YJ231接装机后墙板铸铁件浇注系统当冒口的补缩和溢流排渣设计

YJ231接装机后墙板铸铁件浇注系统当冒口的补缩和溢流排渣 YJ231接装机后墙板铸铁件浇注系统当冒 口的补缩和溢流排渣设计 Vo1.27No.11 Nov.2006 铸造技术 F0UNDRYTECHN0L0GY 铸造技术FoundryTechnology? YJ231接装机后墙板铸铁件浇注系统当冒口的 补缩和溢流排渣设计 连炜,刘烈绣,魏兵. (1.西安工业大学机电工程学院,陕西西安710032;2.江西赣州市赣南机械总厂,江西赣州341000;3.西安理工 大学材料学院,陕西西安710048) 摘要:YJ231接装机后墙板铸铁件,材质HT200,轮廓尺寸1102ITIITI×962ITIITI×34ITIITI,重200kg,干砂型,表面质量要求高, 6个面均需机加工.为获得无夹渣,夹砂,缩松,气孔等缺陷铸件,采用均衡凝固浇注系统当冒口,浇注和补缩一体化设计方 法:1只直浇道040mm,双向横浇道截面梯形32mm×44mm×50mm,4只内浇道80mm×7mm搭接在铸件顶面,设2只溢 流排渣冒i=io50mm×60mm,8只出气冒口020mm.墙板实际浇注时间28s,与计算值吻合.生产实践证明,运用均衡凝固 浇注系统当冒口浇注,补缩和溢流排渣工艺稳定可靠. 关键词:墙板铸铁件;浇注系统补缩;溢流冒口;均衡凝固 中图分类号:TG251文献标识码:A文章编号:1000—8365(2006)11—1151-03 DesignofaGatingSystemUsedasRisersforFeedingand OverflowandSlagRemovalintheBackWallboardCast IronCastingofYJ231PlugAssembler LIANWei,LIULie-xiu,WEIBing3 (1.SchoolofMechanicalandElectronicEngineering,Xi'anTechnologicalUniversity,Xi'an710032,China; 2.(Ganzhou)GannanMachineryFactory,Ganzhou341000,China;3.SchoolofMaterialScienceandEngineering, Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,China) Abstract:ThebackwalIboardironcastingofaYJ231plugassemblerismadeofHT200,itstotal weightis200kg,anditsoveralIdimensionsare1102mminlength,962mminwidthand34mmin height.Itisrequiredthatthedrysandmouldhasahighsurfacequality,andthesixsurfacesshould bemachined.Inordertoproducethecastingwithoutslaginclusion,sandinclusion,dispersed shrinkageandblowhole,thegatingsystemofproportionalsolidificationisadoptedasanintegrated systemofriser,pouringandfeeding,whichincludesaspruewithasizeofo40mmdiameter,bi- directionaltrapezoidalcross— sectionrunnerswithsizesof32mmx44mmx50mm,fouringateswith asizeof80mmx7mmoverlappedonthetopofcasting.twooverflowandslagremovalriserswith asizeof50mmx60mmand8degassingriserswithasizeofo20mm.Thetotalpouringtimeofthe walIboardis28s,whichisinaccordancewiththecalculatedresult.Theproductionpracticeshows thatitisreliableforusingthegatingsystemofproportionalsolidificationasriserpouring,feeding, overflowandslagremova1. Keywords.Wallboardironcasting;Feedingofgatingsystem;Overflowriser;Proportional solidification 轻工机械YJ23接装机后墙板材质为HT200,铸 收稿日期:2006—09—10;修订日期:2006—09—20 作者简介:连炜(1964一),女,山西太原人,副教授,研究方向;铸造工 艺及机械设计. Email:Lw6868@126.corn 件轮廓尺寸1102mm×962mm×34mm,重G一 200kg,干砂型,6个面均需机械加工,加工后的外形 尺寸为1090mm×950mm×20mm,表面粗糙度要求 Ra1.6m,铸件不允许有夹渣,夹砂,缩松,气孑L等缺 陷.该件属中等壁厚平板类铸铁件,其凝固模数M件 一 1.7cm,质量周界商_】Qm一40.71kg/cm.,属稀疏 F0UNDRYTECHN0L0GY VoI_27No.11 NOV.2006 件,可不专设补缩冒口,采用浇注系统当冒口的浇注和 补缩一体化设计方法],用大孔出流理论进行浇注系 统的充填设计],用收缩模数法进行浇注系统的补缩 设计州],对充填和补缩的设计结果进行对比分析,使 之既满足充填又满足补缩的需要;为防止产生夹杂,气 孑L,浇不足等缺陷,在内浇道对面设置溢流排渣冒口和 横浇道(双向道) 内浇道(4道) 在上型设置出气冒口.本文介绍该件浇注系统当冒口 的浇注,补缩和溢流排渣工艺的设计过程和计算方法. 1浇注系统的设计 浇注系统由1只直浇道,2只横浇道,4只内浇道 组成,如图1.用大孑L出流理论设计计算各组元的截 面积. 图1后墙板工艺简图 Fig.1Structureofcastingandgatingsystem 1.1内浇道截面积的计算 (1)浇注时间的计算 ,一s:2X厕?28(s) 5为与壁厚相关的系数,取S一2. (2)选取浇道截面比 A直:?A横:?A内一1.0:3.0:1.5 (3)取直浇道,横浇道,内浇道流量系数分别为 l,2,3,l一2—0.55,3—0.45,贝U 是t一{苦一是一0.33,是;一0. 点z一一一0.8,k. 2—0. 66 (4)平均压头h.计算 H--H上箱+H杯一200+100—300(mm)一3(cm) 一H一X30----ll(cm) (5)内浇道总截面积?A内的计算 ?A内一———=一———一 0.31?3t~/.0.31X0.45X28x,/11 — 15.4(cm) 生产中选用76/80mmX6mm(梯形),其实际总 截面积?A内一18.7cm. 内浇道与铸件本体的搭接,设计搭接尺寸80mm ×7mm,其总截面积?A搭接一22.4cm,搭接面积大 于内浇道的阻流面积18.7cm. 1.3横浇道截面积的计算 ?A横一3.0XEA 内一 }{×18.7--37.4(cm) 设计横浇道截面32/44mmX50mm梯形,其实 际总面积?A横一38cm. 1.4直浇道截面积的计算 A直===X?A内一1×18.7----12.5(cm) 设计直浇道直径040mm,其实际截面积A直一 12.6cm. 2浇注系统当冒口补缩功能的核算 2.1铸件收缩模数的计算 铸件模数MC一1.7cm,铸件质量周界商Q一G/ 懈一40.71kg/cm.. 收缩时间分数 Pc一11 而一爵而而一0.28 收缩模数系数厂2一~/一,//一0.53 收缩模数Ms=,2?Mc—O.53×1.7----0.90(cm) . 一罄.. 《铸造技术》11/2006连炜等:YJ231接装机后墙板铸铁件浇注系统当冒口的补缩 和溢流排渣设计?1153? 2.2直浇道M直当冒口体的计算 Mx—flf2f3f苴巍M怿 式中,——冒口平衡系数,取f一1.2; —— 冒口压力系数,取一1.1; 厂直流——直浇道流通系数,取flm一0.75. MI一1.2×0.53×1.1×0.75X1.7—0.89(cm) 设计的直浇道040mm,其实际模数M直一1cm, 直浇道当冒口其补缩安全裕量1/0.89—1.12. 2.3横浇道当冒口的计算 Mm—f1?f2??A漉?M件 式中fm漉——横浇道流通系数,取fm漉一0.75. M—1.2×0.53×1.1×0.75×1.7—0.89(cm) 设计的横浇道32/44mm×50mm,其实际模数 M横一1.08cm,其补缩流通的安全裕量1.08/0.89— 1.21. 2.4内浇道M^当冒口颈的计算 内浇道与铸件本体搭接. Mm—fp?f2?f?M件 式中——流通效应系数,取fp一0.35; —— 冒口颈长度系数,取一0.8. Mm一0.35×0.53×0.8×1.7—0.25(cm) 设计的内浇道76/80mm×6mm,长25mm,其实 际模数M内一0.28cm,安全裕量0.28/0.25—1.12. 验算结果表明,用大孔出流理论设计计算的后墙 板浇注系统能满足其补缩需要. 3浇注系统挡渣能力的验算和设计 3.1内浇道实际作用压力头h.的计算 设计的浇注系统实际浇道截面比A直:?A横: ?A内一12.6:38:18.72—1.0:3.0:1.5,则 是-一一害一0.33志{一0.11 志z一一一0.82志;一0.67 s一?H—X30=11.3(cm) 3.2横浇道充满程度的判断 余一3--h横一)一11.3一(5.0一)一6.6(cm) 横浇道充满有余6.6cm,浇注系统有挡渣能力. 设计横浇道末端延长100mm. 4溢流冒口与出气冒口的设计 为防止产生夹渣,气孔,浇不足缺陷,在内浇道对 面设置2只溢流排渣冒口050mm×60mm,其尺寸按 工厂工艺选用,见图1.为及时排气,在铸件上型 设置8只020mm出气冒口,如图1. 5防止产生夹砂的辅助措施 大平面类铸件容易产生夹砂缺陷.为更有效防止 夹砂,在严格控制型砂性能的同时,造型时在铸型上扦 钉子,提高铸型的整体强度. 6生产效果 (1)用本工艺连续生产后墙板6件,用此类型工 艺生产其他4种平板24件,均获得成功.生产实践证 明,对后墙板这类中等壁厚的平板类铸件,用大孔出流 理论进行浇注系统充填设计,用收缩模数法进行浇注 系统的补缩设计,使之既满足充填,又满足补缩需要, 同时设置溢流排渣冒口的工艺,是稳定可靠的. (2)后墙板铸件实测浇注时间平均28S,与计算 值吻合,证明运用大孔出流理论设计浇注系统,可以保 证铸件的充填. 参考文献 [1]魏兵,袁森,张卫华.铸件均衡凝固技术及其应用 [M].北京:机械工业出版社,1998. [2]赵志国,魏兵.铸件浇注系统当冒口补缩设计方法 [D].西安:西安理工大学硕士研究生论文.2002. [3]连炜,顾祥鸿,魏兵.运用大孔出流理论设计磨齿机床 身底注式浇注系统[J].铸造技术,2006,27(3):205—207. LIANWei,GUXiang—hong,WEIBing.Designofthe BottomGatingSystemfortheGrindingMachineBody BasedonLargeOrificeDischargeTheory.Foundry Technology,2006,27(3):205—207. [4]连炜,白继昌,郭玉玲,等.运用均衡凝固模数法设计液 压试验平台铸铁件压边浇冒口系统[J].铸造技术,2006, 27(7):659—661. LIANWei,BAIJi-chang,GUOYu-ling,eta1.Designof KissGating—feedingSystemofHydraulicTestPlatform IronCastingbyApplyingModuliCalculationMethodof ProportionalSolidification.FoundryTechnology,2006, 27(7):659—661. [5]连炜,朱建中,魏兵.运用均衡凝固理论设计液压机 上横梁底雨淋式浇注系统[J].铸造技术,2006,27(8): 771-773. LIANWei,ZHUJian—zhong,WEIBing.Designof BottomShowerGatingSystemUsingProportional SolidificationTechnologyatTopBamaofHydraulic Machine,2006,27(8):771-773. [6]连炜,叶建,刘文,等.应用均衡凝固收缩模数法设 计补缩式浇注系统消除球铁油缸铸造缺陷[J].铸造技 术,2006,27(4):307-309. LIANWei,YEJian,LIUWen,eta1.DesignofGating SystemUsingModuliCalculationMethodtOAvoid CastingDefectofDuctileIronOilCylinder.Foundry Technology,2006,27(4):307—309.