lj65q-1a曲軸箱鑄造工藝設計

lj545q-科學生產曲軸箱微汽車發(fā)動機的曲軸箱是厚度、復雜性和高強度的車身材料。這不僅需要良好的力學和尺寸精度，還需要良好的致密性和氣密性，以避免收縮孔、孔和沙孔的缺陷。其是發(fā)動機五大部件中結構復雜、鑄造難度大的鑄件。LJ465Q-1A曲軸箱外形尺寸為長310×上寬139(下寬185)×高235(mm),材質為HT250特種合金鑄鐵,毛坯重約29Kg。根據以往曲軸箱毛坯的生產經驗,鑄造工藝的合理設計是生產高質量鑄件的關鍵環(huán)節(jié)。為此,我們對LJ465Q-1A曲軸箱作了綜合分析,對其造型及砂處理工藝、制芯工藝、熔煉工藝、澆注工藝、工裝夾具及組芯、下芯方法進行了優(yōu)化,同時加強生產管理和質量控制,生產出合格的曲軸箱毛坯。經批量生產以來,其綜合廢品率穩(wěn)定在5%以下。本文對LJ465Q-1A曲軸箱的鑄造工藝設計進行分析總結。1性能要求為造型設備采用德國進口的BMD氣沖造型線,砂箱尺寸為800×600×300/300(mm),毛坯采用一型兩件。型砂采用煤粉濕型砂,其配制及性能要求如表1:除按表1嚴格配置型砂外,型砂的溫度控制對型砂質量的好壞也至關重要。為此,車間專門配置了一臺美國辛普森的雙盤冷卻器,有效地控制型砂溫度在42℃以下,保證了型砂質量。2覆膜砂壓過法解決了體壓粉的缺陷,提高了產品的質量由于LJ465Q-1A曲軸箱的坭芯種類多,形狀和結構復雜。為保證鑄件質量,我們采用覆膜砂熱芯盒制芯方式。覆膜砂制芯特點為:坭芯強度高,尺寸精確,表面光潔,熱變形量小,潰散性好。覆膜砂是采用熱固性樹脂為粘接劑,坭芯的強度隨樹脂的加入量增多而提高。但是,樹脂屬高揮發(fā)性物質,若樹脂的加入量過多,澆注時遇高溫鐵水分解產生大量氣體,若不及時充分地排氣,會造成鑄件氣孔缺陷;而且,樹脂的加入量過多,會導致覆膜砂的流動性差,易造成坭芯射不滿和堵塞射砂嘴的現象。為保證坭芯的質量,我們根據坭芯的特點,多次對國內數家覆膜砂生產廠的產品進行了對比試驗和應用,最后選用了廣西柳州市某鑄造材料廠生產的GM-F32耐高溫覆膜砂和GM-F42普通覆膜砂。該覆膜砂具有流動性好、強度高、易潰散、耐高溫、發(fā)氣量低等特點。一年多的生產應用證明,該覆膜砂完全能滿足生產要求,生產的曲軸箱質量穩(wěn)定,性能良好?？紤]到坭芯在存放過程中具有一定的吸濕性,存放期過長會使坭芯的強度降低,為此我們嚴格規(guī)定坭芯的存放時間不能超過7天,并嚴格遵循先制先用原則。采用覆膜砂制芯工藝時,常在制芯過程中出現芯盒排氣不暢、易造成坭芯射不滿的現象。為此,我們采取調整射砂壓力、射砂時間等工藝參數,在熱芯盒上開排氣槽和排氣孔等措施,較好地解決了這一問題。為避免坭芯在澆注后出現燒結,影響鑄件清潔度,水套芯及回油道芯均涂刷由廣西柳州市某鑄造材料廠生產的GM覆膜砂專用水基涂料,效果良好。坭芯在刷涂料后,須進烘爐進行烘干。烘干溫度控制在(160～200)℃。3組合成芯的組合特點一型兩件的LJ465Q-1A曲軸箱型腔是由20個坭芯組合而成,不僅坭芯復雜,而且數量多,這給型芯的定位、組芯和下芯帶來很大困難。為此,我們采取了以下幾個措施:3.1定位裝置設計(1)兩個主坭芯之間設計有止口定位,并同時與端面芯、側面芯間設計有定位裝置;(2)油道坭芯定位在主坭芯和端面坭芯上;(3)水套坭芯定位在端面芯、側面芯上;(4)兩塊端面芯和兩塊側面芯互相定位;(5)整套型芯由兩塊側面芯和端面芯與鑄型定位。3.2生產效率不高由于坭芯的數量多,采用普通的人工組芯和人工下芯方法不僅速度慢,勞動強度大,其精度也難以保證,生產效率不高。為此,我們專門設計了一套坭芯組合胎具和自動下芯機械手,每塊坭芯在胎具上設計有準確的定位和支承,坭芯在胎具上由氣缸驅動自動夾緊組合,由雙向電磁閥控制。坭芯組合后由下芯機械手準確下到型腔。4化學成分及測溫采用2臺3t、1臺1.5t工頻爐進行熔煉,用快速光譜分析儀進行鐵水爐前化學分析,每爐進行一次,同時結合每包鐵水的爐前三角試樣斷口分析來控制鐵水化學成分。鐵水的化學成分及機械性能要求見表2。爐前鐵水測溫采用快速測溫熱電偶,熔煉溫度控制在(1500～1520)℃,澆注溫度控制在(1380～1430)℃,澆注時間(17～20)s。包內孕育處理采用復賽科、75#硅鐵兩種孕育劑混合,隨鐵水流沖入包內。5中間軸承位出現縮孔缺陷根據LJ465Q-1A曲軸箱的結構特點和性能要求,原澆注系統(tǒng)采用中間注入式,將內澆口開設在軸承位部位。在小批試制時廢品率曾高達15%,其中主要廢品是加工后試水壓時出現漏水現象。經解剖,是由于中間軸承位處出現縮孔引起。經分析,在鑄件第3軸承位散熱條件差,易形成熱節(jié),冷卻過程極易出現鑄件縮孔缺陷,造成加工后試壓時出現滲漏現象。因此,我們改進了澆注工藝,由中間注入式改為階梯注入式,在鑄件下箱兩側增加兩個內水口,使整個鑄件的溫度場更趨均勻,既避免了第3軸承位出現縮孔缺陷,又保證了鐵水的充型速度。為保證鐵水的充型平穩(wěn),充分發(fā)揮橫澆道的擋渣作用,我們采用半封閉半開放式澆注系統(tǒng),澆道截面積之比設計為F直∶F橫∶F內=1∶0.9∶1.15,并在直澆道與橫澆道交接處放置過濾網,以利擋渣。6提高鑄件氣孔LJ465Q-1A曲軸箱在生產過程中,鑄件主要缺陷為氣孔、冷隔及回油道坭芯斷裂。(1)為了解決“氣孔”缺陷,首先要控制坭芯的發(fā)氣量:除控制覆膜砂中樹脂的加入量外,我們還用水基涂料代替醇基涂料,有效地減少澆注過程中揮發(fā)性氣體的產生;并規(guī)定刷涂料后的坭芯須按工藝要求烘干烘透。其次是改善型腔的排氣通道,在曲軸箱易產生氣孔的位置增加排氣針,使型腔中的氣體能及時排出,同時要求澆注工人及時引火排氣;根據鐵水的順序凝固原則,在鑄件充型末端增加6處溢流冒口,有利于排氣除渣,解決鑄件表面的氣縮孔。(2)為了解決“冷隔”缺陷,首先把澆注溫度提高到(1380～1430)℃;其次要求澆注工在澆注過程中將鐵水平穩(wěn)地注入澆口杯,并使?jié)部诒冀K保持充滿狀態(tài),以保證鐵水的充型壓力和充型速度。(3)為了解決“回油道坭芯斷裂”問題,我們在回油道坭芯中加入芯骨,大大增強了坭芯強度,使其在澆注過程中出現斷裂的現象大為減少。通過采取上述措施,LJ465Q-1A曲