CN109663890A - 一种筒类铸件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种筒类铸件的制造方法。该筒类铸件的制造方法包括以下步骤：（1）铸造出筒类铸件预成品，该筒类铸件预成品包括筒类铸件和与筒类铸件一体成型的用于支撑筒类铸件以使筒类铸件在凝固和热处理快速冷却过程中收缩均匀的环形工艺筋；（2）均匀除去筒类铸件预成品上的环形工艺筋以制作出相应的筒类铸件。环形工艺筋与筒类铸件一体成型，在整个周面上对筒类铸件起到撑拉的作用，在筒类铸件凝固和热处理快速冷却的过程中对筒类铸件的拉力更为均匀，环形工艺筋被均匀的去除，环形工艺筋在周面上对筒类铸件的拉力同时去除，避免了筒类铸件出现局部应力集中而产生变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种筒类铸件的制造方法。
背景技术
由于铝合金的密度小、比强度高，大型圆筒类铝合金铸件被普遍应用于航天航空产品上，在同样强度的条件下，可大大降低航空航天产品的重量，节省燃料。而对于一些圆筒类铸件，因为功能要求而在筒类铸件上需要开孔或者加厚，铸件整体为非对称结构，在铸造凝固和热处理快速冷却过程中就会出现各个部位收缩不一致的现象，导致铸件出现变形。
对于非对称结构的铸件在凝固和热处理快速冷却过程中出现收缩不一致的问题，常用的解决方法包括增加反变形量、焊接工艺筋等。而对于通过焊接工艺筋来防止筒类铸件出现变形的方法来说，焊接的工艺筋通常为辐射形的工艺筋，在筒类铸件的端面上均匀设置有轮毂形或者辐射形的工艺筋，通过工艺筋的端面与筒类铸件实现点连接，在后期去除工艺筋的过程中，需要对工艺筋与铸件的连接点进行依次断开，在去除工艺筋与铸件的其中一个连接点时，其余未被去除的连接点使工艺筋对铸件依然存在着拉力而导致铸件存在应力集中而出现变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种筒类铸件的制造方法，以解决现有技术中去除工艺筋时铸件依然存在变形的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的筒类铸件的制造方法的技术方案为：
方案1：一种筒类铸件的制造方法，包括以下步骤：（1）铸造出筒类铸件预成品，该筒类铸件预成品包括筒类铸件和与筒类铸件一体成型的用于支撑筒类铸件以使筒类铸件在凝固和热处理快速冷却过程中收缩均匀的环形工艺筋；（2）均匀除去筒类铸件预成品上的环形工艺筋以制作出相应的筒类铸件。
该技术方案的有益效果在于：环形工艺筋与筒类铸件一体成型，在整个周面上对筒类铸件起到撑拉的作用，在筒类铸件凝固和热处理快速冷却的过程中对筒类铸件的拉力更为均匀，环形工艺筋被均匀的去除，环形工艺筋在周面上对筒类铸件的拉力同时去除，避免了筒类铸件出现局部应力集中而产生变形。
方案2：根据方案1所述的筒类铸件的制造方法，所述筒类铸件具有筒体和设置在筒体两端端面上的端口，所述环形工艺筋设置在端口内。环形工艺筋位于端口处对筒类铸件的端口进行补缩，防止筒类铸件出现缩松缩孔现象。
方案3：根据方案2所述的筒类铸件的制造方法，所述筒类铸件的筒体的两端具有沿筒体径向延伸的端沿，端沿的内壁围成的周面形成端口，所述环形工艺筋与端沿一体设置。端沿为筒类铸件与其他设备进行连接的结构，其厚度比筒体的厚度大，凝固冷却的速度较慢，容易出现缩松缩孔现象，环形工艺筋设置在端沿上可以对端沿进行补缩。
方案4：根据方案3所述的筒类铸件的制造方法，所述环形工艺筋的上表面与端沿的上表面平齐。便于制作筒类铸件预成品的模具。
方案5：根据方案4所述的筒类铸件的制造方法，所述环形工艺筋具有与端沿接触的连接段，所述连接段的厚度小于端沿的厚度。连接段的厚度较小，防止增大端沿处部位的热点，同时环形工艺筋的连接段可以先于端沿凝固收缩，起到支撑筒类铸件的作用。
方案6：根据方案5所述的筒类铸件的制造方法，所述环形工艺筋的连接段的内壁上设有沿环形工艺筋径向延伸的加强段，所述加强段的厚度大于连接段的厚度。通过厚度更大的增强段可以加强环形工艺筋的收缩，保证环形工艺筋的收缩力能够带动筒类铸件均匀收缩，保证筒类铸件收缩的均匀性。
方案7：根据方案6所述的筒类铸件的制造方法，所述连接段的径向长度不小于连接段的厚度。增大了加强段与端沿之间的距离，减小了在冷却凝固的过程中加强段的温度对于端沿冷却速度的影响。
方案8：根据方案7所述的筒类铸件的制造方法，所述连接段的径向长度为连接段的厚度的两倍。连接段的径向长度是其厚度的两倍，保证加强段与端沿之间有足够的距离，同时也使连接段的长度不会过长。
方案9：根据方案1~8任一项所述的筒类铸件的制造方法，步骤（2）通过车削加工去除环形工艺筋。车削加工方便快捷，同时车削也可以尽可能的保证环形工艺筋被均匀的去除。
方案10：根据方案1~8任一项所述的筒类铸件的制造方法，所述筒类铸件为铝合金筒类铸件。
附图说明
图1为采用本发明的筒类铸件的制造方法的实施例1制作的筒类铸件预成品的结构示意图；
图2为图1的筒类铸件预成品的剖视图；
图3为采用本发明的筒类铸件的制造方法的实施例1制作的筒类铸件的结构示意图。
图中各标记：1.筒体；2.环形工艺筋；11.端沿；21.连接段；22.加强段。
具体实施方式
本发明的一种筒类铸件的制造方法的实施例1，包括以下步骤：（1）铸造出筒类铸件预成品，该筒类铸件预成品如图1所示，包括筒类铸件和与筒类铸件一体成型的环形工艺筋2，环形工艺筋2在整个周面上对筒类铸件起到撑拉的作用，使筒类铸件在凝固和热处理快速冷却的过程中受到的拉力更为均匀，以保证筒类铸件的收缩均匀；（2）通过车削加工均匀去除环形工艺筋2，即可得到筒类铸件。车削加工方便快捷，同时车削也可以通过逐层去除的方式，使环形工艺筋整体被同时去除，防止出现工艺筋仅有部分去除，剩余的连接部分对筒类铸件产生局部的拉力的现象。在该实施例中，筒类铸件为铝合金铸件，在其他实施例中，筒类铸件也可以为铁质铸件或铜质铸件等金属铸件。
铸造成型的筒类铸件预成品如图1和图2所示，包括筒类铸件和环形工艺筋2，筒类铸件包括筒体1，筒体1的两端分别具有沿筒体1径向延伸的端沿11，端沿11的内壁围成的周面形成筒体1的端口，环形工艺筋分别一体成型于端沿11形成的端口内，端沿11为筒类铸件与其他设备进行连接的结构，其厚度超过筒体1的厚度，端沿11的厚度是指端沿11在筒类铸件轴向的上表面与下表面之间的距离，筒体1的厚度是指筒体1在径向的内壁与外壁之间的距离；端沿11的上表面与环形工艺筋2的上表面平齐，这样环形工艺筋2可以对端沿11在凝固过程中进行补缩，防止端沿11出现缩松或缩孔。
环形工艺筋2具有用于与端沿11接触的连接段21，在连接段21的内壁上设有沿环形工艺筋径向延伸的加强段22，连接段21的厚度小于端沿11的厚度，加强段22的厚度大于连接段21的厚度，连接段21的厚度是指连接段21在筒类铸件轴向的上表面与下表面之间的距离，加强段22的厚度是指加强段22在筒类铸件轴向的上表面与下表面之间的距离；连接段21的厚度小于端沿11的厚度可以防止增大端沿处相应部位的热点，减小端沿11处出现缩松与缩孔的可能性，同时连接段21先于端沿凝固收缩，对筒类铸件起到支撑的作用；加强段22的厚度大于连接段21的厚度，可以加强环形工艺筋的收缩，保证环形工艺筋的收缩力能够带动筒类铸件的均匀收缩，保证筒类铸件收缩的均匀性；连接段21的径向长度不小于其厚度，连接段21的径向长度是指连接段21的外壁与加强段22的外壁在筒类铸件径向方向上的距离，在该实施例中，连接段21的径向长度是其厚度的两倍，可以减小筒类铸件预成品在冷却凝固的过程中加强段的温度对于端沿冷却速度的影响，在其他实施例中，连接段21的径向长度可以与其厚度相同，也可以是其厚度的1.5倍或者3倍等，即连接段21的径向长度大于或等于其厚度；在其他实施例中，在保证环形工艺筋的拉力的情况下也可以省略加强段，仅依靠连接段对端沿撑拉；加强段22以及连接段21的上表面与端沿11的上表面平齐。
最终制作出的筒类铸件如图3所示，该筒类铸件为非对称类铸件，内壁上分布有开口、凸台等，工艺要求该筒类铸件的内圆直径为φ1100mm，公差要求为±0.5，在不使用该筒类铸件的制造方法的情况下，筒类铸件内圆直径在凝固后测量尺寸最大为φ1101mm，最小为φ1099mm，已经出现椭圆现象，公差为±1，经过固溶处理去掉点连接式的工艺筋之后铸件再次变形，内圆直径最大为φ1102mm，最小为φ1098mm，公差为±2，无法满足工艺要求；采用该筒类铸件的制造方法制作的筒类铸件在凝固后，测量所得的内圆直径最大为φ1100mm，最小为φ1099mm，公差为±0.5，满足工艺的要求。
在筒类铸件的制造方法的其他实施例中，步骤（2）也可以通过磨削或者铣削作业完成；环形工艺筋也可以设置在筒类铸件的靠近其中段的位置。
Claims (10)
1.一种筒类铸件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）铸造出筒类铸件预成品，该筒类铸件预成品包括筒类铸件和与筒类铸件一体成型的用于支撑筒类铸件以使筒类铸件在凝固和热处理快速冷却过程中收缩均匀的环形工艺筋；（2）均匀除去筒类铸件预成品上的环形工艺筋以制作出相应的筒类铸件。
2.根据权利要求1所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述筒类铸件具有筒体和设置在筒体两端端面上的端口，所述环形工艺筋设置在端口内。
3.根据权利要求2所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述筒类铸件的筒体的两端具有沿筒体径向延伸的端沿，端沿的内壁围成的周面形成端口，所述环形工艺筋与端沿一体设置。
4.根据权利要求3所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述环形工艺筋的上表面与端沿的上表面平齐。
5.根据权利要求4所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述环形工艺筋具有与端沿接触的连接段，所述连接段的厚度小于端沿的厚度。
6.根据权利要求5所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述环形工艺筋的连接段的内壁上设有沿环形工艺筋径向延伸的加强段，所述加强段的厚度大于连接段的厚度。
7.根据权利要求6所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述连接段的径向长度不小于连接段的厚度。
8.根据权利要求7所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述连接段的径向长度为连接段的厚度的两倍。
9.根据权利要求1~8任一项所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：步骤（2）通过车削加工去除环形工艺筋。
10.根据权利要求1~8任一项所述的筒类铸件的制造方法，其特征在于：所述筒类铸件为铝合金筒类铸件。
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