吊架前段铸件工艺设计及优化
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工业化成品支吊架优化技术简介工业化成品的支吊架是一种用于支撑和悬挂工业设备和管道的重要元素。
优化支吊架技术可以提高安装效率、延长使用寿命和减少故障率。
本文将介绍工业化成品支吊架优化技术的一些重要方面。
1. 材质选择支吊架的材质选择对其质量和性能有着重要影响。
常见的支吊架材料包括钢材、铸铁和铝合金等。
根据具体应用场景和需求,选择合适的材质可以提高支吊架的强度、耐腐蚀性和耐用性。
2. 结构设计支吊架的结构设计直接关系到其承载能力和稳定性。
合理的结构设计应考虑负荷分布、连接方式和受力点等因素。
同时,根据不同的安装环境和工艺要求,选择合适的结构类型,如悬挂式、支撑式或组合式等,以满足实际需求。
3. 安装方法支吊架的安装方法对其使用效果和维护保养有着重要影响。
在安装过程中,应按照相关规范和要求进行操作,并确保支吊架与被支撑物体之间的连接牢固可靠。
在安装完成后,定期检查和维护支吊架,及时发现和处理问题,以保证其稳定性和可靠性。
4. 功能优化除了基本的支撑和悬挂功能,支吊架还可以通过一些优化方案提供更多的附加功能。
例如,增加防震和减振装置,提高支吊架的抗震性能;增加调节装置,方便调整支吊架的高度和角度。
这些优化措施可以进一步提高支吊架的适用性和灵活性。
5. 质量控制为确保工业化成品支吊架的质量和性能,需要严格进行质量控制。
制定合理的质量标准、选择合格的供应商、进行及时的质量检验和测试等措施,可以有效降低支吊架的故障率和不良率。
结论通过优化支吊架的材质选择、结构设计、安装方法、功能和质量控制等方面,可以提高工业化成品支吊架的性能和实用性。
在实际应用中,需要根据具体需求和环境选择适合的支吊架优化技术,以满足工业生产的需求。
机械工艺技术中的铸造工艺分析与优化铸造是一种将液态金属浇注到铸型中,待其冷却凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能的铸件的金属成型工艺。
作为机械工艺技术中的重要组成部分,铸造工艺在制造业中有着广泛的应用。
本文将对铸造工艺进行详细的分析,并探讨其优化的方法和途径。
一、铸造工艺的分类铸造工艺种类繁多,常见的有砂型铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等。
砂型铸造是应用最广泛的一种铸造方法,其铸型以砂为主要材料,制作成本低,适应性强,可生产各种形状和尺寸的铸件。
但砂型铸造的铸件精度相对较低,表面质量有待提高。
熔模铸造则适用于生产形状复杂、精度要求高的小型铸件。
它先制作蜡模,然后在蜡模外面涂上耐火材料,经过焙烧后,蜡模熔化流出,形成铸型。
这种方法能够获得尺寸精度高、表面光洁的铸件,但工艺复杂,成本较高。
金属型铸造采用金属铸型,铸件冷却速度快,组织致密,力学性能好,但金属型的制造成本高,且不适合生产形状复杂的铸件。
压力铸造是在高压下将液态金属压入铸型,生产效率高,铸件精度高,但压力铸造设备投资大,主要用于生产大批量的有色金属铸件。
离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的铸型中,利用离心力使金属液充满铸型并凝固成型。
它适用于生产管状或环形的铸件。
二、铸造工艺的流程无论采用哪种铸造工艺,其基本流程都包括以下几个主要环节:1、模具制造根据铸件的形状和尺寸要求,制造相应的铸型模具。
模具的质量直接影响铸件的精度和表面质量。
2、熔炼金属将原材料(如铸铁、铸钢、铝合金等)放入熔炉中进行熔炼,使其达到规定的温度和化学成分。
3、浇注将熔炼好的液态金属缓慢地浇入铸型中,要注意浇注速度和温度的控制,以避免出现浇不足、气孔等缺陷。
4、凝固冷却浇注完成后,铸件在铸型中逐渐凝固冷却。
冷却速度的控制对铸件的组织和性能有着重要影响。
5、清理与检验铸件冷却后,需要进行清理,去除表面的型砂、浇冒口等,并进行质量检验,包括外观检查、尺寸测量、内部缺陷检测等。
托架铸造工艺课程设计一、引言托架铸造工艺是一种常见的金属铸造工艺,广泛应用于机械制造、汽车制造等领域。
本文将围绕托架铸造工艺进行课程设计,介绍托架铸造工艺的基本原理、工艺流程及相关参数的选择和优化。
二、托架铸造工艺的基本原理托架铸造工艺是一种将熔融金属注入铸型中,经过凝固和冷却得到所需铸件的工艺。
在托架铸造过程中,通过合理设计和制造托架,可以保证铸件的形状精度和尺寸精度。
托架的设计要考虑到铸件的形状、尺寸和质量要求,以及金属液体的流动和凝固过程。
三、托架铸造工艺的工艺流程1. 铸型设计:根据铸件的形状和尺寸要求,设计出合适的铸型,包括型芯和型腔。
2. 托架设计:根据铸件的形状和尺寸要求,设计出合适的托架,包括上下模板、中板和支撑构件等。
3. 原材料准备:准备好所需的金属材料和砂型材料,按照一定的比例进行配制和筛选。
4. 模具制造:根据铸型和托架的设计要求,制造出相应的模具。
5. 熔炼金属:将金属材料放入熔炉中,加热至熔点以上,得到熔融金属。
6. 铸造过程:将熔融金属注入铸型中,经过凝固和冷却,得到所需铸件。
7. 托架拆除:待铸件冷却凝固后,拆除托架,取出铸件。
8. 后处理:对铸件进行修磨、喷漆、加工等后处理工艺,使其满足使用要求。
四、托架铸造工艺的参数选择和优化1. 托架材料:托架需要具备足够的强度和刚度,以保证铸件的形状稳定性。
常用的托架材料有铸铁、钢板等,根据铸件的形状和尺寸要求选择合适的材料。
2. 浇注系统设计:浇注系统包括浇口、冲压和导流通道等,要保证金属液体在铸型中均匀流动,避免气体和夹杂物的混入。
浇注系统的设计要考虑金属液体的流动性和冷却速度等因素。
3. 壁厚设计:铸件的壁厚对于托架铸造工艺有重要影响,过大的壁厚会导致冷却速度过慢,易产生热裂纹和缩孔等缺陷;过小的壁厚会导致热量迅速传递给托架,易产生烧蚀和变形等问题。
因此,要根据铸件的形状和材料特性选择合适的壁厚。
4. 浇注温度和冷却时间:浇注温度和冷却时间是影响铸件质量的重要参数。
铸造合金的热工艺与热处理工艺优化铸造合金的热工艺与热处理工艺优化对于提高材料的性能和质量至关重要。
本文将对铸造合金的热工艺和热处理工艺进行探讨,并提出相应的优化方法。
1. 热工艺优化针对铸造合金的热工艺,我们可以从以下几个方面进行优化:1.1 材料预热在进行铸造过程之前,对合金材料进行适当的预热可以减少温度梯度,防止热应力的产生。
预热温度和时间需要根据具体合金材料的特性进行合理选择,以保证材料的均匀性和可塑性。
1.2 浇注温度铸造合金的浇注温度直接影响到合金凝固的速度和组织的形成。
合适的浇注温度能够保证铸件内部组织的致密性和均匀性,提高材料的强度和硬度。
因此,在铸造过程中,要根据具体的合金材料选择合适的浇注温度,避免温度过高或过低带来的问题。
1.3 冷却速度控制冷却速度对于合金的组织形成和性能分布起着重要作用。
合理控制冷却速度可以避免合金的晶粒过粗或过细,并确保合金的均匀性。
通过调节冷却介质和冷却方式,可以实现对冷却速度的有效控制,从而优化铸件的组织和性能。
2. 热处理工艺优化铸造合金在热处理过程中,也需要进行相应的工艺优化,以提高材料的强度、硬度和耐腐蚀性。
以下是几种常见的热处理工艺优化方法:2.1 固溶处理固溶处理是一种常用的热处理方法,它通过加热合金到一定温度,使固溶体中的溶质均匀分布,然后快速冷却使其固化。
固溶处理可以提高合金的强度和塑性,并改善其韧性和耐腐蚀性。
2.2 淬火处理淬火处理是通过迅速冷却合金材料,使其形成马氏体或贝氏体结构,从而获得高强度和高硬度。
淬火处理还可以提高合金的耐磨性和抗疲劳性。
然而,淬火过程中的冷却速度需要合理控制,避免产生内应力和组织不均匀性。
2.3 回火处理回火处理是在淬火后对合金进行加热处理,使其获得适当的韧性和耐腐蚀性。
回火温度和时间需要根据合金的材料特性进行选择,以保证其组织结构的稳定性和性能的平衡。
3. 优化方法针对铸造合金的热工艺和热处理工艺,我们可以采用以下几种优化方法:3.1 材料实验针对不同的铸造合金材料,可以进行一系列的实验来优化其热工艺和热处理工艺。
铸造缺陷分析及工艺优化措施现阶段,我国的铸件质量工艺有了很大进展,本文针对目前铸件质量的现状,对一年来的铸件废品情况进行统计,分析铸件缺陷及其产生的主要原因。
对照工艺规程要求,找出影响铸件质量的关键环节及主要因素。
提出工艺优化、设置质量控制点、控制浇注温度及速度、保证原材料质量等具体具体改进措施及方法,从而减少铸件缺陷的产生,降低铸件废品率,提高铸件产品质量。
标签:铸造缺陷;工艺过程;关键环节;主要因素;工艺优化引言钢铸件可以通过焊接来修复铸造缺陷,但对于铸铁件,由于其材质组织粗糙,可焊性差,焊接后焊材与铸件母材很难融合。
机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段,是装备制造业的基础设备。
机床的结构件和许多主要部件都是以铸件为坯料的,因此铸件是确保机床内外部质量达到要求的基础件,它不仅影响机床外观,更直接影响机床精度的稳定性及机床的使用性能和寿命。
笔者希望通过对铸件缺陷及其产生的原因进行分析,找出影响铸件缺陷的主要因素,通过加强原材料把关、优化铸造工艺、强化关键工序质量控制等一系列措施,提高铸件产品质量,提升机床精度稳定性和使用性能。
1常见铸件缺陷及产生原因1.1冷隔及其控制方法冷隔是铸件上产生的缝隙,有的穿透铸件有的则不穿透铸件,其边缘呈圆角状,是金属流充型过程中股汇合时产生熔合不良所导致。
冷隔一般出现在薄壁处、远离浇道的宽大表面、激冷部位、金属流汇聚位置。
冷隔产生的原因主要有:①浇注速度过慢或者是浇注时金属液的温过低;②铸造所采用的模具透气性差,排气困难,出气冒口设计的尺寸过小且数量太少;③铸造所采用的合金本身粘度大,流动性变差;④铸件结构设计不合理,铸件的中的薄壁太薄导致铸件的铸造性变差;⑤铸造工艺设计不合理,铸件中的大而薄的部位距离内交道太远或者设置在铸件的顶部;⑥浇道设计不合理,浇道截面积太小或者是内浇道的位置设置不当或数量偏少,以及直浇道的高度太低从而导致金属液的静压头太小。
在大型薄壁铸件的生产过程中产生的冷隔缺陷,通过提高浇注时金属液体的温度,使金属液在较高的温度下仍能保持顺畅的流动性,从而使得金属液在到达缺陷位置时不会因温度降低过快而发生凝固产生冷隔。
浅析机架铸件的工艺优化文章详细比较分析了箱体类铸件传统与优化后两种铸造工艺方案,介绍优化的工艺方案采用的措施,解决了铸造生产中操作困难与各种铸造缺陷,减短铸件冷、热加工的生产周期,铸件质量明显提高,实践证明优化的工艺取得成功。
标签:机架铸件;无缝钢管;冒口切割1 简介图1此类机架铸件为定尺剪机架重要组装部分,铸件质量的好坏,直接关系到整体设备的稳定性、牢固性。
所以铸件质量及机械性能要求严格,铸件要求整体超声波探伤,铸件转角处要求裂纹检查。
其材质为普通碳素钢ZG25,铸件最大轮廓最大尺寸为2875mm×2170mm×1485mm,大部分壁厚100mm左右,形状见图1。
图22 传统工艺生产中的问题此类产品采用传统工艺方案(图2)生产过程中,铸件出现的主要问题体现在以下方面。
(1)铸造造型时,合箱时位置容易偏差;(2)清理时,冒口切割难操做,冒口根清理工作繁重;(3)检查毛坯表面,铸件表面非常粗糙,经常出现凹坑、裂纹等缺陷。
粗加工后探伤时,缺陷部位清除、焊补工作量较大;(4)直径为φ275,长度为2100mm的圆孔铸死,冷加持续钻孔及扩孔最少使用时间50小时,冷加工每孔铁削近1吨,严重增加产品的生产周期。
3 优化工艺采取的措施3.1 优化的工艺方案改变造型方向,冒口放在大平面上,上箱除冒口外,没有活件,合箱容易操作,并且清理切割冒口及清理冒口根部容易操作。
3.2 优化的工艺方案使用专用的壁厚为4mm的无缝钢管,把尺寸为φ220×2100的超长圆孔铸出,既解决孔内粘砂问题,又使铸件壁厚平均,使铸件整体收缩平衡,减少冷加工的生产周期。
3.3 优化工艺方案设计附具外冷铁,为了保证铸件下部能够先凝固,实现顺序凝固的最佳效果。
4 两种工艺方案比较分析采用传统的工艺方案分析,上箱吊芯较多,芯骨焊牢固定操作困难,位置偏差后对正时不宜操作。
根据我厂《铸钢件工艺编制规范》,φ230×2100的圆孔为临界铸出孔,工艺设计时,此处容易粘砂,且不容易清理,孔内出现裂纹缺陷焊补不宜操作,并且悬臂芯不容易固定,所以圆孔铸死;由于考虑钢水补缩,在热节大的圆柱上必须冒口放在。
铸造成形工艺的研究与优化一、铸造成形工艺简介铸造成形工艺是制造工业中最古老的一种工艺,也是大规模生产铸件最常用的一种技术手段。
它的主要功能是将熔化的金属或合金液体浇注至铸型中,在冷却后得到期待形状和性能的制品。
铸造成形工艺广泛应用于汽车制造、机器制造、航空制造等领域。
二、铸造成形工艺的优化(一)原材料选择制造铸件时,选用质量好的原材料是非常重要的。
合适的合金成分可以显著提升铸件的力学性能、化学性质以及耐腐蚀性。
因此,在原材料选择上应尽可能选用正确的材料,严格执行所选材料的化学成分标准。
(二)铸型制造铸型的优劣直接影响最终铸件的质量。
铸型的精度、表面光洁度以及孔隙度等参数都是制造铸件时要考虑的重要因素。
为了制造出质量上佳的铸型,可以采取以下措施:1.采用高精度加工技术,保证铸型尺寸精度和表面质量。
2.选用高质量的模具材料,以提高铸型的耐磨性和韧性。
3.使用适当的涂料以提高铸型的表面质量。
(三)浇注工艺浇注工艺是铸造成形工艺中最为重要的一个环节。
其中,液体金属的温度、流动速度、气氛、浇注口的尺寸和位置均对铸件的质量产生重要影响。
因此,在铸造过程中,应确保炉温适宜、浇注速度匀速、浇注口位置合理以及浇注柄须保持清洁等操作。
(四)冷却工艺冷却工艺对于铸件的性能和塑性有着很大的影响。
在冷却过程中,应确保铸件内部和外部的温度均匀,以防止内部产生裂纹和应力。
同时,冷却过程应慢,避免铸件收缩过快引起缺陷。
(五)去除毛刺和气孔在冷却后,铸件表面通常会残留一些毛刺和气孔。
为了保证铸件的表面质量,在这一步骤中应用采用适当的砂轮去除毛刺和气孔。
三、铸造成形工艺的研究铸造成形工艺的研究主要包括微观组织、晶体学、力学性能等方面。
其中,微观组织和晶体学研究对于塑性和断裂性能的理解起着很重要的作用。
其中含有相互作用的金属相、晶界锁定、晶内纳米级和亚微米级物质在金属粘结和拉伸时起着重要作用。
因此,研究这些方面对于铸造成形工艺的改善起到了至关重要的作用。
吊架前段铸件工艺设计及优化
近期我公司承接了OEM来图加工产品,吊架前端零件,要求材质为高铬铸铁,高铬铸铁A05材质耐磨性好,铸造性能差,因此合理的铸造工艺设计尤为重要。
一、铸件简介
该铸件为吊架前段,质量为52kg(<100kg)是小型铸件。
材料为A05,属于高铬白口铸铁。
主要壁厚为20~30mm,最大壁厚为38mm,铸件尺寸584×287×85mm。
其化学成分如下C:2.5~3.5%、Si:0.3~0.8%、Mn:0.5~1.0%、P<0.10、S<0.08、Cr:24~30%、Ni:1.0~2.0%、Cu:0.5~1.5%、Mo:1.0~2.0%。
技术要求表面光滑平整,不能有砂眼、裂纹、缩孔等铸造缺陷,硬度要求HRC 50~60。
二、铸造工艺设计
2.1综合分析该吊架前段铸件,选择用数值自硬砂铸造,由于该铸件为小型件,且大批量生产,所以采用机器造型。
铸件如图所示。
2.2分型面选择
为了起模方便,分型面的确定如下图3.1所示:
2.3铸造收缩率又称铸件线收缩率,用模样与铸件的长度差除以模样的长度的百分比表示:ε=×100%
其中ε—铸造收缩率(%);L1—模样长度(mm);L2—铸件长度(mm)
查《铸造工程师手册》,以及结合我厂多年生产实践得出受阻收缩率1.5,自由收缩率2.0。
2.4浇注系统设计
由于该吊架前段的材料是A05,属于高铬铸铁,所以选用转包式浇注系统,又因为是小型件,采用中间注入式,浇注过程平稳,有利于铸件顺序凝固。
浇注系统各部分断面积的比例关系如下:
ΣF内:ΣF横:ΣF直=1:(0.8~0.9):(1.1~1.2)取上限1:0.9:1.2
得:ΣF内=3.0 ΣF横=2.7 ΣF直=3.6
设计两个内浇道,内浇口:h≈0.5ɑ,浇口杯:选用漏斗形
所以确定,直浇道高度为75mm,横浇道长度为246mm,内浇道长度为20mm。
2.5冒口设计
采用模数法M=V/A(cm)
M-模数(cm)V-体积(cm3)A-传热表面积
V=664.2cm3 A=539.37cm2 M=1.23cm
对于用冒口模数MR=Fm=1.2M=1.48cm
为了保证有足够的补缩金属液,必须依据冒口补缩区域的铸件的体积决定冒口的最小体积,冒口体积必须大于铸件体收缩率和冒口收缩率之和。
查《铸造工程师手册》选用圆柱形明顶冒口
冒口尺寸:D=(1.2~3.5)T=1.5T=57mm㎜
H (1.2~2.5)D=1.3D=75mm㎜
d (0.8~1.2)T=0.8T=30mm㎜
h=(0.3~0.35)D=0.3D=17mm
2.6冷铁设计
分析铸件整体结构,通过Castsoft/CAE模拟结果,该铸件要加四种共六块冷铁。
其中外冷铁的壁厚一般为铸件壁厚的0.6~0.8倍,取0.8。
其中两种冷铁共四块置于四个凸台侧面,另外的两块冷铁置于铸件前端的厚大部位。
2.7浇注温度和浇注速度
此铸件结构复杂,壁厚不大,所以采用高温浇注,但是高铬铸铁A05材质温度过高造成材质晶粒粗大,容易开裂,合理的浇注温度尤为重要,根据我厂多年的现场经验,确定浇注温度为:1420~1450℃,浇注速度为:20~30秒。
其余工艺参数查询铸造手册选取。
三、优化设计
采用PRO/E画出铸件的三维铸造工艺图,采用castsoft软件对我们设计的工艺进行进行缩孔、缩松模拟。
模拟结果如图所示
从模拟途中看出,铸件上没有任何缺陷,所以我们设计的工艺是可行的。
四、生产过程
4.1造型、制芯
采用树脂砂自动造型机进行造型,树脂加入量 1.0%,保证砂型强度不低于1.0Mpa,造型时保证砂型的紧实度,浇冒口系统部位要重点紧实,上箱间隔100mm扎气眼。
4.2涂料和涂刷过程
采用醇基锆英粉涂料。
涂刷前修磨砂型和砂芯,涂刷保证光滑,无划痕,涂料厚度在0.5~1.0mm之间。
刷完后打磨光滑,并将铸型置于天然气烘干窑内200℃烘干3小时以上。
4.3合箱
下芯后应检验上下箱是否对齐。
合箱后应上好螺栓紧固,浇冒口处用铁片盖好,两个小时之内浇注。
4.4熔炼与浇注
熔炼采用1.5T中频炉,成分采用光谱仪测定,控制成分在合理的范围内,控制熔炼出炉温度在1500~1520℃之间。
浇包采用摇包浇注,浇注前需要烫包。
浇注前测温,确保温度控制在1360~1450℃,采用低温快浇的方法,保证铁水在20~30秒内浇注完毕。
每包浇注8件,剩下铁水回炉升高温度后再浇注,浇注过程中注意引气。
4.5铸件压箱
高铬铸铁热裂倾向比较大,铸件属于小型铸件,确定压箱时间为24小时,打箱是铸件温度在200℃一下即可。
4.6清理
高铬铸铁A05属于脆性材质,清理工序尤为重要,采用大锤敲打浇冒口致其脱落,不能锤打到铸件上面,清理冒口根部的冒口颈时不能连续作业,每磨5分钟后需要待铸件冷却后再打磨。
4.7热处理
由于客户要求材质硬度为50~60HRC,A05材质铸态硬度一般为40HRC左右,需要对铸件进行淬火热处理,加热到960~1050℃,保温4小时出炉空冷即可。
四、总结
我们公司是专业生产高铬铸铁材质铸件的厂家,对高铬铸铁工艺研究比较成熟,本文通过对吊架前段铸件的结构和材质需求进行了专门的铸造工艺设计,并采用计算机进行了模拟,对各工序进行了优化控制。
按照此工艺生产此铸件几百件,仅出现两件废品,对铸件采用超声探伤,没有发现缩孔缩松等铸造缺陷,证明我们的工艺设计和优化是正确的。
参考文献
[1]《铸造手册》第五卷,铸造工艺分册,机械工业出版社,1994:205。