缸體鑄造工藝設計論文

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1S10缸體鑄造結構分析與措施

1.1缸體鑄件技術要求

S10缸體鑄件材質為HT250，毛坯重約42kg，重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8執行。缸體一般壁厚4+0.8-0.5mm，鑄件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8，毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求：2.5mm±0.5mm。可見，缸體基本屬于薄壁輕量化設計，且尺寸精度要求較高。鑄造工藝設計時應主要考慮立澆工藝，并考慮冷芯為主，以保證其要求的精度。

1.2水套結構分析與措施

水套芯結構特點：①水套芯總高97.5mm，一般厚度5～8mm；②水套芯左端下部有特殊的異形結構。水套芯可能出現異形處變形、斷芯，從而影響該處壁厚和尺寸；另外，該異形處存在清砂難度。因此，水套芯應采用強度較高的熱芯；水套芯異形處應采用特殊涂料和工藝，以保證該處不發生粘砂和易于出砂。同時，選擇底注立澆工藝方案，鐵液平穩上升、平穩充型，對整個水套芯的沖擊相對于臥澆工藝方案要小很多。

1.3油道結構分析與措施

S10缸體外形單側有2根油道芯，兩側基本對稱，共有4根油道芯。特點是：①油道芯細長，長度266mm，貫穿缸體上下面；②截面單薄，彎曲程度大，在澆注過程中易變形或斷裂。因此，油道芯應采用較高強度的熱芯；同時為防止和減少熱變形，應選用高強度低膨脹的芳東覆膜砂。此外，選擇底注立澆工藝方案對細長油道芯受鐵液沖擊相對于臥澆工藝方案要好很多。

2S10缸體鑄造工藝設計

2.1立澆工藝方案選擇

依據對S10缸體水套芯和油道芯結構分析，依據對立澆工藝和臥澆工藝在充型時水套芯與油道芯的受力分析，決定選用：缸孔朝上，底注立澆工藝方案。S10缸體鑄件工藝如圖9；砂芯構成如表4；水套芯和油道芯用芳東覆膜砂，見表5。水套芯異形處實施3層涂料：先刷一層鋯英涂料，表干后水套芯整體浸涂水基石墨涂料，最后在異形處再刷鋯英涂料。

3試制結果

采用前述工藝措施，按調整后的澆注系統，對熱節的3個工藝方案均進行了調試。此外，經鑄件解剖表明：水腔清潔，水套異形處光滑無粘砂；水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均勻，經檢測缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm；油道芯未發生斷裂和漂浮，油道壁厚正常。對于熱節處采用的3個方案，經外觀檢查和解剖，均未見縮孔和縮松缺陷。鑄件經多次加工和加工后解剖表明：尺寸合格，壁厚正常。對熱節處的3個工藝方案，為穩定和確保熱節處無收縮缺陷，今后可優先選用無冒口的方案1，其次是另2個方案。

4結論

（1）S10缸體水套芯單薄，有異形結構；油道芯貫穿缸體上下平面，細長而彎曲。采用底注立澆工藝，鐵液平穩上升，對水套芯和油道芯的沖擊小。有利于防止水套芯受沖擊變形，保證缸孔壁厚均勻；也有利于防止油道芯漂芯和斷芯，保證油道壁厚正常。

（2）水套芯和油道芯設計為熱芯，并選用含較大比例寶珠砂的高強度低膨脹的芳東覆膜砂，有利于防止在高溫鐵液作用下因膨脹而發生的變形，有益于保證缸孔壁厚均勻和油道壁厚正常。水套芯異形結構處實施3層涂料，使不易清理的該處光滑潔凈無粘砂。

（3）鑄件熱節分析計算表明，需要強補縮。按冷鐵覆蓋面積≥熱節散熱面積的16.7％的原則，設計的3個工藝方案，試制結果均無收縮缺陷。

（4）在設計計算澆注系統基礎上，調整（放大）橫澆道截面和內澆道截面，保證hp（始）、hp（平均）仍然遠大于橫澆道高度保持橫澆道充滿富余的同時，使初始充填橫澆道鐵液流態Re降低，即降低了紊流度，并且橫澆道內鐵液流速下降37.69％。這些均有利于橫澆道撇渣，防止溶渣和浮砂進入型腔。

作者:劉增林趙發輝宋新建劉家強單位:成都桐林鑄造實業有限公司