应用均衡凝固理论改进前立柱的铸造工艺

作者：信息来源:无忧机械电子 2006-10-15

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前立柱是铣镗机床的主要关键件之一。主轴箱在其导轨上运行，要求前立柱与铣镗底座要有可靠的结合性、稳定性。能保证前立柱具备这种条件的部位是法兰盘。1．前立柱零件与铸造工艺简介前立柱外形尺寸为3946×1670×1450（mm），从整体上来看，除了法兰盘、导轨最厚为80 mm外，其余的部分均为20-25（mm）。...

前立柱铣镗机床的主要关键件之一。主轴箱在其导轨上运行，要求前立柱与铣镗底座要有可靠的结合性、稳定性。能保证前立柱具备种条件的部位是法兰盘。因此，此部位决不允许有缩松、抽缩等铸造缺陷。
1．前立柱零件与铸造工艺简介
前立柱外形尺寸为3946×1670×1450（mm），从整体上来看，除了法兰盘、导轨最厚为80 mm外，其余的部分均为20-25（mm）。材质为HT300，单件重5.5T。分型面选在铸件的上部，大部分铸件放在下箱，导轨面朝下，以保证导轨的内在质量。原工艺见图1。

图1 原前立柱铸造工艺简图

采用的是顺序凝固原理。F内：F横：F直=1：1.3：1.1，在法兰盘顶部设有4个明冒口，直径为170 mm，高400mm，来满足法兰盘补缩作用，浇注系统开在法兰盘这侧，以便法兰盘能最后凝固这一原则。在我们实际生产过程中，法兰盘处即补缩冒口根部抽缩十分严重。连废工作，针对这种情况分析原因，怀疑铁水的浇注温度过高所致，因此，我们又将浇注温度由1360℃降至1320℃，抽缩比以前轻了，但还是抽缩。就这样一边试验，一边修改其制做工艺方案。前后共做了7件，冒口根部不是抽缩，就是缩松，质量不稳定。最后，我们得出一致结论，不用顺序凝固理论，而采用均衡凝固理论改进立柱的铸造工艺。

2．改进后的工艺
我们采用均衡凝固工艺原则，在铸件局部（厚大部位）区域设置冷铁，可以平衡壁厚差，扩大冒口补缩距离，提高补缩效果。为了防止冒口与铸件之间的接触热节，冷铁可以安放在冒口颈附近。因此，我们将法兰盘整个面放石墨冷铁，共计20块，尺寸规格为60（mm）×200（mm）×120（mm）。
见图2：

图2改进后的前立柱铸造工艺简图

同时，我们将原来ф170mm径明冒口4个改为2个，且将明冒口直径缩小到ф80mm，并将冒口压在法兰盘右边，因它为非加工面，防止打下冒口时，带下肉，不会影响铸件的整体质量。否则设在加工面上情况就相反，压边尺寸为25mm。浇注系统的位置，按照均衡凝固原则，为了防止铁液流通效应过程产生的热解对铸件凝固补缩的干扰，内浇道远离热节部分。因此，我们将浇注系统位置选在离法兰盘最远的另一端。这样，铁水流到法兰盘这面的温度与原工艺相比较低。同时，又有冷铁存在。凝固时，不需要较大量的铁水来补充。正好与原工艺相反，原工艺冒口最后凝固，浇注系也在法兰盘这一侧。因而，此处的铁水温度是比较高的，也符合顺序凝固的原理。但在实际生产过程中，当铸件凝固时，需要的铁水非常大的，冒口太多造成此处热节加大，同时，冒口也处于要凝的状态，补充的铁水无法满足件的需要。所以冒口根部会出现抽缩、缩松等缺陷，但新工艺采用均衡凝固工艺原则，此处需要的铁水比较少，冒口少且直径变得较小，不会扩大热节。同时又配了石墨冷铁，它的效果非常好。

3．改进工艺后的效果
改进后，我们又生产了20件前立柱，均没有发生法兰盘处抽缩、缩松的现象发生。而且，我们又将浇注温度由1320℃提高到原来的1360℃时，也没有产生抽缩、缩松的现象发生，合格率100%。实践证明，前立柱这种件选用均衡凝固工艺原则来指导我们生产是非常正确的。

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