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鑄件的結構問題出在設計階段(1)
專欄:公司新聞
發布日期:2019-03-21
閱讀量:619

Ms.參的朋友小L搞電機產品檢驗工作,閑談中小L講,在實際檢驗過程發現中,當鑄件壁過薄時,加工完成后變形特別嚴重。比較常見的是Y2-112~132等小機座號電機,機座止口和內膛的橢圓問題特別嚴重,在定子壓入機座過程中甚至可能會崩裂機座。

不少問題因鑄件而發生

壁過薄等設計缺陷導致的鑄件剛度不足,實際不僅僅易變形這么簡單,更為致命的是機座、端蓋等結構件形位公差得不到有效控制,電機整機裝配精度大幅下降,噪音、振動等機械性能方面的缺陷自然成了去不掉、躲不開的問題。

電機鑄件設計很有講究。電機運行過程中的通風散熱問題,適應實際生產工藝裝備的工藝性,電機整體結構造型是否美觀等一系列涉及電機各方面性能的問題一項都不可小瞧,必須認真仔細地精心計算、模擬仿真。

諸多鑄件設計相關問題中,工藝性問題往往是設計環節最難以考慮周全的,情況比較復雜,常常已經鑄成鑄件毛坯、進行切削加工才發現原來還有許多細節沒考慮到。今天Ms.參就電機鑄件與大家交流分享與鑄造相關的一些知識和經驗。

鑄件設計中應關注的問題

在鑄造生產中,由于影響鑄件質量的因素較多,但設計方面造成的鑄件缺陷更為致命,故而必須高度重視、審慎處置。

1 設計原則

首先,要考慮強度和散熱兩大功能性要求;其次造型新穎美觀、加工工藝性好;第三合理設置加強筋及特定鑄件結構上的工藝筋。

2 鑄件的壁厚的合理性

每種鑄造合金在選用某種鑄造方法鑄造時,都有其適宜的壁厚。如壁厚選擇合理,則既能保證鑄件的力學性能,又能防止某些鑄造缺陷的產生。由于鑄造合金的流動性各不相同,所以在相同的砂型鑄造條件下,不同鑄造合金所能澆注出鑄件的“最小壁厚”也不相同。若所設計鑄件的壁厚小于該“最小壁厚”,則容易產生澆注不足、冷隔等缺陷。鑄件的“最小壁厚”主要取決于合金的種類和鑄件的大小。為了規避類似問題,在新設計投放鑄件時應與鑄件生產廠家進行充分的技術交流,以防止鑄造零部件的不適宜性。

3 鑄件壁厚力求均勻

若鑄件各部分的壁厚差別過大,則在厚壁處形成金屬聚集的熱節,致使厚壁處易于產生縮孔、縮松等缺陷。與此同時,由于鑄件各部分的冷卻速度差別較大,還將形成熱應力,這種熱應力有時可使鑄件薄厚聯接處產生裂紋。

鑄件壁厚的均勻性是使鑄件各壁的冷卻速度相近,并非要求所有的壁厚完全相同。例如,鑄件的內壁因散熱慢,故應比外壁薄,而筋的厚度則應更薄。檢查鑄件壁厚的均勻性時,必須考慮鑄件的加工余量。

4 灰鐵鑄件的特點

由于各類合金的鑄造性能不同,因而它們的結構也各有其特點。灰鑄鐵因其縮孔、縮松、熱裂傾向均小,所以對鑄件壁厚的均勻性、壁間的過渡等要求相對要低一些,但其壁厚對力學性能的敏感性大,故以薄壁結構最為適宜。但同時也要防止極薄截面,以防出現硬脆的白口組織。

5 鑄件智造化發展

表觀質量、交付工期短及環保等方方面面的要求,促使鑄造工藝和方法不斷更新和變化。原始粗放的土砂鑄造徹底淘汰,樹脂砂鑄造、消失模鑄造及垂直線鑄造等新工藝、新方法應運而生,逐步向智造化方向發展,給電機制造流程帶來了深刻影響,促進電機設計理念進一步走向精確設計、快速更新。  

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