煤氣加熱熱芯盒工裝主要應(yīng)用問題研究

【摘要】：鑄造工藝裝備作為“鑄造之母”,其在鑄造生產(chǎn)過程中的重要性可見一斑。熱芯盒作為鑄造工藝裝備的核心,更是制作砂芯的關(guān)鍵,它不僅是制得各類砂芯從而得到鑄件的前提,并且其“遺傳性”對鑄件的尺寸精度、表面粗糙度甚至一些鑄造缺陷(起皮夾砂等)都有著直接的關(guān)系。 在我廠的鑄造生產(chǎn)中,作為氣缸體重要組成部分且結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的水套砂芯,其制芯工藝采用的熱芯盒法制芯,加熱固化方式采用煤氣加熱。由于水套芯的砂芯質(zhì)量對氣缸體的后續(xù)生產(chǎn)和使用過程中起著至關(guān)重要的作用,而水套芯的砂芯質(zhì)量又直接取決于熱芯盒工裝的工況,因此本課題針對具體問題,選取了影響水套芯熱芯盒工裝的實(shí)際工況的諸多因素進(jìn)行了具體的研究分析。 本文針對實(shí)際氣缸體水套芯制芯生產(chǎn)過程存在的三方面的主要問題進(jìn)行了原因闡述、理論分析和解決方案的設(shè)計(jì)： 1)水套芯熱芯盒在使用過程中,由于煤氣壓力突變、燃燒嘴排布不合理、燃燒嘴堵塞、頂芯過程中設(shè)備承載結(jié)構(gòu)不合理以及車間熱芯盒制芯工序布局不科學(xué)等幾個(gè)方面的綜合作用,造成水套芯熱芯盒在使用時(shí)出現(xiàn)上模板彎曲變形,從而最終導(dǎo)致水套芯彎曲變形。 解決方案：改進(jìn)燃燒嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防止積砂,燃燒嘴的布局要綜合考慮砂芯壁厚和整個(gè)受熱面的均勻受熱以減小熱變形,射芯機(jī)與芯盒工裝的承載結(jié)構(gòu)須設(shè)計(jì)成大平面接觸式,生產(chǎn)布局上煤氣加熱熱芯射芯機(jī)要設(shè)置在空氣流動性小的空間內(nèi),通過上述改進(jìn),達(dá)到煤氣燃燒平穩(wěn)、芯盒受熱均衡的目的,以減小芯盒工裝的熱變形量。 2)水套芯熱芯盒的水冷射砂板由于焊接工藝的原因,導(dǎo)致最終制作的實(shí)物尺寸與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不符,且水冷射砂板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不科學(xué),導(dǎo)致水冷射砂板頻繁漏水,使得砂芯局部水分含量大,造成砂芯固化不均勻；另外,水套芯熱芯盒本體的蓄熱和導(dǎo)熱性設(shè)計(jì)存在不足,以及上述的燃燒嘴排布和堵塞問題,造成水套芯局部固化程度存在很大偏差,最終造成水套芯局部過燒起皮,局部固化不完全的問題。 解決放案：改進(jìn)水冷射砂板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接制作工藝,提高其力學(xué)性能；根據(jù)砂芯壁厚和尺寸合理選擇排氣塞的數(shù)量和布局,來調(diào)整砂芯受熱均勻和砂芯射砂緊實(shí)。 3)由于氣缸體的水套芯結(jié)構(gòu)不僅復(fù)雜,而且尺寸非常緊湊,因此在綜合考慮制芯生產(chǎn)的實(shí)際情況下,其射砂嘴的數(shù)量、尺寸、排布都是根據(jù)水套芯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的最優(yōu)化設(shè)計(jì),但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中,射砂嘴附近的芯盒型腔由于受砂流的長時(shí)間磨擦,局部出現(xiàn)磨損,磨損部位嚴(yán)重的直接改變了砂芯的正常出模斜度,從而導(dǎo)致水套芯在出模頂芯過程中裂紋。 解決方案：根據(jù)水套芯砂芯的結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整射砂嘴尺寸,盡量減少砂流的輻射面積,減少磨損；對于已磨損部位,采用噴涂焊工藝進(jìn)行修復(fù),易磨損部位應(yīng)設(shè)計(jì)為活塊結(jié)構(gòu),以利于生產(chǎn)應(yīng)用。 通過本課題的研究,可以給我們在今后的煤氣加熱熱芯盒工裝的設(shè)計(jì)、制作和改進(jìn)等過程提供一些理論參考,同時(shí)在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,幫助我們快速準(zhǔn)確的分析熱芯盒工裝在使用過程中出現(xiàn)問題的原因,指導(dǎo)我們?nèi)绾慰焖僦贫ㄓ行У母倪M(jìn)方案,最終達(dá)到提高熱芯盒工裝的使用穩(wěn)定性的目的。 【關(guān)鍵詞】：煤氣加熱 熱芯盒 工裝 應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TG242
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第1章 緒論11-13
• 1.1 課題開展的背景和意義11-12
• 1.2 本文開展的主要工作12
• 1.3 本文各章節(jié)的內(nèi)容概括12-13
• 第2章 熱芯盒工裝概述13-19
• 2.1 芯盒的分類13-14
• 2.2 熱芯盒工裝的特點(diǎn)14-17
• 2.3 熱芯盒工裝的研究現(xiàn)狀17
• 2.4 本課題開展方向17-19
• 第3章 熱芯盒工裝的研究方案制定19-24
• 3.1 熱芯盒工裝存在的主要問題19-20
• 3.2 熱芯盒工裝的工作概況20-22
• 3.3 熱芯盒工裝的研究方案設(shè)計(jì)22-24
• 3.3.1 工裝的熱變形問題22-23
• 3.3.2 水冷射砂板漏水23
• 3.3.3 內(nèi)腔磨損問題23-24
• 第4章 熱芯盒工裝的主要問題分析及改進(jìn)方案24-40
• 4.1 熱芯盒受熱變形的影響因素24-31
• 4.1.1 煤氣對熱變形的影響24-25
• 4.1.2 燃燒嘴對熱變形的影響25-26
• 4.1.3 設(shè)備頂芯取芯方式對熱變形的影響26-28
• 4.1.4 改進(jìn)方案制定28-30
• 4.1.5 小結(jié)30-31
• 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對熱芯盒工作強(qiáng)度的影響31-36
• 4.2.1 水冷射砂板漏水原因分析31-35
• 4.2.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案35
• 4.2.3 小結(jié)35-36
• 4.3 熱芯盒特殊部位的修復(fù)工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求36-40
• 4.3.1 內(nèi)腔磨損原因分析36
• 4.3.2 修復(fù)工藝36-38
• 4.3.3 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案38-39
• 4.3.4 小結(jié)39-40
• 第5章 結(jié)論40-41
• 參考文獻(xiàn)41-43
• 致謝43-44
• 附錄44-45
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表45

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