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空压机活塞铸造工艺与生产
1 活塞的结构和技术要求
活塞是我厂空压机的关键零件,由于意外损坏,急需铸出新的毛坯以供使用。活塞材质HT200,要求水压试验1.2 MPa,历时5 min不渗漏、不许有气、缩孔等缺陷。其结构如图1所示。由图可见,此活塞为圆台结构,除下表面有4处130 mm的孔外,其余各面全部封闭,中间形成空腔。正中为直径D=46 mm的孔。这种封闭结构为铸造生产带来麻烦。
2 工艺方案的确定
活塞采用手工造型,分析确定分型面位置,如图1所示,即将整个铸件置于上箱,1号芯以由4个小芯支撑,芯上放置芯撑,上砂型通过芯撑压住1号芯,避免漂芯,上表面扎出气针。
3 生产过程
活塞的铸造生产存在一些难点,如以4个小芯支撑大芯不够稳固,头重脚轻。另外整个铸件置于上箱,不利于校正两侧壁厚,大芯被铁液包裹着,铁液凝固后使排气道受阻。
针对以上工艺难点,采取如下措施:造型以后,先下4个小芯,再轻轻地将1号大芯置于4个小芯之上,按木模主砂型中形成的痕迹,校正大芯的位置,使两侧壁厚均匀,然后捣实小芯周围的型砂,在大芯上放置芯撑,在砂型上扎18的出气孔,最后合箱,按此法生产了2件活塞。
生产过程发现,浇注时铁液通过气针剧烈上窜,浇注完毕气针很快凝固,落砂之后铸件表面有气孔、水压试验发生壁漏,无法使用。大连螺杆空压机
4 工艺改进
此件的铸造工艺性差,浇注以后砂芯全部被铁液包容,最初还可以通过气针排气,但由于气针直径小,铸件壁厚较大,所以气针必然先于铸件凝固,合脂砂芯的发气量较大,气体没有充分排出,气道就被堵住了,在铸件凝固时,有气体不断冲击上表面,造成此件大面积气孔。为了解决这个问题,就必须设法开出气通道,于是又采取了如下两种方案:
第一种工艺方案:在铸件表面设置出气冒口。为了便于排气又便于补缩和清理,即在活塞上表面边缘设置一椭圆形压边冒口,此冒口为明冒口。压边冒口尺寸的确定:
中、小型灰铁件压边冒口直径D与热节圆直径Dy的关系,根据经验公式D = (1.5~2)Dy,由图2可求得Dy=35 mm,这样压边冒口直径D=2@35 mm=70 mm。压边冒口成败的关键在于冒口和铸件搭接的缝隙的长度和宽度,压边长度越长越好,为此采用椭圆形冒口。
压边缝隙的宽度应以补缩为主,同时兼有排气作用,选择缝隙宽度为8 mm。明冒口的高度确定为上砂型高度260 mm减去铸件高度185 mm,即75 mm。由于上型高度仅为260 mm,为保证铁液压力,相应地增高压头高度达到460 mm。
第二种工艺方案:将铸件置于下箱,设置飞边冒口,用芯撑支住1号芯,上砂型通过4个小芯压住1号芯,在侧面设置飞边冒口。飞边冒口的冒口体以短、薄、宽的冒口颈和铸件相连。浇口不通过冒口引入铁液,内浇口开在铸件上,铁液经铸件进入冷飞边冒口。大连空压机
飞边冒口尺寸的确定,可以采用热节圆比例法,即D = (1.5~2)Dy,经计算Dy=41 mm,则D =2@41 mm=82 mm。冒口高度H=(1.2~1.5)D=1.5@82 mm = 123 mm(冒口顶端扎«10的出气道)。
飞边厚度一般取3~8 mm,这里选6 mm。飞边长度是指冒口体与铸件的距离,选为8 mm。飞边的宽度(飞边沿铸件棱边的长度)可以取冒口体直径的1~2倍,冷飞边冒口取上限,即82 mm@2 = 164 mm。
按以上2种方法生产,浇注时铁液平稳,不象以前那样铁液在砂型上面溅起很高,而且出气冒口经过较长时间才凝固,型腔内的气体通过出气冒口能得到充分释放。
以这两种方法生产出的2个铸件,表面光滑、平整、没有气、缩孔。由于采取了高温浇注,所以铁液与芯撑熔合很好,经打压试验后,完全符合技术要求,目前已用于空压机上。
来源于网络整理
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