减速器箱体的铸造工艺设计及生产

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1、减速器箱体的铸造工艺设计及生产JF90-1 箱体是南水北调工程中减速器箱体的重要部件，外形尺寸 为1700mmx高740mm,材质QT450-10,此种减速器箱体输出扭 矩高达170吨，箱体的轴承端承载载荷较大，该铸件内部质量要求非 常严格、苛刻,不能有夹渣、疏松、裂纹等缺陷。同时,该批铸件壁 厚不均，大部分壁厚50mm,轴承端的壁厚高达130mm，而且在外 圆上有两处025Ommx35Omm限位装置，均要求满足欧洲探伤标准。1 铸造工艺设计及方案选择1.1 铸件的工艺性分析从箱体的形状结构看，在铸件限位装置两处，分别存在厚大几何 热节，易产生大的收缩，很容易出现变形、缩孔、缩松等铸造缺陷。

2、此两处工艺措施：在铸型和砂芯内分别设置冷铁（厚度为 100mm）， 增加散热面积，减小热节。1.2 浇注位置和分型面为了减少箱体铸件大加工平面缺陷产生，将其放在底部。顶部采 用冒口出气及浮渣。分型面如图1所示，为了保证起模方便，设置了 两处分型面，盖底箱起模不便处，放置正起模斜度。1.3 浇注系统设计 采用半开放半封闭式浇注系统，先开放后封闭，有利于挡渣。直浇道采用80mm陶瓷管，横浇口尺寸1/2 （45+65） x65mm，内浇 口尺寸（41+45）xl4mm，直浇道总面积为5024mm2，横浇道断面 总面积为7150mm2，内浇道断面总面积为6020mm2，工F直：工F 横：JF内=1：

3、1.5： 1.2,横浇道、内浇道均涂刷石墨涂料，两次涂刷 两次烘干。内浇口沿着外圆切向引入，分散开设，尽量避开铸件厚大 部位，尽量避免铁液冲击砂芯，从而使铁液能够顺利地进入型腔并平 稳地充满型腔，同时也便于清理，直浇口底部设置耐火砖保护，有效 防止冲砂现象的发生。1.4 工艺参数设计（1）铸件收缩率：铸件收缩过程受到阻碍不大，收缩率选取： 长度方向 1%，高度方向 1%，宽度方向 1%。（2）加工余量：底面取 10mm,孔径取12mm，顶面取12mm。（3）分型负数为1mm，芯头 配合间隙 1mm。1.5 冒口的设计及计算根据均衡凝固理论，利用球墨铸铁石墨化膨胀，抵消一部分收缩， 设置冒口补缩

4、铸件初期凝固產生的收缩，采取参数如下：根据铸件壁厚 T=60mm,选取 D=2T, H = 1.5D, B=0.6D, h=0.3-0.35DD=120；H=180；B=70；h=40。1.6 砂芯的设置采用呋喃树脂自硬砂造型、制芯。根据铸件结构特点,内腔结构 不太复杂,为了减少砂芯,采用中间设置一整体砂芯,需要在下芯合 型前放置在底模上部,使用下芯吊具整体下芯。这样既保证了尺寸精 度,又减少了因使用芯撑而带来的渗漏。2 铸造生产控制2.1 模样制作做1个实样外模、1个实样芯盒、1个卡板、外模上做出冒口定位。缩尺 1.0%。2.2 造型生产控制造型：采用天然硅砂,粒度30/50目,含泥量小于0

5、.45%,水分小于0.5%, SiO2含量大于97%。混砂设备采用25t/h移动式混砂机。箱体铸件的合箱过程,是控制铸件尺寸的关键过程,下芯后,采 取演箱的方式,调整局部测量不到的壁厚；可以测量的部位,用专用 卡板测量尺寸,采取这两种方式检验砂芯的定位,控制铸件尺寸精度。 为了防止铸件表面产生粘砂,在砂型表面和芯子表面涂刷耐火度高的 石墨涂料两层,分层点燃干燥固化,以增加型砂表面强度,避免表面 落砂,提高铸件质量,并吹干净浇口管内的砂子。下芯后,用卡板检 查壁厚并测量尺寸，中间芯与上箱压石棉绳。2.3 化学成分控制C含量（质量分数，下同）控制在3.2%-3.9%范围内，Si含量控制 在2.6%

6、-2.8%范围内。Mn降低塑性和韧性；同时锰易产生偏析，铸态 下在共晶团边界极易形成碳化物，降低铸件力学性能，所以锰含量控 制在0.5%以下。为了防止磷共晶、MgS等杂质产生，磷含量必须小于 0.06%，硫含量必须小于 0.03%。要求熔炼设备为中频感应电炉，铸件 毛坯包括浇冒口总重为4800kg，采用底注式摇包浇注铁液，浇注温 度1345C。，浇注时间85s，注意点火排气。2.4 铸件清理清理工作前，先检查铸件表面有无严重缺陷。清理时，应注意不 得损伤铸件的边缘、棱角。禁止重锤敲击以免出现裂纹。铸件翻转时 应注意人身安全，并应垫软胎或木块以防碰坏。对铸件进行了抛丸处 理，去除铸件表面粘砂、氧化皮等附着物，显露出金属表面。2.5 生产验证实际生产严格执行铸造工艺，最终成功生产了 6个JF90-1箱体， 化学试验报告、金相试验报告、力学性能试验报告、局部探伤报告均 满足客户要求及相关标准。铸件内部无缩孔、缩松、裂纹、气孔等缺 陷。通过以上工艺生产出的首件产品具体性能指标：3 结束语JF90-1 箱体利用实样造型方法，操作简单，保证了铸件无裂纹、 变形、缩孔、缩松等铸造缺陷。取得了客观的技术效果和经济效益。 本产品无论是内在质量还是外在质量都得到了用户的认可，为大批量 生产减速器箱体做好了准备工作。