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                球墨鑄鐵井蓋知識

                復雜鑄件鑄造方法的選擇與生產實例

                時間:2013-4-17 9:25:41   作者:admin   來源:萬城球墨鑄鐵管公司   閱讀:3735   評論:0
                內容摘要:  復雜鑄件鑄造方法的選擇與生產實例  1、復雜液壓閥體的快速鑄造  圖1所示為國外客戶訂貨的材質為HT200的液壓閥鑄件的三維圖。該件外形上的凸凹形面較多,并有許多與內流道相通的小圓孔及異形孔。特別是該件的內腔流道形狀更為復雜(其形狀可見圖2中形成流道的型芯),共有四條流道...
                  復雜鑄件鑄造方法的選擇與生產實例
                  1、復雜液壓閥體的快速鑄造
                  圖1所示為國外客戶訂貨的材質為HT200的液壓閥鑄件的三維圖。該件外形上的凸凹形面較多,并有許多與內流道相通的小圓孔及異形孔。特別是該件的內腔流道形狀更為復雜(其形狀可見圖2中形成流道的型芯),共有四條流道:最窄流道截面直徑僅φ5mm×流道長64mm(長徑比約13),且也成彎扭狀,其兩端分別與右側面及低平面相通。該閥體的內腔流道形狀彎扭變化很大,不僅沿水平方向彎扭、而且還沿空間任意方向彎扭,同一流道出現多個不等直徑或不等截面形狀,有的流道過分細長,各流道出口中心線不在外部形狀上的同一平面上等問題,這些均會給該閥體鑄件的制造工藝帶來很大的困難,傳統的砂型鑄造和消失膜鑄造均難以勝任。選擇性激光燒結快速成形不僅制模周期短,費用低,而且特別適合于制作復雜零件的原型或型(),現在鑄造的生產實踐中已得到了廣泛的運用,因此本文著重考慮了基于選擇性激光燒結快速成形的幾種鑄造方法。
                  圖1 閥體鑄件的三維圖形
                  圖2 閥體下砂型及型芯的三維圖形
                  (1)選用石膏型精密鑄造方法。直接用選擇性激光燒結快速成形方法,不需模具,直接依據客戶的三維圖形,施放金屬收縮率后,輸入SLS快速成形機中,僅在一天內即可制作出與圖1形狀完全相同的蠟模,然后直接用石膏灌漿,進行石膏型精密鑄造獲得鑄件。但石膏型精鑄工藝一般只適合澆注鋁合金鑄件,而液壓閥體所要求的材料為灰鑄鐵,其熔點比鋁合金高,因此不適宜用石膏型精密鑄造。且復雜石膏芯因無芯骨,強度低,易被金屬所壓斷。
                  (2)選用熔模精密鑄造方法。與石膏型鑄造法相同,也是用選擇性激光燒結快速成形方法直接制造蠟模。由于流道直徑小、形狀扭曲,故內部無法進行掛砂結殼,只能用陶瓷型芯來成形,而用該液壓閥內腔澆灌陶瓷型芯很困難,因形狀所限不能放置芯骨增加強度,且在閥體鑄件澆注后陶瓷型芯的潰散性差,不易清理出砂。故該法也不宜被選用。
                  (3)選用直接燒結覆膜砂型()的方法。選擇性激光燒結覆膜砂已在生產中得到了一定的運用,因覆膜砂的潰散性好,所以特別適用于制作復雜砂芯,因此我們最終決定選用選擇性激光燒結成形技術燒結覆膜砂,直接制造復雜液壓閥體的砂型及砂芯,然后澆注鑄件。
                  由圖3可見用華中科技大學開發的選擇性激光燒結快速成形燒結的覆膜砂型不僅實現了砂型(芯)的整體成形,而且強度高,表面粗糙度低。圖4為用其澆注的鑄件,可見鑄件流道清晰,表面光滑。
                  圖3 SLS燒結閥體的上(左,經后固化)、下(右,未后固化)覆膜砂型及型(芯)
                  圖4 用覆膜砂型()澆注的液壓閥體鑄件及其剖分圖
                  2、DISA線模具的快速鑄造
                  DISA線用模板一般采用灰鐵材質,其制造工藝一般是制作木模后翻制金屬模具毛坯,現通過數控加工來獲得。此種制造工藝工序繁瑣,制造周期長(一般2~3個月),而且每片模塊都需要數控加工,成本較高。
                  快速成形的出現為快速制造DISA模具提供了條件。DISA線用快速模板有兩種工藝:(1)SLS蠟模進行精密鑄造,直接獲得表面糙度低、尺寸精度高的近無余量模具;(2)直接將LOM快速原型代替木模作模具,在DISA線上直接進行射壓造型鑄造模具,這種方法成本低,速度快,鑄造方便。如圖5DISA模具的LOM原型,圖6為翻制的金屬模具毛坯。
                  圖5 DISA模具的LOM原型
                  圖6 翻制的金屬模具毛坯
                  3、摩托車缸體的快速鑄造
                  摩托車缸體為典型的復雜薄鑄件,模鑄件材質為鋁合金,要求較高的表面質量和精度。因此可選擇用SLS直接制造蠟模(圖7),再用精密鑄造的方法澆注鑄件。由于制件過薄,且有很細的孔洞。鋁合金的熔點低,因此可以直接用石膏灌漿,宜選用石膏型精密鑄造獲得鑄件(圖8)。
                  圖7 摩托車缸體的SLS蠟模
                  圖8 摩托車缸體的快速鑄件
                  4、汽車排氣管的快速鑄造
                  我們曾接到要求在2個星期內產出3件球墨鑄鐵汽車排氣管的精密鑄件的訂單。汽車排氣管的曲面復雜,特別是對內空氣道有較高的要求,宜選用SLS蠟!荑T造的方法。由于材質要求球墨鑄鐵,因此不適合于石膏型鑄造。雖然排氣管的氣道曲面復雜,但氣道內空直徑較大,可以掛砂結殼,因此可以采用熔模精密鑄造的方法實現快速鑄造。如圖9、10所示。
                  圖9 汽車排氣管蠟模件
                  圖10 汽車排氣管速鑄件
                  5、小泵輪的快速制造
                  小泵輪屬于小鑄件,葉片部分復雜精細,若用SLS蠟模,在處理過程中易于損壞,而SLA的樹件強度高,所以我們選用SLA來制作原型。熔模精密鑄造的工藝生產出了合格的不銹鋼鑄件,如圖11、12所示。
                  圖11 小泵輪的SLA原型件
                  圖12 小泵輪的不銹鋼鑄件

                標簽:復雜鑄件 鑄造方法 選擇 生產實例 
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