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一种挖掘机铸造连杆的制造方法.pdf

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一种 挖掘机 铸造 连杆 制造 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910047761

申请日:

20190118

公开号:

CN109590693A

公开日:

20190409

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: B23P15/00;B23B41/00;B22C9/02;B22C9/08;B22C1/00;C22 主分类号: B23P15/00;B23B41/00;B22C9/02;B22C9/08;B22C1/00;C22
申请人: 徐州徐工矿业机械有限公司
发明人: 崔慕春;李柏松;张少健;姚红;洪涛
地址: 221004 江苏省徐州市经济技术开发区高新路39号
优先权:
专利代理机构: 32220 代理人: 周爱芳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910047761

授权公告号:

法律状态公告日:

20190409

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种挖掘机铸造连杆的制造工艺,该工艺包括以下步骤:铸造模具设计与制造、砂型制造、钢水熔炼与浇注、热处理、探伤、机加工;其中,基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,将补缩冒口设置在连杆的侧面位置,避开关键受力和弧面位置;在造型过程中,采用大约30mm厚度的宝珠砂作为面砂,其余采用水玻璃砂;在加工阶段采用对镗工艺。通过侧冒口取代常用的顶置冒口补缩工艺,消除了因冒口切割与成?#21046;?#26512;,对关键位置的影响,提升了铸造连杆外观规整度,同时,利用宝珠砂工艺,解决了铸造粘砂问题,提升铸造连杆的外观质量,另外采用对镗的加工工艺保证连杆同轴度;本发明提升了铸造连杆可靠性,将我公司铸造连杆失效率由10%?#26723;?#33267;0。

权利要求书

1.一种挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于,该制造方法如下: a)铸造模具设计与制造:基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,完成铸造模具设计,以及铝制模具的制造; b)砂型制造:基于铝制模具,分层舂实,完成砂型制造; c)钢水熔炼与浇注:采用中?#20302;?#25104;钢水熔炼,底注式钢包完成浇铸。 d)热处理?#21644;?#25104;淬火、高温回火的热处理。 e)探伤?#21644;?#25104;超声波与磁粉探伤。 f)机加工?#21644;?#25104;连杆轴孔与孔端面的加工。 2. 根据权利要求1 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:在步骤a 中,模具设计采用将补缩冒口设置在连杆的侧面位置,避开关键受力和复杂曲面位置的方案。 3.根据权利要求1 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:在步骤b 中,砂型采用30mm厚度的宝珠砂作为面砂,其余采用水玻璃砂。 4.根据权利要求1 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:在步骤c 中,钢水成分组成:C:0.25%-0.3%、Si:0.3%-0.5%、Mn:0.6%-1.0%、P:0-0.03%、S:0-0.03%、Al:0.02-0.05%。 5. 根据权利要求4 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:钢水浇铸时间距离造型完成时间小于24H,阴雨潮湿天气,小于12H。 6.根据权利要求1 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:在步骤d 中,热处理为:加热温度至900℃-940℃,保温时间160 min-200 min,水冷,介质温度小于30℃;再加热温度至580℃-620℃,保温时间≥240min,水冷,介质温度小于30℃。 7.根据权利要求7所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:第一次加热与第二次加热中间,时间间隔小于3H。 8.根据权利要求1 所述的挖掘机铸造连杆的制造方法,其特征在于:在步骤e 中,首先完成粗加工,然后超声波探伤;最后对镗工艺完成轴孔精加工。

说明书


一种挖掘机铸造连杆的制造方法
技术领域


本发明属于金属铸造技术领域,特别适用于大型挖掘机部件连杆的铸造工艺。


背景技术


大型矿用挖掘机,用于大型露天矿的矿石、煤炭和尾矿等物料的铲装作业,一般分
为矿用液压挖掘机、索斗电铲和绳索拉铲三大类,其中矿用挖掘机的特点是斗容大、作业效
率高。随着高新技术的不断应用到矿?#38454;?#22791;,以及为适应日益增大的矿用卡车的铲装需求,
挖掘机正朝着大型化方向发展。大型矿用挖掘机工作环境恶劣、复杂,对结构件的稳定性要
求非常高;连接?#36879;?#19982;工作装置的连杆,作为主要受力部位,其性能和可靠性是整机先进性
的重要标志。部分连杆采用?#38468;?#32467;构,但是耐冲击性能差,疲劳寿命短;铸钢件凭借均匀的
机械性能、顺滑表面带来的高疲劳寿命,逐步成为连杆的主流设计方案。


然而,经过调查,市场上大型挖掘机铸造连杆的疲劳寿命并不理想,失效率居高不
下。


发明内容


本发明提供一种挖掘机铸造连杆的制造方法,用以解决现有技术中存在的不足。


本发明按以下技术方案实现:


一种挖掘机铸造连杆的制造方法,该制造方法如下:


a)铸造模具设计与制造:基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,完成铸造模具设计,
以及铝制模具的制造;


b)砂型制造:基于铝制模具,分层舂实,完成砂型制造;


c)钢水熔炼与浇注:采用中?#20302;?#25104;钢水熔炼,底注式钢包完成浇铸。


d)热处理?#21644;?#25104;淬火、高温回火的热处理。


e)探伤?#21644;?#25104;超声波与磁粉探伤。


f)机加工?#21644;?#25104;连杆轴孔与孔端面的加工。


进一步,在步骤a 中,模具设计采用将补缩冒口设置在连杆的侧面位置,避开关键
受力和复杂曲面位置的方案。


进一步,在步骤b 中,砂型采用30mm厚度的宝珠砂作为面砂,其余采用水玻璃砂。


进一步,在步骤c 中,钢水成分组成:C:0.25%-0.3%、Si:0.3%-0.5%、Mn:0.6%-
1.0%、P:0-0.03%、S:0-0.03%、Al:0.02-0.05%。


进一步,钢水浇铸时间距离造型完成时间小于24H,阴雨潮湿天气,小于12H。


进一步,在步骤d 中,热处理为:加热温度至900℃-940℃,保温时间160 min-200
min,水冷,介质温度小于30℃;再加热温度至580℃-620℃,保温时间≥240min,水冷,介质
温度小于30℃。


进一步,第一次加热与第二次加热中间,时间间隔小于3H。


进一步,在步骤e 中,首先完成粗加工,然后超声波探伤;最后对镗工艺完成轴孔
精加工。


本发明有益效果:


本发明基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,将补缩冒口设置在连杆的侧面位置,
避开关键受力和弧面位置;在造型过程中,采用30mm厚度的宝珠砂作为面砂,其余采用水玻
璃砂;在加工阶段采用对镗工艺。通过侧冒口取代常用的顶置冒口补缩工艺,消除了因冒口
切割与成?#21046;?#26512;,对关键位置的影响,提升了铸造连杆外观规整度,同时,利用宝珠砂工艺,
解决了铸造粘砂问题,提升铸造连杆的外观质量,另外采用对镗的加工工艺保证连杆同轴
度;本发明通过特定的模具设计、砂型造型与加工工艺,提升了铸造连杆可靠性,将我公司
铸造连杆失效率由10%?#26723;?#33267;0。


附图说明


图1为一种挖掘机连杆的铸造模具结构图。


具体实施方式


为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中
的附图,对本发明实施例中的技术方?#38468;?#34892;更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类
似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明
一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附?#27982;?#36848;的实施例是示例性的,旨在用
于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的?#27573;А?#19979;
面结合附图对本发明的实施例进行详?#26438;?#26126;。


一种挖掘机铸造连杆的制造方法,该制造方法如下:


a)铸造模具设计与制造:基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,完成铸造模具设计,
以及铝制模具的制造,其中模具设计采用,将补缩冒口设置在连杆的侧面位置,避开关键受
力和复杂曲面位置的方案。如图1所示,补缩冒口Ⅰ2、补缩冒口Ⅱ3位于铸造连杆8的一侧,补
缩冒口Ⅲ4、补缩冒口Ⅳ5位于铸造连杆8的另一侧,随形冷铁Ⅰ6、随形冷铁Ⅱ7位于铸造连杆
8两端。


b)砂型制造:清理模板.模型.刷脱模剂,加入型砂,分层舂实,完成砂型制造,其中
砂型采用大约30mm厚度的宝珠砂作为面砂,其余采用水玻璃砂。


c)钢水熔炼与浇注:采用中?#20302;?#25104;钢水熔炼,底注式钢包完成浇铸,其中钢水成分
组成:C:0.25%-0.3%、Si:0.3%-0.5%、Mn:0.6%-1.0%、P:0-0.03%、S:0-0.03%、Al:0.02-
0.05%;钢水浇铸时间距离造型完成时间小于24H,阴雨潮湿天气,小于12H。


d)热处理?#21644;?#25104;淬火、高温回火的热处理,其中热处理工艺为:加热温度至920±20
℃,保温时间180±20 min,水冷,介质温度小于40℃;再加热温度至550±20℃,保温时间≥
240min,水冷,介质温度小于40℃;其中第二次加热与第三次加热中间,时间间隔小于3H。


e)探伤?#21644;?#25104;超声波与磁粉探伤。


f)机加工?#21644;?#25104;连杆轴孔与孔端面的加工。首先完成粗加工,然后超声波探伤;最
后对镗工艺完成轴孔精加工。


综上可得,本发明基于连杆结构应力与铸造热节仿真分析,将补缩冒口设置在连
杆的侧面位置,避开关键受力和弧面位置;在造型过程中,采用30mm厚度的宝珠砂作为面
砂,其余采用水玻璃砂;在加工阶段采用对镗工艺。通过侧冒口取代常用的顶置冒口补缩工
艺,消除了因冒口切割与成?#21046;?#26512;,对关键位置的影响,提升了铸造连杆外观规整度,同时,
利用宝珠砂工艺,解决了铸造粘砂问题,提升铸造连杆的外观质量,另外采用对镗的加工工
艺保证连杆同轴度;本发明通过特定的模具设计、砂型造型与加工工艺,提升了铸造连杆可
靠性,将我公司铸造连杆失效率由10%?#26723;?#33267;0。


最后应当说明的是:以上实施例仅用?#36816;?#26126;本发明的技术方案而非对其限制;尽
管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然
可以对本发明的具体实施方?#27975;?#34892;修改或者对部分技术特征进?#26800;?#21516;替换;而不脱离本发
明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案?#27573;?#24403;中。


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