后桥壳工艺设计及实施

2016-05-17山西中设华晋铸造有限公司牛素芳

电子世界 2016年8期

山西中设华晋铸造有限公司牛素芳

后桥壳工艺设计及实施

山西中设华晋铸造有限公司牛素芳

【摘要】通过对后桥壳产品技术条件和结构工艺性分析，从避免铸件缺陷考虑，改进局部结构。合理设计工艺，采用ISO/TS16949标准在产品投产前首先进行产品质量先期策划和失效模式分析，细化流程，进行过程控制，重点监控过程中原砂粒度、灰分、水分、机械法再生砂灼碱量及砂型强度。对不合格趋势及时调整。首件生产后，针对铸件缺陷进行改进工艺，使批量产品合格率达95％以上。

【关键词】后桥壳；工艺设计；过程控制；合格率

1　前言

后桥壳是汽车的重要部件，是安装主减速器、差速器、半轴、轮毂和悬架的基础件，主要作用是支撑并保护主减速器、差速器和半轴等。同时，桥壳又是行驶系的主要组成件之一。其性能直接影响着汽车的整体性能，影响汽车的有效使用寿命和行驶的安全性，所以桥壳应有足够的强度和刚度，表面及内部要求严格，铸件不允许有缩松、夹砂、裂纹等缺陷。

2　后桥壳工艺设计

产品结构见图1，铸件轮廓尺寸1300×700×650，铸件重量1550Kg，基本壁厚25-40mm。

产品技术要求，尺寸精度高，外观执行MSS-SP55标准[1]，内在质量要求严，不允许有3级以上缩松、夹砂缺陷。UT探伤加工面，打孔部位不得加工出任何铸造缺陷。

图1

2.1造型制芯方案选择

依据产品技术要求及该产品属于批量生产，手工造型，尺寸公差执行CT11[2]，根据公司现状，优先选用树脂砂造型制芯。

树脂砂优点：砂型、芯强度高、成形性好，可生产出形状复杂、内部质量要求高的铸件、铸件表面光洁，尺寸精度高，生产率高，可以节省生产场地和提高生产率，缩短生产周期。

2.2铸件工艺方案的确定

2.2.1浇注方案的确定[3]

铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环,关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易,因此往往须制订出几种方案加以分析、对比,择优选用。浇注位置与造型（合箱）位置、铸件冷却位置可以不同。生产中常以浇注时分型面是处于水平、垂直或倾斜位置,分别称为水平浇注、垂直浇注或倾斜浇注。根据浇注位置确定的原则“重要加工面尽量放在下部或侧面，应尽可能避免使用吊砂、吊芯和悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验”结合产品结构特点，中锅口打孔和其它件装配打孔处不允许有任何缺陷，所以选取浇注位置中锅口处于侧立位置，有利于夹渣类缺陷上浮。

2.2.2分型面的选择

选择分型面的原则[3]：

（1）应尽量使铸件的全部或者大部分置于同一半型内。

（2）尽量减少分型面的数量。

（3）分型面尽量选择平面。

（4）便于下芯、合箱及检查型腔尺寸。

（5）不使砂箱过高。

（6）对于受力件，分型面的选择不应削弱铸件结构强度。

依据产品结构特点，为便于下芯、合箱及检查型腔尺寸，该铸件分型面选择中锅口中心，上下各一半。

2. 2.3 冒口位置设计[3]

原则：

（1）冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁。

（2）冒口应尽量设在铸件最高、最厚的部位。对低处的热节增设补贴或使用冷铁，造成补缩的有利条件。

（3）冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度。

（4）冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍，以免引起裂纹。

（5）不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口的补缩范围隔开冒口设计方案。

2.2.4浇注系统设置[3]

浇注系统各截面及上升速度设置：

后桥壳箱液重3500Kg，材质属于低合金钢，特点是熔点高，流动性差，收缩大，易氧化，而且夹杂物对铸件力学性能影响严重，所以选用底注浇包（俗称漏包、柱塞包），要求浇注系统结构简单、截面积大，使充型快而平稳，流股不宜分散，有利于铸件的顺序凝固和冒口的补缩，不应阻碍铸件的收缩。用底注包浇注时，浇注系统必须是开放式的，同时满足液面上升速度≥20mm/s[5]

2.3工艺参数设置[3]

2.3.1铸件尺寸公差[2]

该产品属于中等批量生产，砂型铸造，手工造型。选用公差等级CT11。

2.3.2机械加工余量[6]

根据铸件尺寸及浇注方法，上箱加工余量取12mm,下箱、侧面取10mm。

2.3.3铸造收缩率[7]

根据铸件材质属于低合金钢，总收缩率取2.2％，树脂砂退让性差，两叉板间受阻收拾，中心距收缩率取1.8％。

2.3.4铸件起模斜度[8]

铸件高度700-800mm,按手册查取经验数据 1°（正斜度）。

2.3.5分型负数

因造型采用树脂砂造型，根据树脂砂特点，砂型紧实度高，尺寸精确，浇注过程中型壁不会移动，所以砂型负数上下箱取0.5mm。