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圓錐破碎機下機架鑄造工藝設計
時間:2010-05-09  

圓錐破碎機下機架鑄造工藝設計



下機架是圓錐破碎機的主要結構件,也是圓錐破碎機其他部件的裝配基礎。此次我廠承攬的這種結構的下機架以前從沒有生產過,不能借用過去的工藝思路,只能另辟蹊徑。通過分析鑄件結構,綜合考慮冒口放置、模樣結構和澆注系統等方面內容,設計出合理的工藝方案,生產出了用戶滿意的鑄件。

1. 下機架的結構特點

下機架材質為GS20 Mn5,最大外形尺寸為2410mm,高1070 mm。
 
此鑄件丁字形相接的結構多,熱節多,補縮冒口布置困難,尤其是周邊的4 個凸起的與主體相接處,以及前部的齒輪腔上面的凸出部位與主體相接處,這幾個部位空間狹小,如果放置普通暗冒口,尺寸會很大,使后序清理難度增加,同時這幾個地方也是鑄件質量要求高的部位,需進行超聲波探傷,因此如果不放冒口,鑄件的質量就難于保證。

2. 工藝方案

( 1) 冒口的設計 對鑄鋼件來說,冒口設計的好壞會直接影響鑄件質量。根據下機架的結構特點,擬采用在法蘭上布置一圈冒口,中間部分放置一個暗冒口( 1 #冒口) 并加補貼,周邊凸起與主體的相交處放暗冒口( 2 # 冒口),齒輪腔與主體相交處增加補貼至法蘭,再在法蘭上放置一個相對較大的冒口( 3 # 冒口)。
 
通過模數法算得2 # 冒口模數應≥4cm,由此冒口直徑應≥240mm。由于冒口尺寸較大,且空間狹小,放置起來比較困難,造型也不方便,使后續清理也很困難。于是我們使用成形保溫冒口,不但可以提高有效模數1. 5 ~1. 7 倍,造型時放置也容易很多,直接埋入砂型中,而且冒口尺寸也大大減小,節約了金屬,提高了工藝出品率。齒輪腔上面的凸出部分與主體的相交處是一個大的熱節,需放冒口對其補縮,但是如果此處放一個冒口,容易和法蘭上的冒口互相影響,同時還要一些冒口補貼。考慮到這些因素,我們決定加大上方法蘭對應的冒口,同時在冒口與凸起之間增加冒口補貼,這樣同樣能起到補縮的效果,造型也方便了很多。

( 2) 模樣結構的設計 由于鑄件結構復雜,以往類似鑄件采用多個砂芯組成型腔,但這也往往引起鑄件的累計尺寸偏差較大。為了減小鑄件的尺寸偏差,就必須減少型芯,使砂型和砂芯的定位基準盡可能統一,這樣可避免組芯過程中的累計誤差,從而提高鑄件的尺寸精度。下機架采用了一個基準型芯。合箱時,先下這個基準芯( 在最下面),然后由它定位下其他型芯,從實際應用結果看,效果良好,大大減小了尺寸誤差。

( 3) 澆注系統的設計 下機架鋼液總重9800kg,澆注時間大約需要100s 左右。鑄鋼的熔點高,流動性差,對型腔沖刷較大,為使充型快速平穩,下機架鑄件使用了底注緩沖式澆注系統。經計算,法蘭是鑄件截面最大的位置,且法蘭上有很多冒口,為防止鋼液在此截面上升過慢,冒口不能充滿,影響冒口的補縮效果,在法蘭處增加一層的補澆用澆口,提高此處的澆注速度,使金屬液快速上升充滿型腔,避免了產生冷隔等鑄造缺陷。

3. 工藝效果

按此工藝方案,我們在首件工藝驗證后,連續生產了4 件( 現在還在繼續生產),很少出現縮松、氣孔等缺陷,鑄件質量良好,超聲波探傷全部合格,取得了很好的經濟效益。

4. 結語

( 1) 采用保溫暗冒口,可縮小冒口尺寸,方便造型,減少后續清理; 同時減少澆注鋼液量,提高工藝出品率,降低了原材料和能源的消耗。

( 2) 底注緩沖式澆注系統,能快速平穩地充型,對于提高鑄件質量具有良好的作用。

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