油底壳铸件的工艺设计.pdf

兔免w, XUELULL,cum
Mar.2012
Vol, 61 No.3
FOUNDRY
329
油底壳铸件的工艺设计
张燕明
(河北华北柴油机有限责任公司,河北石家庄050081)
摘要:针对砂型铸造生产大、中型薄壁油底壳类铝合金铸件,容易出现浇不足、夹渣、砂眼等恃造缺陷,根据多年生
产实践经验总结,通过采用带过滤网的搭接式双向横浇道的浇注系统和组芯工艺,大大提高了铸件合格率,可以稳定
生产出优质合格铸件。
关键词:油底壳铸件;组芯工艺;湿型砂
中图分类号:TG146.2文献标识码:B文章编号:1001-4977(2012)03-0329-03
Process Design of the Oil Pan Casting
ZHANG Yan-ming
( Hebei Huabei Dicsel Co, Ltd, Shijiazhuang 050081, Hebei, China)
Abstract: The large and medium-sized thin wall oil pan of aluminum alloy castings has casting defects such
as misrun, slag inclusion, sand inclusion, etc. According to production experience, by adopting lap jointed
two-way runner gating system with screen and core assembly process, the yield of casting improved, and it
could stably produce a high-quality qualified casting
Key words: oil pan casting; core assembly process; green sand
油底壳是发动机的主要零部件之…一…,其材质为状复杂,其中部有一圈隔油挡板,而且还要横穿一根
ZL101。油底売单件产品价格高、工序多、结构复杂、导油管、从油底壳小头穿入,中部通过两个油池,末
内部组织要求严格,生产难度大。经生产实践证明,端固定在油底売大头内部。由于该件要和许多其它零
通过合理设计铸造工艺,严格控制生产过程,可使油部件装配,加工尺寸较多,因此尺寸精度要求比较高。
底壳合格率保持在95%以上。
1油底壳铸件的生产条件及技术要求
我公司生产的油底壳类铸件是中、小型风、水冷
发动机重要零部件之一,是发动机上最大的深型腔
薄壁、大平面铸件,图1的铸件即为其中之一。一般要
求,能够承受0.1MPa的水压试验,铸件要求无缩孔、
缩松、裂纹等铸造缺陷。由于油底売裸露于发动机外
图1油底壳铸件
表,所以油底壳类铸件表面质量要求也比较高。工艺
Fig. 1 Oil pan casting
设计采用湿型砂手工造型,湿型砂或树脂砂手工制芯
(根据油底売大小,为保证砂芯质量,搬动方便而不3工艺设计
同),采用电阻炉熔化铝合金液。
31铸造工艺方案的确定
2油底壳铸件的工艺性分析
(1)选择造型、制芯方法及铸型种类。根据我公
同实际生产能力以及具备的工装条件和生产批量,对
以某大型油底壳为例,该铸件外形尺寸为此件采用湿型砂、手工制芯、组芯造型。型砂分为面
225mmx262mmx295mm,铸件质量为25kg,主壁砂和背砂,面砂使用粒度为100/200目的红砂;背砂使
厚仅为5mm;该油底壳铸件成型困难,易出现冷隔、用粒度为70/140目的硅砂,手工混砂造型。
浇不足等缺陷,个别凸台壁厚为20mm,与主体部分
(2)浇注位置和分型面的确定。根据技术要求和
的壁厚相差较大,易出现缩孔、疏松。而且该铸件形铸件结构特点,采用侧注式浇注系统,带过滤网的搭
收稿日期:2011-11-25收到初稿,2011-12-26收到修订稿。
作者简介:张燕明(1974-),男,工程师,主要从事铸造生产及铸造工艺、工装设计工作。电话:031183989523,E-mail: zhangyanmin401@126com
兔. wuetutt,com
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接式双向横浇道结构,同时考虑下芯方便,便于检査铸
(2)浇注系统的结构。根据铸件形状结构特点,
件皮厚,采用三箱造型。油底壳铸件结构及工艺见图2。为提高浇注撇渣稳流效果,保证铸件质量,所以采用
带过滤网的搭接式双向横浇道结构。浇注系统结构尺
上盖
寸见图3。
直浇道
冒口
6
6
中
填砂刮平
横浇道
横浇道
70
6
图3搭接式结构示意图
图2分型面及砂芯位置示意图
Fig, 3 Diagrammatic sketch of lap jointed structure
Fig 2 Diagrammatic sketch of mold joint and the sand core location
3)浇注系统的尺寸。根据资料介绍以及多年的
3.2主要工艺参数
生产经验总结,确定浇注系统各部位的比例为:∑Fr
(1)铸造收缩率:根据生产经验设定铸造收缩率∑F:∑F=1:2:4。根据油底壳大小,内浇道在两侧对
称分布,开设6-8道,避免局部型砂过热,从而使铝液
2)机械加工余量:考虑到油底壳尺寸较大,节能够顺利进入型腔,快速平稳充满型腔。该铸件的浇注
约原材料和加工.费用,大平面机械加工余量设定重量为43kg,根据铸造技术资料和专业手册,选取直
5mm,所有h台加工余量设定为3mm
浇道端面面积∑F=1000mm2,直浇道直径为35mm
3)起模斜度:按照技术要求起模斜度为1930
由于铝液流程较长,铸件壁厚较薄,而且浇道内放置
3.3秒芯设计
过滤网,为防止铸件产生冷隔、浇不足等铸造缺陷,
该件工艺过程复杂,砂芯间需要相互配合,尺す将直浇道面积放大50%,则ΣFr=100mmx15、?
精度要求高,如果长期大批量生产,模具、芯盒最好1500mm2,直浇道直径选取为45mm。横浇道采用
采用铝合金制造,以便保证质量和尺寸稳定。如果是双向搭接式横浇道,梯形截面,截面形状和尺寸见图4。
单件小批量生产,考虑经济性,也可以采用木制模具。为减少内浇道部位砂型过热,防止铝液吸渣进入型腔,
油底壳内腔由1、2、3砂芯形成,油池外腔大头部位确保铝液充型平稳迅速,并保证铸件同时凝固,结合
由4、5°、6砂芯围合而成,为起模方便,外侧起模斜铸件结构特点,采用八道扁平梯形内浇口。每个内浇口
度取3°,小头部位左右各下一块小芯7、8,中间隔板的截面积为∑F内=0.375∑F=0.375×1500=562.5mm2,
由上、下砂芯间隙形成,见图2。
内浇道长度选取为30mm,单个内浇口形状和尺寸见
为防止砂芯在搬运、组芯过程中损坏,可以在砂图5。
芯中放置芯骨,提高砂芯强度。由于油池处凸出,下
芯过程中侧芯和大头芯的涉,故将侧芯芯头尺す加
大,从侧面将侧芯推到位后,用型砂把砂芯后侧多余
芯头部位填实并填平,防止跑火。为保证砂芯下芯后
的精度,应制作下芯样板进行检査。
3.4浇注系统设