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后橋箱體機(jī)械造型模具設(shè)計(jì)
摘要：簡(jiǎn)要介紹了對(duì)于箱體類灰鑄鐵如何合理地選擇收縮率，機(jī)械加工余量，工藝補(bǔ)正量等工藝參數(shù)，以保證鑄件尺寸滿足機(jī)械加工要求，最終獲得合格的零件。
關(guān)鍵詞：收縮率；工藝補(bǔ)正量；機(jī)械加工余量
1、生產(chǎn)條件
采用5t/h倒大雙熱風(fēng)沖天爐熔煉，鐵液出爐溫度1400~1450度，濕型，Z2140頂箱震實(shí)式造型機(jī)，合脂砂制造砂芯，Z878翻臺(tái)震式制芯機(jī)，鑄件材質(zhì)牌號(hào)HT200，后橋箱體鑄件質(zhì)量120Kg,外形尺寸,壁后厚10~30mm,主要壁厚10mm.。
工藝如圖1所示
圖1后橋箱體工藝示意圖
2、工藝分析
箱體類灰鑄鐵的收縮率受鐵液的化學(xué)成分，澆注溫度，鑄鐵本身結(jié)構(gòu)特征，鑄型的退讓性和砂芯的退讓性等多種因素影響，尤其是化學(xué)成分，澆注溫度的影響使得同一種鑄件在每一爐次甚至同一爐次的鑄件尺寸都有差異；收縮率一般為0.7%~1.0%。
箱體類灰鑄鐵件的尺寸精度除受收縮率的影響外，還手錯(cuò)箱，偏芯，變形以及機(jī)械加工中的定位誤差和機(jī)械加工誤差的影響。因此，要生產(chǎn)出合格的零件，在箱體中灰鑄鐵鑄件鑄造模具設(shè)計(jì)制造中必須采取一系列的工藝措施，選擇靈活適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。
3、工藝參數(shù)選擇
根據(jù)零件特點(diǎn)采取中間分型方式，階梯式雙曾開放式澆注系統(tǒng)。外模采用漏模造型形式，頂面機(jī)械加工余量取4mm，底面、側(cè)面機(jī)械加工余量去3mm，拔模斜度去1mm，正拔模斜度
中間直徑300mm孔機(jī)械加工余量取4/5.5mm，收縮率取1。0%。
后橋箱體機(jī)械加工時(shí)，高度尺寸加工以底部?jī)杉庸て矫娓?dòng)定位，寬度以側(cè)面定位，長(zhǎng)度方向以法蘭邊厚度定位。后橋箱體主箱體部分寬度278mm\高度368mm , 收縮率餓變化對(duì)后橋箱體的寬度和高度方面的儲(chǔ)存影響不大，同時(shí)由于機(jī)械加工中采用浮動(dòng)定位，錯(cuò)箱對(duì)鑄件尺寸的影響減少一半，寬度和高度方向尺寸按正常計(jì)入收縮率后的尺寸設(shè)計(jì)加工，不采取其他工藝措施。長(zhǎng)度方向尺寸較長(zhǎng)（800mm），同時(shí)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需采取一定的工藝措施保證，我們?cè)诜ㄌm背面增加1mm厚度的工藝補(bǔ)正量，以保證在發(fā)生1mm以內(nèi)錯(cuò)箱時(shí)法蘭強(qiáng)度不受影響，同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)與方法蘭的塔子等形狀，按離方法蘭遠(yuǎn)近不同，在長(zhǎng)度方向兩側(cè)各增加1~3mm工藝補(bǔ)正量。最右端側(cè)面機(jī)械加工余量取4mm。
方法蘭連接孔處的R槽左右各增加1mm寬度，長(zhǎng)度適當(dāng)加長(zhǎng)，這樣既利于裝配，有可以起到一定的防夾砂作用。
箱體類鑄件處于阻礙收縮狀態(tài)，鑄件收縮小，但在后橋底部尤其圓盤底部處壁厚較厚，收縮阻力小，收縮較大，因此在圓盤底部機(jī)械加工余量每邊增加1mm，形成從圓盤頂?shù)綀A盤底設(shè)計(jì)成不同的機(jī)械加工余量，如圖2所示。
圖2 后橋箱體局部示意圖
砂芯收縮率0。7%，分芯面增加2mm磨芯量，砂芯通過磨削后保證厚度尺寸。砂芯中的各軸承孔機(jī)械加工余量取6mm。需要加工的凸臺(tái)機(jī)械加工余量取5mm。芯頭按零件開口處形狀隨形設(shè)計(jì)，這樣容易清楚。上型芯頭外模在砂芯之間設(shè)計(jì)0。5mm間隙，為防止芯頭處產(chǎn)生擠砂缺陷，在芯頭一周設(shè)置防壓砂環(huán)（圖3中A處所示），同時(shí)為了防止砂芯產(chǎn)生上漂現(xiàn)象，在上芯頭及中間mm自帶圓砂芯處設(shè)置壓砂環(huán)（圖3中B處所示）。內(nèi)腔各球形塔子按圖紙要求高度，增加圓弧半徑，以防止偏移造成螺孔打穿。
4、模具結(jié)構(gòu)
外模與型板連接處設(shè)計(jì)一圈30mm寬、30mm高法蘭，以利于增設(shè)和改動(dòng)螺孔和定位銷孔，同時(shí)利于在日后的模具維護(hù)中重新設(shè)計(jì)螺孔和定位銷孔。為增加模具強(qiáng)度，在模具內(nèi)腔設(shè)置一定數(shù)量的加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋高度至分型面。漏模框與外模之間間隙取0.5mm。芯盒中鑄件中間的筋板取負(fù)拔模斜度，并做成鑲塊結(jié)構(gòu)，這樣當(dāng)筋板位置誤差較大時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也利于日后維護(hù)和更換。軸承孔塔子不易拔模處做成活塊，取機(jī)械加工余量5mm（圖3中A所示）。
圖3 模具示意圖
后部小芯頭處端面做成整體滑座式活塊，這樣既利于制芯操作同時(shí)當(dāng)鑄件長(zhǎng)度方向誤差較大時(shí)以及活塊發(fā)生嚴(yán)重磨損后可以進(jìn)行調(diào)整?；顗K與芯盒體接合尖角處活塊做成倒角，以防止散砂摯起活塊，同時(shí)在芯盒底部設(shè)計(jì)一些小孔，以利于落入活塊窩座的散落砂清除（圖3中B處）。因上下砂芯面積較大而厚度較小，而且芯盒為敞開結(jié)構(gòu)，芯盒的強(qiáng)度和剛度較差，為增加薪盒強(qiáng)度和剛度，在芯盒底增加一定高度，在芯盒底部和側(cè)面設(shè)計(jì)適當(dāng)數(shù)量的加強(qiáng)筋（圖3中C所示）。
結(jié)束語
對(duì)于箱體類鑄件雖然可以通過先期的木模試制時(shí)取得一些數(shù)據(jù)，但因試制時(shí)是手工造型，影響因素復(fù)雜，因此，對(duì)與未進(jìn)行過類似機(jī)械鑄造模具設(shè)計(jì)，初次進(jìn)行機(jī)械鑄造模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)增加模具壁厚尤其長(zhǎng)度方向，這樣當(dāng)試模中發(fā)生較大誤差時(shí)可以進(jìn)行補(bǔ)正加工，以獲得較理想的機(jī)械鑄造模具。箱體類零件盡量避免上下箱有大的平面，對(duì)于有大平面的建議增加一些加強(qiáng)筋，這樣既可以起加強(qiáng)作用又可以起防夾砂作用。建議箱體類零件的大平面設(shè)計(jì)成曲面，在不影響裝配的局部曲面增加厚度，這樣既外形美觀，又避免了大平面的夾砂鑄造缺陷的出現(xiàn)，又起到加強(qiáng)作用。