后桥箱体机械造型模具设计研究

摘要：箱体零件在设计过程中容易受到外界因素的干扰，导致出现零件尺寸精准度降低的情况，影响了整体机械的运行稳定性。基于此，本文将分析后桥箱体机械造型模具的工艺生产条件，提出相应的设计参数，避免其在工作中由于液态铁的化学成分、关注温度、结构特点等影响尺寸，旨在提高铸件的强度、刚度与数据精准性。

关键词：机械加工余量；工艺补正量；收缩率

零件加工过程中，通常遵循基准统一原则，箱体零件的加工，为了实现定位统一，经常使用一面两孔的定位方式，不可避免会出现工序基准与定位基准不重合的情况，需要换算尺寸，通过造型模具实现零件尺寸公差的保障，从而得到符合机械加工标准的零件[1]。

1工艺生产条件分析

使用5t/h倒大双热风冲天炉熔炼，出炉的铁液温度约为1425℃，湿型，造型机为Z2140顶箱震实式，制芯机为Z878翻台震实式，合脂砂制造砂芯，HT200为铸件材质牌号，铸件后桥箱体质量为120kg，450*313mm为外形尺寸，20mm为壁厚，10mm为主要壁厚[2]。在灰铸铁件中具有众多因素能够影响其收缩率，特别是箱体铸铁件十分容易由于外界因素导致制造不达标的情况出现，如液态铁自身的灌注温度、化学成分、铁质铸件结构特点等，液态铁的浇筑温度与化学成本影响最为重要，若是这两点出现参数差异，将会导致尺寸也出现一定差异，同一炉的材料中也会有明显区别存在，收缩率提高至1%。而箱体铸件中，除了收缩率对零件尺寸精度会造成影响之外，偏芯及错箱的情况也会造成尺寸偏差，从而影响后续工作环节[3]。因此，应当选择一系列措施消除误差，将工艺参数的精确度有效提高，生产的零件才能更加符合机械加工要求。

2工艺参数

依据零件特点选择中间分型方法，浇筑系统与零件自身加工需求相符，选择开放式系统，选择漏模外模造型确保加工质量。零件顶部位置预留距离3mm，侧面加工余量保留3mm，拨模斜度保持1mm，中间部分预留加工孔洞Φ300mm，控制收缩率在1%以内。加工后桥箱体过程中，高度定位时以底部加工平面尺寸为主，宽度定位以侧面平面加工为主，可得高度约为36.75cm，宽度为26.94cm，收缩率对整体尺寸并无太大影响。并且定位使用浮动定位方法，将错箱造成了尺寸精确度降低影响大大减少，以此为宽度与高度进行加工即可。整体元件加工高度尺寸较大，内部结构十分复杂，应当采用工艺补正量1mm布置在法兰背面，以免减弱整体强度。连接孔处的R型槽可增加宽度1mm，长度增加约为1～2mm的补正量，便于后续装配操作，起到防夹砂效果。箱体灰铸铁件具有阻碍收缩的效果，铸件收缩量小，后桥底部圆盘壁厚大，具有较小的收缩阻力，导致收缩量增大，需要增加1mm左右的工作余量，保证其尺寸精确性[4]。选择收缩率0.7%的砂芯，磨芯量增加2mm，通过磨削后确保砂芯的尺寸厚度。砂芯轴承孔选取6mm加工余量，凸台机械选取5mm加工余量，芯头零件开口处依据要求进行设计，以便清楚披缝工作的实施，砂芯与上型芯头设置间隙0.5mm，为了避免挤砂造成芯头损坏的情况，设置防压砂环1.5*1.5mm在芯头一周部位，并在砂芯中间Φ300mm及上芯头部分设置压砂环避免砂芯上漂。按照图纸设置内腔球形塔子高度，将圆弧半径增多，以免螺孔打穿偏移的问题出现。在模具结构参数设计中，型板与外模连接部位设置法兰，其高度与宽度均为30mm，以便后续定位销孔与螺孔的改动增设，还能让工作人员对定位销孔及螺孔模具进行维护设置。设置加强筋在模具内腔部位，高度到达分型面，以免增强模具强度。外模与漏模框之间预留0.5mm间隙。芯盒中铸件的筋板选择负拔模斜度，构成镶块结构，若是筋板具有较大的误差以便随时调整，后续筋板更换维护也更加方便。将不易拔模的轴承孔设置为活块结构，并选取5mm的机械加工余量。小芯头端面也整体设置为滑座式活块，以便后续制芯工作的开展。当铸件长度方向具有较大误差或活块磨损严重的情况下，也可以依据实际情况进行调整。芯盒体与活块结合部分的尖角倒角为4*45°，避免出现散砂将活块垫起，为了方便清楚散落砂，还可以在芯盒的底部位置设置小孔洞，将散砂装入其中。由于上下砂芯仅有厚度小、面积大的特点，且芯盒结构属于敞开式，其刚度与强度均较小，可增加芯盒底的高度，在侧面与地面位置设置加强筋，有效提升其刚度与强度。

3总结

总之，在铸造箱体之前，应当先制造模具，通过箱体参数得到模具结构，并在设计过程中注意模具的厚度，尽量使用活块小芯头与筋板，以便后续工作的模具出现磨损或尺寸调整时及时更换。有效弥补模具的参数误差，提高模具的加工水准。同时，在设计箱体零件时，需要注意禁止在上下箱部位中有较大平面出现，若是存在此情况，也应当加强使用强夹筋，不仅不会对机械曲面的厚度造成影响，还能避免有夹砂情况出现，保证机械整体造型的美观性的同时，保证设备功能与结构的正常。

参考文献：

[1]孙基海，周宝明，卢中浩.高驱动推土机传动系统的两种装卸工装[J].工程机械与维修，2018(2)：80-81.

[2]宋立冬，卜令勇.后桥箱体机械造型模具设计[J].科学技术创新，2017(25)：63-64.

[3]王金雷，石晓祥，张先宏，等.汽车后桥桥架成形模具的设计[J].模具技术，2001(1)：19-21.

[4]孔亚.综述压铸工艺及压铸模具设计要点[J].南方农机，2018，49(19)：172.

作者:赵岩 单位:河南工业职业技术学院机械工程学院