下機架是圓錐破碎機的主要結構件，也是圓錐破碎機其他部件的裝配基礎。此次我廠承攬的這種結構的下機架以前從來沒有生產過，不能借用過去的工藝思路，只能另辟蹊徑。通過分析鑄件結構，綜合考慮冒口放置、模樣結構和澆注系統(tǒng)等方面內容，設計出合理的工藝方案，生產出了用戶滿意的鑄件。

 

1.下機架的結構特點

 

下機架材質為GS20Mn5，最大外形尺寸為2410mm，高1070mm，其結構如圖1所示。

此鑄件丁字形相接的結構多，熱節(jié)多，補縮冒口布置困難，尤其是周邊的4個凸起的與主體相接處，以及前部的齒輪腔上面的凸出部位與主體相接處，這幾個部位空間狹小，如果放置普通暗冒口，尺寸會很大，使后序清理難度增加，同時這幾個地方也是鑄件質量要求高的部位，需進行超聲波探傷，因此如果不放冒口，鑄件的質量就難于保證。

 

2.工藝方案

 

（1）冒口的設計　對鑄鋼件來說，冒口設計的好壞會直接影響鑄件質量。根據下機架的結構特點，擬采用在法蘭上布置一圈冒口，中間部分放置一個暗冒口（1＃冒口）并加補貼，周邊凸起與主體的相交處放暗冒口（2＃冒口），齒輪腔與主體相交處增加補貼至法蘭，再在法蘭上放置一個相對較大的冒口（3＃冒口），如圖2所示。

通過模數法算得2＃冒口M≥4cm，由此冒口直徑應≥240mm。由于冒口尺寸較大，且空間狹小，放置起來比較困難，造型也不方便，使后續(xù)清理也很困難。于是我們使用成形保溫冒口，不但可以提高有效模數1.5～1.7倍，造型時放置也容易很多，直接埋入沙型中，而且冒口尺寸也大大減小，節(jié)約了金屬，提高了工藝出品率。齒輪腔上面凸出部分與主體的相交處是一個大的熱節(jié)，需放冒口對其補縮，但是如果此處放一個冒口補貼。考慮到這些因素，我們決定加大上方法蘭對應的冒口，同時在冒口與凸起之間增加冒口補貼，這樣同樣能起到補縮的效果，造型也方便了很多。

 

（2）模樣結構的設計　由于鑄件結構復雜，以往類似鑄件采用多個砂芯組成型腔，但這也往往引起鑄件的累計尺寸偏差較大。為了減小鑄件的尺寸偏差，就必須減少型芯，使砂型和砂芯的定位基準盡可能統(tǒng)一，這樣可避免組芯過程中的累計誤差，從而提高鑄件的尺寸精度。下機架采用了一個基準型芯。合箱時，先下這個基準芯（在最下面），然后由它定位下其他型芯，從實際應用結果看，效果良好，大大減小了尺寸誤差。

 

（3）澆注系統(tǒng)的設計　下機架鋼液總重9800kg，澆注時間大約需要100s左右。鑄鋼的熔點高，流動性差，對型腔沖刷較大，為使充型快速平穩(wěn)，下機架鑄件使用了底注緩沖式澆注系統(tǒng)。經計算，法蘭是鑄件截面最大的位置，且法蘭上有很多冒口，為防止鋼液在此截面上升過慢，冒口不能充滿，影響冒口的補縮效果，在法蘭處增加一層的補澆用澆口，提高此處的澆注速度，使金屬液快速上升充滿型腔，避免了產生冷隔等鑄造缺陷。

 

3.工藝效果

 

按此工藝方案，我們在首件工藝驗證后，連續(xù)生產了4件（現在還在繼續(xù)生產），很少出現縮松、氣孔等缺陷，鑄件質量良好，超聲波探侈j全部合格，取得了很好的經濟效益。

 

4.結語

 

（1）采用保溫暗冒口，可縮小冒口尺寸，方便造型，減少后續(xù)清理；同時減少澆注鋼液量，提高工藝出品率，降低了原材料和能源的消耗。

 

（2）底注緩沖式澆注系統(tǒng)，能快速平穩(wěn)地充型，對于提高鑄件質量具有良好的作用。