淺談半齒輪類鑄件反變型量應(yīng)用

朱廷芳 李永林

【摘 要】 在半齒輪鑄造工藝方案中，通過采取反變形量的工藝方法來抵消和彌補(bǔ)半齒輪的變型。例舉我公司生產(chǎn)實(shí)例，說明反變型量生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】 半齒輪 張口變型量 反變型量

1 半齒輪張口變型實(shí)例

半齒輪類機(jī)械零件在實(shí)際生產(chǎn)中十分常見。由于熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力所造成的鑄件張口變型是不可避免的，其結(jié)果就會(huì)造成齒輪外緣加工量過大，而內(nèi)緣沒有加工量，兩個(gè)半齒輪把合在一起進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，齒輪毛坯形成一個(gè)以對口方向?yàn)殚L軸的橢圓。

2 防止半齒輪張口變型方案

為了防止張口變型最好的方法是將兩個(gè)半齒輪連在一起鑄造，鑄后再用水焊切開，鑄造工藝上是放置切口加工量，采取刮板移中心的方案制造。

但對于一些中小企業(yè)生產(chǎn)尺寸較大的半齒輪類產(chǎn)品，往往受到設(shè)備能力的限制，如其中吊車的噸位、熱處理窯的規(guī)格、造型面積、電爐的熔煉噸位等條件的限制。又不得不采取半鑄的方法。因此采用合理的鑄造工藝方案，抵消和彌補(bǔ)鑄件的變型，獲得合格尺寸的鑄件，滿足機(jī)械加工的要求是鑄造行業(yè)的一個(gè)重要課題。

從上世紀(jì)70年代開始，我國開始制定了一種新的半齒輪類鑄造工藝方案，即采用反變型法制定鑄造工藝方案。它的原理如下：當(dāng)把兩半已經(jīng)張口變型的齒輪把合在一塊時(shí)就形成一個(gè)以切口方向?yàn)殚L軸的橢圓，如果我們把張口數(shù)量按反變型量做出的砂型就會(huì)形成一個(gè)以切口方向?yàn)槎梯S的橢圓。鑄造以后由于張口變型正好形成一個(gè)整圓。工藝上的刮板是用加上縮尺、加工量以后尺寸減掉張口變型的數(shù)值的短半徑刮出的，但垂直切口連線的半徑仍然按大圓半徑加上大小圓弧長差來確定的，如圖1所示。

這樣一來問題的關(guān)鍵就在于事先準(zhǔn)確確定各種類型的半齒輪類鑄件的張口數(shù)值。依據(jù)我們多年的生產(chǎn)時(shí)間經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)齒輪類鑄件的張口數(shù)值主要與下列因素有關(guān)：

（1）半齒輪類產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)；（2）鑄造合金本身的性質(zhì)；（3）鑄造工藝方案；（4）鑄造造型材料；（5）鑄件在砂箱或地坑中的保溫時(shí)間。

我廠生產(chǎn)的半齒輪材質(zhì)基本上是ZG42CrMo合金鋼鑄件，鑄造工藝方案基本上是刮板地坑蓋芯造型。造型材料是水玻璃硅砂。通過多年實(shí)踐發(fā)現(xiàn)開設(shè)拉筋和不開設(shè)拉筋對半齒輪張口的數(shù)據(jù)影響很小。至于在地坑中保溫時(shí)間長短的影響是存在的，但這種差異只體現(xiàn)在打箱之后到退火熱處理之前。保溫時(shí)間較長由于鑄件徑向收縮受阻，張口數(shù)據(jù)要比保溫時(shí)間短的張口數(shù)據(jù)要大一些。但經(jīng)過退火處理以后就會(huì)收縮回來。提前打箱會(huì)使鑄件處于自由收縮狀態(tài)，徑向收縮就會(huì)比較明顯。我廠生產(chǎn)的半齒輪類鑄件基本上為球磨機(jī)齒圈。該種齒圈為帶輻板、內(nèi)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)語

我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)越高越厚時(shí)張口的數(shù)值就越小，這主要是張口變型的阻力增加所造成的。這種類型的半齒輪張口變型量的修正與半齒輪直徑的大小關(guān)系很大，一般彈性變型量在10～20mm之間調(diào)整。有些鑄件在理論計(jì)算上同實(shí)際張口變型量有一定差距，個(gè)別需要進(jìn)行較大修正。但實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐證明，絕大多數(shù)是能夠取得滿意的結(jié)果的。

參考文獻(xiàn)

[1]李弘英，趙成志編著.鑄造工藝設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.2.