩距离要求。 接点座材质为 ZG200-，碳的质量分数为 0.2%，硅的质量分数为 0.5%， 锰的质量分数为 0.8%，该材质体收缩率受浇注温度和成分影响，通过参考文献 [1]进行材料体收缩率计算，接点座体收缩率为 5.3%。 为保证足够的钢液补缩，应计算需补缩铸件冒口的小体积，采用下式计算： VR-VRE=ξ(VR+VC). (1) 其中：VR 为冒口的初始体积；VRE 为凝固结束后的冒口的残余体积；VC 为冒 口补缩区域内的原型腔体积加浇注后型腔扩大的体积；ξ 为金属液的体收缩率， 取 5.3%。 采用明冒口，查参考文献 [1]冒口补缩效率为 14%。冒口补缩效率是 (VRVRE)/VR 的百分比，接点座产品的总体积计算后为 1.25 dm2，计算后冒口的 小总体积为 0.46 dm2，故每个冒口小体积为 0.23 dm2。 采用模数法计算冒口体积，接点座冒口采用明冒口，套用一般模数公式计算， 模数小的凝固速度快、凝固时间短： MC∶MR=1∶1.2. (2) 其中：MC 为热节补缩处模数；MR 为冒口模数[2]。接点座热节 MC 计算采用 板杆结合处模数计算公式，计算后为 7.9 mm，代入式(2)得到对应冒口模数 MR 为 9.48 mm。采用一般圆柱形Ⅰ型明冒口，其底部直径 d 由下式计算： MR=0.18d. (3) 其中：d 为标准冒口底部直径。计算后
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