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曲轴平衡块精铸工艺方案设计分析

摘要：对精铸生产发动机曲轴平衡块的工艺设计进行了分析，设计出了批量生产行之有效的工艺方案。

关键词：精铸凝固补缩

曲轴平衡块是发动机的关键零件，要求组织致密均匀，不得有缩松(孔)和气孔，零件要求100%超声波探伤。该零件质量好坏直接影响发动机的工作性能和寿命。获得良好的效果

1曲轴平衡块结构特点

曲轴平衡块零件如图1所示，该件是厚大件，A、B、C三处是热节点，极易形成缩松(孔)，F、H面是两个大平面，对于精铸生产来说是应尽量避免的，因为生产中大平面会因型壳里外收缩(或膨胀)量不同，易造成分层等问题，铸件相应部位易出现结疤凹陷等缺陷。E、D两处有φ14.5 mm的通孔，若铸出两孔会隔断A、B、C三处的补缩通道。

图1零件图

2曲轴平衡块精铸工艺方案分析

2.1曲轴平衡块毛坯图的工艺绘制

该零件有两个大平面，型壳焙烧后，极易因里外膨胀不一致，造成型壳分层，使铸件出现结疤、凹陷。为了防止这一缺陷的发生，在平面上增设1 mm深的工艺槽，缩小大平面面积汽车轴承，防止因膨胀不一致造成分层，稳定铸件加工基准面。根据该零件结构特点和精铸工艺特点，两个φ14.5 mm通孔不而通常铸造带坯的厚度 20mm；据哈兹雷特公司高级技术人员铸简支梁冲击试验机的操作规程与功能特点出。为了克服E、D相对应的这两部分过于窄小的问题，适当加大两凹槽处的加工余量，使A灌装设备、B、C三处间的补缩通道通畅，以利于金属液补缩。该零件毛坯图设计见图2。a、b、c部位为工艺槽，深1 mm。内浇口设置在另一面。

图2铸件图

2.2竖装工艺方案分析

根据曲轴平衡块结构特点，若采用竖直组装进行制壳浇注，即所以企业在生产中不但要斟酌产品质量在A、B两处(或1处)设置内浇口，如图3所示，浇注时，由于钢液自重力的作用，B、C处可得到有效补缩，而A处凝固时得不到有效的补缩，补缩液会因补缩通道不畅不能对A处补缩，而A处的钢液对B、C处又形成了实际的补缩液，A处不可避免地要形成缩松。

图3竖装工艺图

2.3吊装工艺方案分析

吊装即蜡模焊装在倒T字形浇口棒的下部(见图4)，在钢液自重力作用下，浇口棒更能发挥其浇道和冒口的作用，能较好地对铸件热节进行补缩，在直浇道不加大的情况下，即可保证浇注时有足够的压头，以利补缩，提高工艺出品率。通常内浇口的设置应有利于铸件的补缩和排气，同时凝固虽然能使铸件内应力最小，铸件变形量小，但不能防止缩松、缩孔。采用顺序凝固有利于进行补缩和气体的排除，为得到组织致密的铸件，应使铸件先凝固，浇口棒最后凝固。浇注后向浇口杯内投放适量覆盖剂是行之有效的方法。用吊装法生产该件，可在A锅仔片、B处设置两个圆形内浇口，或在C处设置一长方体形内浇口。

图4吊装工艺图图

当内浇口设置在A、B处时，铸件磨去内浇口后，在浅表面A、B处有明显的缩孔，加工后，孔眼也不能消除。这是因为A、B处是热节，圆形内浇口设于此处，增大了热节量，在A、B浅表面浇口处尚未完全凝固时，横浇道及内浇道已形成树枝状结晶，阻断了钢液对A、B处的进一步补缩。

若在C部位设置一长方形内浇口，解剖铸件清扫车和利用超声波探伤，在A、B、C处，乃至整个铸件均未发现缩松(孔)缺陷。主要原因是钢液在自重力的作用下，对A、B处的补缩道畅通，能有效地对其进行补缩，实现了顺序凝固，即铸件先凝固——内浇口凝固——横浇道凝固，最后是直浇棒凝固，所以A、B处无缩松(孔)出现。对于C处，由于长方形内浇口设置于此，也有效地进行了补缩。(end)