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铸件的结构问题出在设计阶段(1)
专栏:公司新闻
发布日期:2019-03-21
阅读量:302

Ms.参的朋友小L搞电机产品检验工作,闲谈中小L讲,在实际检验过程发现中,当铸件壁过薄时,加工完成后变形特别严重。比较常见的是Y2-112~132等小机座号电机,机座止口和内膛的椭圆问题特别严重,在定子压入机座过程中甚至可能会崩裂机座。

不少问题因铸件而发生

壁过薄等设计缺陷导致的铸件刚度不足,实际不仅仅易变形这么简单,更为致命的是机座、端盖等结构件形位公差得不到有效控制,电机整机装配精度大幅下降,噪音、振动等机械性能方面的缺陷自然成了去不掉、躲不开的问题。

电机铸件设计很有讲究。电机运行过程中的通风散热问题,适应实际生产工艺装备的工艺性,电机整体结构造型是否美观等一系列涉及电机各方面性能的问题一项都不可小瞧,必须认真仔细地精心计算、模拟仿真。

诸多铸件设计相关问题中,工艺性问题往往是设计环节最难以考虑周全的,情况比较复杂,常常已经铸成铸件毛坯、进行切削加工才发现原来还有许多细节没考虑到。今天Ms.参就电机铸件与大家交流分享与铸造相关的一些知识和经验。

铸件设计中应关注的问题

在铸造生产中,由于影响铸件质量的因素较多,但设计方面造成的铸件缺陷更为致命,故而必须高度重视、审慎处置。

1 设计原则

首先,要考虑强度和散热两大功能性要求;其次造型新颖美观、加工工艺性好;第三合理设置加强筋及特定铸件结构上的工艺筋。

2 铸件的壁厚的合理性

每种铸造合金在选用某种铸造方法铸造时,都有其适宜的壁厚。如壁厚选择合理,则既能保证铸件的力学性能,又能防止某些铸造缺陷的产生。由于铸造合金的流动性各不相同,所以在相同的砂型铸造条件下,不同铸造合金所能浇注出铸件的“最小壁厚”也不相同。若所设计铸件的壁厚小于该“最小壁厚”,则容易产生浇注不足、冷隔等缺陷。铸件的“最小壁厚”主要取决于合金的种类和铸件的大小。为了规避类似问题,在新设计投放铸件时应与铸件生产厂家进行充分的技术交流,以防止铸造零部件的不适宜性。

3 铸件壁厚力求均匀

若铸件各部分的壁厚差别过大,则在厚壁处形成金属聚集的热节,致使厚壁处易于产生缩孔、缩松等缺陷。与此同时,由于铸件各部分的冷却速度差别较大,还将形成热应力,这种热应力有时可使铸件薄厚联接处产生裂纹。

铸件壁厚的均匀性是使铸件各壁的冷却速度相近,并非要求所有的壁厚完全相同。例如,铸件的内壁因散热慢,故应比外壁薄,而筋的厚度则应更薄。检查铸件壁厚的均匀性时,必须考虑铸件的加工余量。

4 灰铁铸件的特点

由于各类合金的铸造性能不同,因而它们的结构也各有其特点。灰铸铁因其缩孔、缩松、热裂倾向均小,所以对铸件壁厚的均匀性、壁间的过渡等要求相对要低一些,但其壁厚对力学性能的敏感性大,故以薄壁结构最为适宜。但同时也要防止极薄截面,以防出现硬脆的白口组织。

5 铸件智造化发展

表观质量、交付工期短及环保等方方面面的要求,促使铸造工艺和方法不断更新和变化。原始粗放的土砂铸造彻底淘汰,树脂砂铸造、消失模铸造及垂直线铸造等新工艺、新方法应运而生,逐步向智造化方向发展,给电机制造流程带来了深刻影响,促进电机设计理念进一步走向精确设计、快速更新。  

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