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挖掘机大臂根部凸台(BOSS)是挖掘机大臂与车架的连接零件,属于挖掘机大臂的关键组成部分之一。由于铸造生产BOSS相比其他方式(锻造,焊接)生产具有成本低,开裂风险概率小等优势,因此,决定采用铸钢整体铸造成型生产BOSS。但如果按常规铸造工艺,BOSS根部将有可能出现裂纹(原生产厂商遇到过该问题),且BOSS中部轴孔内的砂子不易清除干净。因此,常规铸造工艺不可直接使用,必须加以改进或采用其它新的铸造工艺。通常情况下,新的铸造工艺投入实际应用,必须经过多次试模,时间长,材料费用高,这和实际生产所面临的成本节约,生产任务紧是相违背的。为解决这一矛盾,本文借助PROCAST软件对BOSS的铸造工艺过程工艺进行了数值仿真分析,重点研究了常规铸造工艺中热裂纹产生的原因和更换铸芯材料对铸件质量的影响,并在此基础上结合现场物理试模,解决了BOSS铸件轴孔清砂难的问题。研究结果表明:(1)原生产工艺中铸件裂纹产生的原因是在其底部安放了较大尺寸的整块外置冷铁。较大的铸件/冷铁界面摩擦阻力与壁厚过渡区已凝固和未凝固部分产生的相互作用力以及砂芯、砂型的机械约束力等各种因素叠加,导致铸件冷却到固相线温度附近时产生热裂的风险增加。(2)由于PROCAST热裂纹预测和不同工艺方案下的BOSS成型质量对比在先,所以物理试模不用再考虑外置冷铁结构与布局,从而节约了试模时间与材料成本。(3)对于常规除砂工具不易接触到的BOSS铸件轴孔,采用石灰石砂铸芯代替硅砂铸芯有利于轴孔清砂,更容易获得无粘砂的内腔。但是,需更加注意铸型排气。(4)本文最终确定的BOSS铸件成型工艺方案为:无外置冷铁,石灰石砂铸芯重力铸造,浇注温度1565℃,浇注时间25s。