李嘉倩 季德生 徐 超 龙秀慧

(滨州学院机电工程学院，山东256600)

浇注系统是砂型中引导钢液流入型腔的通道。在实际生产中经常因为浇注系统设计不合理，从而造成一系列的铸造缺陷，严重的会致使铸件直接报废，因此浇注系统的设计与铸件质量有着紧密的关联。

1 零件结构介绍

行星架选用ZG35CrMo材料，基本轮廓大小为1260 mm×1260 mm×647 mm。其结构整体对称，壁厚较为均匀，壁厚最厚处为91 mm，壁厚最薄处为44 mm，体积为0.619 m3，零件重量为1330.491 kg，零件模型采用CATIA建立，零件模型如图1所示。

图1 行星架三维模型Figure 1 3D model of planetary frame

选择铸件浇注位置，应结合铸件的凝固方式，并确保铸件完全充型。设计时，将铸件下法兰盘置于底部，保证钢液在型内上升平稳，避免上法兰盘表面及内部产生铸造缺陷。将铸件正放，法兰盘朝下，选用底注式方案，6个内浇口设置在下法兰盘，此外设置1个横浇道和1个直浇道。

2 浇注系统各组元结构设计

ZG35CrMo材料铸造性能较差，凝固收缩率大，易产生缩孔等缺陷[1]。大型铸钢件浇注温度高，钢液流动性较差，不利于铸件充型，所以需对模具、砂箱进行预热；钢水易氧化，需加大浇注速度。浇包采用塞杆包，挡渣能力较强，在此方案中，不主要考虑挡渣问题[2]，选用底注式、开放式浇注系统，单包单孔浇注的方案，其注孔选择直径为60 mm。

∑Ah∶∑As∶∑Aru∶∑Ag

=1∶(1.8～2.0)∶(1.8～2.0)∶(2.0～2.2)

式中，Ah=28.3 cm2，∑Ah=28.3 cm2，查表1得，q=90 kg/s。

表1 不同漏孔直径流量q平均值Table 1 Average flow q of different leakage diameter

2.1 浇注时间

t=GL/Nq

式中，q是平均浇注流量；GL是型内钢液重量，1897.431 kg；N是钢包内漏孔数量；t是浇注时间。

经计算得到t=21.08 s，并且在充型能力充足的情况下，经大量试验证明，本体浇注时间控制在30 s以内，铸件出现砂眼、气孔缺陷的几率非常小，大多数情况下不会出现砂眼、气孔缺陷[3]。……