[發明專利]大型橫梁鑄件的設計方法

有效

• 申請號: 200810062948.4
• 申請日: 2008-07-07
• 公開（公告）號: CN101342574A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 趙益鋒;宋賢發
• 申請（專利權）人: 寧波日月鑄業實業有限公司
• 主分類號: B22C9/00
• 分類號: B22C9/00;B22C9/02;B22C9/08;B22C21/00;B22D37/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所
• 代理人: 李迎春

技術領域

本發明涉及一種大型橫梁鑄件的設計方法。

背景技術

目前，不少橫梁采用了砂型鑄造工藝，但是橫梁是一種長型零件，尤其是寬度大于1400mm、高度大于900mm、長度大于9000mm的大型橫梁鑄件，由于其零件本身超長，很容易變形報廢。因此在鑄造時，鑄件的變形量主要取決于殘余應力的大小、鑄件結構剛性是否合理、砂箱剛性是否合理、鑄件的長度、型砂強度及澆注溫度等等，只要其中有一種或一種以上的因素達不到要求就很有可能發生鑄件變形，最終導致鑄件報廢，即降低鑄件成品的合格率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能提高鑄件成品合格率的大型橫梁鑄件的設計方法。

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種大型橫梁鑄件的設計方法，它包括以下幾個步驟：

①先進行模具設計及分型面的確定，即所述的模具采用三箱造型，模型底框采用厚方管焊接而成，且長度方向采用整根方管制成，在型板上鋪兩層木板和一層膠合板；模具各自安裝在中、下箱型板中，然后與底框固緊；

②澆注位置的確定，即內澆口數量為兩個，設在鑄件長度方向的單側中心部位；

③工藝參數的確定，即鑄件上部、下部和側面各留有機械加工余量，鑄件砂芯為有芯頭砂芯，且在上箱非加工面上安放了泥芯撐；

④澆注系統的設計，即采用半封閉式底注澆注系統，最小截面積設置在內澆口上，各組元截面積比是∑A直∶∑A橫∶∑A內＝1.25∶1.55∶1；

⑤砂箱的設計，即在砂箱上設計了法蘭邊，內壁采用厚的鋼板焊接，長度方向的鋼板采用整塊鋼板，上、下箱砂箱高度分別控制在600mm～700mm，砂箱箱擋高度控制在300mm～400mm；

⑥夾緊裝置的設計，即在鑄件配箱結束后將夾緊裝置放到砂箱上，然后用梯形塊插入砂箱與夾緊裝置之間并打實；

⑦澆注溫度的控制及冷鐵的設置，即在鑄件中間較厚的部位增放了冷鐵，澆注溫度控制在1300℃～1305℃，澆注時間為100秒～110秒。

采用以上的方法后，由于在造型、澆注位置、砂箱的設計、夾緊裝置的設計、澆注溫度及冷鐵的設置這些工藝步驟中均針對鑄件的特點進行防止超長型橫梁鑄件的變形，因此能降低鑄件的報廢率，即提高成品的合格率。

所述的模具采用東北紅松。

所述的模型底框采用的厚方管為200mm×200mm×10mm的方管。

所述的膠合板的厚度不少于20mm。

所述步驟②中的兩個內澆口之間的距離不小于1000mm。

所述的鑄件上部的機械加工余量為+20mm，下部和側部的機械加工余量為+15mm。

所述的砂箱設計中，內壁采用50mm厚的鋼板，所述的法蘭邊采用40mm厚的鋼板，砂箱箱擋采用30mm厚鋼板，上、下箱砂箱高度分別控制在600mm，砂箱箱擋高度控制在300mm。

所述的澆注溫度采用1305℃，澆注時間采用106秒。

以上的這些改進，均是更大限度地減小鑄件的變形。

附圖說明

圖1所示的是本發明大型橫梁鑄件的設計方法中鑄件示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明，但本發明不僅局限于以下具體實施例。

由圖1所示的本發明大型橫梁鑄件的設計方法中鑄件示意圖可知，本大型橫梁鑄件的設計方法包括以下步驟：

①先進行模具制作及分型面的確定：針對該鑄件的結構特點，工藝設計時采用三箱造型，其中模具采用東北紅松，模型底框采用200mm×200mm×10mm的厚方管焊接而成，而且長度方向的方管必須采用整根方管制成，主要目的是為了不使模具變形，提高模具的整體結構性能。在型板上鋪兩層木板和一層厚度不少于20mm的膠合板。模具各自安裝在中、下箱型板中。模具要嵌入型板內20mm深，然后采用M20的螺絲與底框固緊，必須要保證型板與模具固定牢固。

②澆注位置的確定：依據“大流量、低流速、平穩潔凈地充型”的原則，為了盡可能使鐵液充型后型腔內溫度場均衡，針對橫梁鑄件的結構特點，而且還要考慮生產成本的節約，為此內澆口設在鑄件長度方向單側面的中心部位，這樣能縮小砂箱內徑尺寸，而且兩個內澆口之間的距離不小于1000mm，是為了讓兩端總高度不高的地方多進鐵，從而達到型腔內鐵水溫度均衡。

③工藝參數的確定：鑄件留了機械加工余量，其中上部為+20mm，下部、側部均為+15mm。該鑄件的砂芯全部為有芯頭砂芯，為了確保內腔泥芯不抬起撞穿，在上箱非加工面上安放了泥芯撐。