連桿的鑄造工藝設(shè)計(jì)

郭 林，管延科，苑舉勇

（濟(jì)鋼集團(tuán)重工機(jī)械有限公司，濟(jì)南 250101）

連桿的鑄造工藝設(shè)計(jì)

郭 林，管延科，苑舉勇

（濟(jì)鋼集團(tuán)重工機(jī)械有限公司，濟(jì)南 250101）

借助仿真凝固模擬軟件進(jìn)行模擬分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用內(nèi)冷鐵等工藝措施，最終設(shè)計(jì)出合理的連桿鑄造工藝方案，生產(chǎn)出合格鑄件。

連桿；鑄造工藝設(shè)計(jì)

1 鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與要求

該連桿為顎式破碎機(jī)比較關(guān)鍵的零部件，屬于大型箱體類鑄鋼件，主要輪廓尺寸為2495mm×938mm×715mm，材質(zhì)為 ZG20Mn5，鑄件單重3829kg，主要壁厚為40～50mm，要求全部磁粉探傷及超聲波探傷級(jí)，所以制造難度較大。產(chǎn)品零件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 凝固模擬分析

采用立澆方式，放置14號(hào)腰暗冒口1只，放置4號(hào)圓暗冒口5只，放置?650mm高度450mm圓冒口一只，進(jìn)行凝固仿真模擬，如圖2所示。從模擬結(jié)果來看筋板交接處有縮松和縮孔出現(xiàn)，鑄件筋板厚大處有縮松縮孔出現(xiàn)。

經(jīng)過認(rèn)真分析，考慮鑄件的使用要求和技術(shù)要求，遵循順序凝固的原則，并結(jié)合凝固模擬分析和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定采用側(cè)澆方案，兩開箱造型。分型面選擇在模樣中間部位，分型面以上為上箱部分，下部為下箱部分，模型結(jié)構(gòu)及澆注位置如圖3所示。

3 工藝參數(shù)的確定

縮尺：由于該鑄件結(jié)構(gòu)較緊湊，整個(gè)鑄件在凝固收縮過程中，受鑄型的機(jī)械阻礙影響不是很大，因此選擇模樣縮尺為2.0%。

加工余量：由于鑄件輪廓尺寸較大，為保證加工面精度，選擇上表面加工余量為12mm，下面和側(cè)面的加工余量為10mm。

分型負(fù)數(shù)：由于采用上箱和下箱分模造型，分型負(fù)數(shù)選擇3mm，上下箱對(duì)稱分布。

4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為保證澆注系統(tǒng)充型平穩(wěn)，減少澆注系統(tǒng)對(duì)型腔的沖擊，避免出現(xiàn)夾砂、沖砂現(xiàn)象，采用了底注式澆注系統(tǒng)。為防止鑄件澆不足和表面出現(xiàn)冷隔紋，采用了開放式底反澆注系統(tǒng)，直澆口采用?100mm一個(gè)，橫澆口采用?80mm兩道從中間往兩邊分開，內(nèi)澆道采用?60 mm八道，澆注系統(tǒng)設(shè)置如圖4所示。

5 冒口及外冷鐵設(shè)置

由于鑄件局部熱節(jié)較多，為保證鑄件形成由鑄件向冒口的順序凝固方式，保證鑄件內(nèi)部組織致密，探傷合格，結(jié)合仿真凝固模擬結(jié)果，確定內(nèi)冷鐵和冒口設(shè)置方案如圖4所示。采用圓暗4號(hào)冒口五個(gè)，腰型14號(hào)暗冒口一個(gè)，放置?650mm高度450mm圓冒口一只。為消除凸臺(tái)及熱節(jié)處的縮孔縮松缺陷，在凸臺(tái)及熱節(jié)處設(shè)置外冷鐵。

6 結(jié)語

按以上工藝生產(chǎn)出的連桿鑄件，表面質(zhì)量良好，鑄件組織致密，尺寸形狀、力學(xué)性能、磁粉和超聲波探傷都完全符合技術(shù)要求。第一批生產(chǎn)的六件送達(dá)用戶后，全部通過用戶驗(yàn)收。目前我們已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

Design of Foundry Technology of Connecting Rod

GUO Lin，GUAN YanKe，YUAN JuYong
（Heavy Industrial Machinery Co.Ltd.，Jinan Iron&Steel Works Group，Jinan 250101，Shandong China）

Eligib le connecting rod castings have been p roduced w ith reasonab le found ry technology designed by combination of simulation analysis w ith simulating software for solid ification w ith p roduction experiences w ith technological measures of inner chilling iron etc.

Connecting rod，Design of found ry technology

TG260;

B；

1006－9658（2011）02－2

2010－10－10

2010－147

郭林（1970－），男，工程師，主要從事鑄造工藝及生產(chǎn)技術(shù)研究