铸件变形控制

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1、Q5002端盖铸件变形控制 浇注系统的设置也对变形产生影响。通过对原浇注系统的分析我们发现此浇注系统确有不合理之处。由于铸件和浇注系统的充满时间不同、体积不同，因而冷却、凝固速度也不一致.当铸件收缩时，浇注系统的钢水进行补缩，使铸件完成凝固阶段.当浇注系统开收缩时,便受到铸件两个内浇口处的阻碍,故在两个内浇口处产生不同的拉应力，当此拉应力超过铸件的屈服极限时，铸件便产生了塑性变形，故将两个内浇口改为一个内浇口,变形量全部小于1 m m,合格率为95 %，使铸件变形得到有效控制,既满足了生产要求，也为今后生产平板类铸件积累了宝贵的经验半进料端盘铸造变形问题分析与改进 摘要 ： 通过分析大型半进料

2、端盘变形的原因，认为变形主要是由于原铸造工艺方案设计不合理，浇注位置及冒口设置阻碍铸件凝固收缩，造型方法对控制砂型尺寸有影响。提出改进工艺采取锥盘加工面朝上的方案，取消法兰处冒口,由组芯造型改为刮板造型，合理分布浇注系统，彻底解决变形问题，并提高工艺出品率及生产效率。铸件变形问题根据产生原因和过程，分为结构设计不当、材质铸造性能差、型砂退让性差、铸件工艺方案不合理等情况，还与生产中各工序操作方法及浇注温度等有关,影响因素较多车 削 大 型 薄 壁 缸 体 防变 形 工 艺齐齐哈尔第二机床厂（ 1 6 10 05 )英恒义温风民我 厂的大型薄壁缸体是关键零件，缸体尺 寸大，为了析 毖 正质量,我

3、 厂 经 攻 关 验证，从 中 找 出 缸体 变形 规律，采取 防 止 变形 的措施,确 定 出 加 工工 艺方 案，使薄壁缸体 的加 工均 达到 设计要求。按原 工 艺 加工 的首件缸体 变形量为0.50。7 m m。因缸 孔 内装有外 购 配套的异形 密封 环,无 法满足 使 用 及 采取相应 补 救措施。我厂即 用此 首 件作为试验件.将工 件1 7 1 o m m 长度分成前、中、后 3 段,每段在 内圆周上 取对 称4处,在 各个工序 之 后 检测 各点变形 量,并作 好记 录,再 比 较 及分析。现 仅介 绍 为防止 加工中及 完工后 缸 体变形 所采取的相应工 艺措施.以 图1所

4、 示 薄壁 缸 体 为例,该件为A 3钢板卷焊件，完工后 壁 厚 为Z Om m,重量近6 0 0 kg。由于冷却速度不同而产生内应力，厚壁部分受拉力而内凹，薄壁部分受压应力而向外突出,为此,在造型时预先做出相反方向的变形量,( 3 ) 控制铸型温度分布使其均匀冷却,如内浇口分散多处，从薄壁处引人;减少铸阻力，增大型芯退让性,尽 可能从工艺设计上减少铸造过程所形成的残余应力,并要 在3 0 0以下开箱 现代 铸 铁 19 9 7 年 第 2 期 25-26 大 型 扁 平 类 铸 件 的 变 形 与 控 制2 1 防变形 拉 筋设 计 大型高铬铸铁肩胛环防变形研究 针对此类铸件的特点 ，防变形

5、拉筋的设计是关键。 要想发挥圈筋的作用必须要使圈筋先于铸件凝固以先获得强度 ， 从而可以在铸件产生应力变形时起到 牵制作用【1】。圈筋在热处理完成后去除 。2 .2 拉筋 位 置 的确 定热应力的产生是由于铸件不同部位冷却时问不一致引起的 ，在壁或散热快的 部位形成压应力 ， 在壁厚或散热慢得部位形成拉应力. 就此肩胛环铸件来说 ， 上表面 （ 带预 制 件 的面 ) 比下表面散热快 ， 因此决定把拉筋设在下表 面 ， 这样可以起到使散热趋于一致的作用【2】。【1】 曹瑜强主编.铸造工 艺 及 原 理 M 。 北 京： 机 械 丁 业出 版 社，2 0 0 8 。【2】尹怡民。上 铬 铸 铁大

6、 型 超 薄 衬板 铸 造 成型 I J .杂 质 泵 技术， 2 0 09（ 14 合刊 ） ： 7 2 74。 设置加强筋或拉筋等 ， 以提高模样的抗变形的能力 ， 使铸件的变形消失在方案设计中 , 达到事半功倍的效果。（ 1 ） 浇 注系统 的设 置 浇 注系统设 置在 铸件壁薄 的一 边,内浇道 从铸件 壁 薄处均匀 引人.单 向浇道应 设置 在铸件 薄壁处，以 平衡铸造应 力,减小变 形.滑架槽帮类铸件变形的原因及控制铸件在凝固后收缩时其体积和长度都会发生变化，如这种变化受到阻碍就会产生应力，称此应力为铸造应力 铸造应力的出现危害甚大，轻者使铸件发生变形，重者则导致开裂铸件变形原因分

7、析铸件的变形是由铸造应力所造成的一种缺陷，热应力是造成铸件变形的主要原因，铸件结构薄厚不匀，各部分的冷却收缩不一致，冷却较慢处（厚壁和内层）有残留拉应力;冷却较快处（薄壁和外层）有残留压应力 处于应力状态的铸件，力图从这种不稳定状态向稳定状态转化,能自发地进行变形以减少内应力 显然，只有原来受拉伸的部分发生收缩变形，受压缩的部分伸张变形,才能使铸件中残留的应力减小或消除铸件的挠曲变形正是恢复其原来变形走向的结果,即厚的部分向内凹（缩短）,薄的部分向外凸(伸长）工艺改进设计减少铸件热应力变形的根本在于使铸件结构设计合理和减少铸件冷却过程中各部分的温差，对于如滑架槽帮这类易变形的铸件，结构不便做较

8、大调整，但工艺上采取合理可行的措施也可以达到减小或消除铸件变形的目的（1） 采用反挠度法抵消铸件垂直方向变形（2） 开设拉肋防止铸件水平方向变形，在铸件上开设防变形拉肋能承受应力，防止铸件变形，待铸件消除应力后，再将拉肋去掉 李康文。铝合金复杂箱体熔模铸造数值模拟研究D.江苏大学，2012.DOL：10。7666/d.2093390。近几十年来，在世界铸件中出现了引人注目的趋势，这就是铝合金铸件的生产量迅速增长【1】.铝合会具有高的比强度、比刚度和抗疲劳性能，是理想的结构材料。泛应用于航窄、航天、汽车、船舶、兵器、电子等 我国是当今世界铸件产量的大国，产量超过1600万t，居世界首位。但同时我

9、国铸造生产水平还跟不上发达国家的脚步，要想从铸造大国变成铸造强国，必须做到市场反应快、产品质量高、生产成本低【6】随着计算机技术和熔模铸造理论的发展，金属充型过程、凝固过程、型腔内金属液体的流动压力、模具温度梯度等计算机数值模拟技术已经日益成熟。铸造充型凝固过程的数值模拟可以帮助工人预测可能出现的各种缺陷的大小、位置和发生时间，从而优化铸造工艺，缩短铸造时间，保证铸件质量,降低铸造成本.在国外熔模铸造技术数值模拟已经进行了比较深入的研究，并取得很大成果.美国、德国、日本等国家采用MAGMASoft、ProCAST等软件成功对铝合金熔模铸造过程进行了数值模拟研究。内浇道横截面尺寸对铸件质量的好坏

10、影响较大，尺寸太小，不利于铸件补缩；尺寸太大就会增大内浇道出的热节，铸件可能会出现缩松缺陷。由于影响因素较多,目前也没用一个理想的公式计算内浇道尺寸，只能用一些简单的经验公式或图表大概确定截面尺寸。目前实际生产中常用比例法和当量热节法【62】。（1）比例因数法此方法以铸件上热节圆截面积或直径作为主要依据，其公式为：D内=(06-10)D节 （3.1)S内=（0409)S节 （3。2）式中：D内内浇道直径（mm）；D节铸件上热节圆直径（mm）;S内内浇道截面面积(mm2）；S节-铸件上热节截面积（mm2）。（2）当量热节法根据补缩需要把铸件热节换算成一个圆柱体单元，且假设该单元与铸件热节有相同的

11、模数和重量,这个单元直径称为当量热节直径。由此推出一个计算公式： d=kDc式中:Dc 当量热节直径(mm;K 重量系数；D 内浇道尺寸(rmm)。本文选用比例因素法，经测量，铸件热节部分的横街面积为750ram2，且前面系数查手册选用08，根据公式31得，D内=08750 mm2=600mm2，截面形状选用20ramX30mm的长方形。【1】沈桂蓉,解起东铝合金熔模铸造【J】特种铸造及有色合金2000（6）：4850【6】肖泽辉，罗吉荣精密铸造在我国的应用及其发展对策【J】Hot Working Technology2003（3）：46-48 【62】叶久新，文晓涵熔模精铸工艺指南【M】长沙

12、：湖南科学技术出版社，2006熔模精铸件变形的预防及矫正 尹志广 热处理/锻压/铸造2014年 第15期 3334主要表现为:圆形件变为椭圆;相互垂直的箱壁达不到样板要求；各类开档增大或变小；板状、条状件受力扭曲、翘曲，平直度不合格；多孔铸件的同心度和相对位置不合格等。铸件变形的补偿 李建芸 机械管理开发 2003年2月 第1 期 7-8床身、工作台类长形铸件壁厚不均匀，导轨一般比其余部分厚，冷却速度不同，存在温差，厚壁部分处于塑性状态，薄壁部分已进入弹性区。铸件继续冷却，当厚壁部分被拉长而形成热应力，薄壁部分被压短一些而形成压应力，由于物体自身存在着由不稳定状态向稳定状态转变的趋势，所以当厚

13、壁部分受拉伸则力图收缩,相当于作用一个压力，薄壁部分受压缩则力图伸长，相当于作用一个拉力，铸件在这一对力矩作用下厚壁部分向内下凹，薄壁部分向外凸起。为了得到平直的合格件则采取反挠度的办法来补偿，即在模样制作时向相反方向弯曲,习惯的给法是把模样分成两段，刮出两个斜面,冷却后变形的结果正好将其抵消（1） 由一次反挠度改为二次反挠度由一次反挠度！形成的斜线(、(）线上的.、/两点（在长度方向离端面的45处）给二次反挠度！,，即把交点下移1%$%，在&的678,0#床身上试验，把模样按全长分为四段，在放模样时调整出二次反挠度(见图$）进行了试验，结果良好,最大变形量不超过1%。铸件变形控制的研究 马志

14、莲 ， 郑贤淑 , 姚山( 1) 矩形杆的变形挠曲线 符合方程 y= k x2; ( 2 ) 矩形杆的变 形随高度增大呈先 增大后减小的变化趋 势 ; ( 3） 提高浇注温度 、铸型初始温度 , 减小底板的激冷能力能有效地控制变形 铸件变形是造成铸件 ， 尤其是各种精密铸件及大型铸件尺寸和形状精度不合格的原因之1.造成铸件变形的原因很多 , 如液态收缩、 固态收缩、固态相变、大气压、 溶液负压、铸型约束等 2 .使得对变形的分析错综复杂 ， 远远落后于铸造领域其他方面的研究 。 国内有些铸造工作者针对生产中特殊变形铸件的工艺改进进行了尝试3 - 4 , 并对于各种因素与铸件变形间的定量关系国内

15、外的一些学者也已开始了初步研究5 - 8 . 本文通过对 Al Cu 4 . 5 合金矩形杆的变形进行实验 , 研究了不同尺寸条件、 不同工艺参数对变形的影响 ， 得出了杆件的变挠曲线方程及工艺参数与挠曲方程系数的经验公式 ， 以求达到控制变形的目的 。提高铸型温度 , 使得在冷却初期铸型与铸件的温差减小 。 根据傅里叶定律式 ( 1 ）可知 ， 温差减小 ，导热的比热流量就减小 , 矩形杆冷速变慢 , 上、下温差及冷速的不均匀程度减弱 , 故使变形减小 1 高英 , 马敬仲 . 铸件变形与时效 . 北京: 机械工业出版社 , 19 85。2 铃木俊夫 . 铸物变形解析 . 铸物 ， 1 99 1， 63 （ 1 2） ： 94 83 蔡汝忠 . 窄长龙筋铸件侧弯变形的防止 。 铸造 . 19 92（ 10 ) ： 944 田保全 , 陈竞湖 . 织机长横梁铸件的挠曲变形及防止 . 铸造 ， 1 99 3（ 7 ) : 275 郑贤淑 ， 金俊泽 ， 马志莲 . 铸件变形计算模型的研究 。 大连理工大学学报 ， 19 97 , 3 7（ 6 ) ： 66 3 6 676 金永基 ， 铃木俊夫 , 梅田高照 , 他 . 平板 金型铸