CN1014213B - 改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备 - Google Patents
改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备Info
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Abstract
本发明改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备，采用了模架支柱、水冷主结晶器模体旋转、滑移的特殊机构系统，边旋转、滑移水冷主结晶器模体、边逐步形成型腔形状、边连续熔铸、边改变型腔形状，旋转，滑移完毕、整体一次成型即将完毕的复合变形成型方式，水冷主结晶器以模体定位、模体滑动式或固定式联接在支撑臂上、支撑臂可围绕模架支柱作360°回转，满足了曲轴或有关复杂件任意相位角熔铸要求、确保了成型精度，设备简单、操作方便、投资省、稳步提高了产品质量。
Description
本发明是改进的一次整体成型曲轴毛坯及其复杂件的电渣熔铸设备。
曲轴是一种外型复杂、机械使用性能要求高的零件，曲轴毛坯常采用一般铸造法的砂型成型，锻造法的模锻成型，铸造毛坯外形尺寸精度差、容易出现铸造缺陷。锻造毛坯的锻模和锻压设备复杂、投资大、钢材利用率低、成本高。
目前采用分段电渣熔铸模生产整体曲轴。在国内和苏联已有报道：分段电渣熔铸是金属自耗电极通过电渣热熔化于具有一定形状水冷模内直接取得不低于锻件质量要求的电渣熔铸毛坯件，由于分段熔铸、曲轴在成型过程中的热影响区不均，熔接区会出现未焊透、裂纹、气孔等，显然这部份性能要低于曲轴其它部位的性能，分段熔铸设备的操作技术要求高、熔接时间和温度恰到好处难以掌握。
US3987843提供的电渣熔铸空心金属锭装置，是以整体水冷模子与模芯构成环状空腔形状不变，通过水冷模子、底板和模芯的相对上下运动、包括模芯的转动和摆动，使脱模容易、不卡死模子，可获得表面光洁、材质又好的熔铸空心金属锭。整体模子与托架和支持体只限于向下运动结构也非常笨重、不便操作，同时模芯和模子又必须与各自的机械装置连接取得运动和动力源，因此结构较复杂，各自运动的相互配合、并控制模芯上表面在整体模子里渣液中的高度难控制。
中国专利局在1986-07-09公开了由北京钢铁学院申请的、与江西黎川特钢厂合作研制的、申请号为85100844A、名称为
“电渣整体熔铸一步成型曲轴工艺与设备”的专利申请，该申请中的设备主要由自耗电极送料机构、底电极、低压短网、多层对开水冷主结晶器、水冷活动块和水路系统组成，它是以多层对开水冷主结晶器固定不动、而水冷活动块径向移动所形成的“贯通中心孔腔”、使自耗电极插入型腔底部进行连续熔铸，可一次整体成型如“依法”、“北京吉普”等简单曲拐轴、对常用曲轴“贯通中心孔腔”的直径与高度比、一般是1∶10至1∶13左右，自耗电极在这种贯通中心孔腔中熔铸难于达到正常运行，电参数极不稳定。排气性能又不好，铸件易出现气孔、夹渣、材质不均等缺陷，当“贯通中心孔腔”高度为1000mm左右的50kg至100kg级常用曲轴及“贯通中心孔腔”高度在1000mm以上曲轴时，自耗电极在贯通孔腔中熔铸不是碰电短路、就是起弧击穿和烧模、甚至有爆渣危险、极不安全，不适于批量生产。同时对贯通孔腔中渣钢液面上升程度、没有精密现代监测设施则无法掌握，常产生水冷活动块过早推移、造成曲轴压渣，过迟推移、使曲轴产生裂纹。设备又无变形量控制、毛坯外形容易失去精度。
本发明的目的是针对上述现有技术不足、进一步改进设备、扩大设备应用范围、从设备上保证熔铸操作工艺的改变。使自耗电极无须通过“贯通中心孔腔”熔铸，稳定工艺参数、稳步提高产品质量。本发明采用了模架支柱、水冷主结晶器模体旋转、滑移的特殊机构系统，边旋转、
滑移水冷主结晶器模体、边逐步形成型腔形状、边连续熔铸、边改变型腔形状、达成复合变形成型，水冷主结晶器旋转、滑移改变型腔形状完毕，整体一次成型曲轴即将完毕的复合变形成型方式，为直观观察渣钢液面上升、稳定补渣操作工艺、增加排气性能，为自耗电极正常运行创造了良好的条件，设备只需新增模体、支撑臂、模架支柱、锁链电极夹头，所以具有结构简单、操作方便、安全可靠、投资省的特点，设备特别是适于中小型企业的批量生产。本发明的特殊机构系统采用的水冷主结晶器以模体定位、模体滑动式或固定式联接在支撑臂上、支撑臂可围绕模架支柱作360°回转，以及锁链电极夹头由双向调整送料控制机构控制的装置，既满足了六拐及任意相位角曲轴熔铸需要、扩大了设备适用范围，又保持了曲轴外形成型精度。当改变水冷主结晶器形状时、该设备又能一次成型其它复杂形状电渣熔铸毛坯件。
发明是这样实现的：电渣熔铸设备的水冷主结晶器可以是曲轴整体型，也可以顺着曲轴轴心线方向将水冷主结晶器分成若干段，每段对应曲轴形状尺寸，水冷主结晶器做成180°对开、120°三等开，也可作成多等份开，在有曲拐的水冷主结晶器上，相对曲拐位置上开有垂直于曲轴轴心线方向的孔口，孔口内设计一个一端与曲拐形状对应尺寸的水冷活动块，水冷活动块在孔口内受活动块控制机构作用可往复移动。水冷主结晶器由模体定位，同时以支撑臂为支承，各自围绕一根以上的模架支柱可作360°垂直于曲轴轴线方向的回转，还可在支撑臂上开
一滑槽。模体支持着水冷主结晶器沿滑槽往复移动以便开模取出曲轴，合模进行熔炼成型。熔铸设备底电极固定在水冷主结晶器的最底端。自耗电极由双向调整送料控制机构控制，通过主结晶器另一端曲轴主轴颈孔插入水冷主结晶器空腔与底电极靠近进行熔炼，此时水冷活动块都是置于相距曲拐相对远的位置。当熔炼金属接触到水冷活动块时，这时水冷活动块便作挤入动作，压迫熔炼金属成型一个拐，随着熔炼进行。按照上述规则挤入第二水冷活动块，第三水冷活动块成型曲轴第二拐，第三拐直至整根曲轴成型。水冷主结晶器和水冷活动块由水冷系统供给压力1-2kg/cm2。水温20-30℃压力水。自耗电极送料机构，模体、水冷活动块可接通控制装置进行熔炼成型自动控制，水冷主结晶器是铸铜或铜板焊接件。
本发明只要新增模体、支撑臂、模架支柱、锁链电极夹头，在水冷主结晶器和模体上开孔口，孔口内设计一种水冷活动块，所以结构简单、操作方便、效率高、容易制造、熔铸设备投资少。对于不同形状零件只需将水冷主结晶器和水冷活动块位置变更，也可作其它形状更改。配合双向调整送料控制机构的多电极多种位置的排列。本发明的熔铸设备又可适用于制造大小不同的其它复杂电渣熔铸件。江西黎川特钢曲轴厂利用上述曲轴电渣熔铸设备，已大量生产了CA-10B解放牌曲轴、EQ-140东风牌曲轴、BJ-212北京吉普曲轴。现又对中型汽车曲轴、柴油机曲轴开始批量生产。
发明的具体结构见以下的实施例及其附图
图1是改进的六拐一次成型曲轴毛坯的电渣熔铸设备示意图
图2-1、图2-2是改进的分段平移结构的一次成型曲轴毛坯的电渣熔铸设备示意图
实施例1
下面结合图1说明本发明提出的曲轴电渣熔铸设备的结构和工作情况。
该曲轴电渣熔铸设备主要有模体（9）、水冷主结晶器（10）、水冷活动块（11）、模架支柱（7）、支撑臂（8）、锁链电极夹头（3）、双向调整送料控制机构（1）、活动块控制机构（14），在双向调整送料控制机构（1）将自耗电极（2）通过最少是一层以上的水冷主结晶器（10）的曲轴主轴颈孔直插入靠近底电极（12）时，水冷活动块（11）都是位于离开曲拐相对远的位置。
水冷主结晶器（10）和模体（9）相对曲轴曲拐位置上开有孔口（13）、水冷活动块（11）在孔口（13）内由活动块控制机构（14）控制作往复移动。锁链电极夹头（3）的多锁链式夹紧排列装置夹紧自耗电极（2）对准底电极（12）由双向调整送料控制机构（1）连续不断地送入或退出。水冷主结晶器（10）以模体（9）定位，模体（9）滑动式或固定式（图中未画出滑动槽）联接在支撑臂（8）上，支撑臂可围绕模架支柱（7）作360°回转以利于开模取出毛坯曲轴、合模进行毛坯曲轴熔炼。
当金属熔池（5）上平面上升到水冷活动块（11）下平面时，水冷活动块由活动块控制机构（14）作用对熔炼金属挤压成型第一曲拐，重复上述过程。熔池继续上升，第二活动块又重复上述挤压动作成型第二拐，第三拐直至整根曲轴毛坯挤压熔炼成型。
水冷主结晶器（10）、水冷活动块（11）与水冷系统联通（图中未画出）。自耗电极（2）在锁链电极夹头（3）上对底电极（12）可作多种形状排列（图中未画出），双向调整送料控制机构（1），模体（9），活动块控制机构（14）可与自动控制装置（图中未画出）联接使熔炼成型曲轴毛坯半自动或自动化。
实施例2
下面结合图2-1、图2-2说明本发明提出的曲轴电渣熔铸设备另一种工作情况
曲轴电渣熔铸设备和实施例1情况相同，将水冷主结晶器相对曲轴形状分为若干段，当熔池金属（5）上平面上升到第一曲拐的水冷活动块下平面时，如图2-1所示，水冷活动块依靠模体沿支撑臂上的滑槽顺箭头方向移动到规定位置，此时自耗电极同步位移。当熔池金属（5）上平面上升到曲拐的水冷活动块上平面时，如图2-2所示，水冷主结晶器依靠模体沿支撑臂的滑槽顺箭头方向移动到规定位置，此时自耗电极同步位移，重复上述过程可一次熔炼成型整体曲轴毛坯。
Claims (4)
1、改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备有自耗电极送料机构，底电极、低压短网、内腔与曲轴形状类似的对开水冷主结晶器、水冷活动块等，其特征在于水冷主结晶器(10)以模体(9)定位，模体(9)滑动式或固定式联接在支撑臂(8)上，水冷主结晶器模体可沿支撑臂上的滑槽作往复移动、支撑臂(8)支承在模架支柱(7)上并可围绕模架支柱(7)作360°任意角度的回转，以及锁链电极夹头(3)的多锁链式夹紧排列装置，水冷主结晶器模体和水冷活动块受各自的操作机构作用沿水平轨道移动。
2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于水冷主结晶器（10）及模体（9）作成120°三等份开，也可作成多等份开。
3、根据权利要求2所述的设备，其特征是不少于一根以上的模架支柱（7）。
4、根据权利要求1或2或3所述的设备，其特征在于锁链电极夹头（3）的多锁链式夹紧排列装置夹紧自耗电极（2）对准底电极（12）由双向调整送料控制机构（1）控制的装置。
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| CN 86108925 CN1014213B (zh) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 86108925 CN1014213B (zh) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备 |
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| CN86108925A CN86108925A (zh) | 1988-11-23 |
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Family
ID=4804112
Family Applications (1)
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| CN 86108925 Expired CN1014213B (zh) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 改进的一次成型曲轴电渣熔铸设备 |
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