動顎是顎式破碎機上的關(guān)鍵部件，生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，在工作中要承受較大的載荷，對鑄件質(zhì)量要求較高，鑄件要求磁粉和超聲波探傷，不得有裂紋缺陷。鑄件最大尺寸為2170mmx900mmx655mm，單件重量為3700kg．鑄件整體結(jié)構(gòu)為框架類結(jié)構(gòu)，壁厚不均勻，最大壁厚為125mm，最小壁厚尺寸為35mm，鑄件結(jié)構(gòu)形狀見圖l。
2、鑄造工藝措施
2.1鑄造難點
從技術(shù)要求和鑄件結(jié)構(gòu)來看，鑄件尺寸較大，熱節(jié)較多，尺寸精度要求較高。通過對鑄件結(jié)構(gòu)特點及技術(shù)要求進(jìn)行分析，主要難度有以下幾方面。
(1)鑄件為框架類結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔型砂難以清理，內(nèi)腔筋板較大，筋板交接處易出現(xiàn)粘砂缺陷。
(2)鑄件縮尺不好控制，兩側(cè)面中間部位易出現(xiàn)外凸缺陷。
(3)鑄件內(nèi)腔芯子較多，易形成夾砂缺陷。
(4)鑄件熱節(jié)較多，補縮距離不好控制，易形成局部縮松缺陷。
2.2工藝措施
(1)澆注位置及分型面確定。通過對鑄件結(jié)構(gòu)特點及熱節(jié)點分布情況分析，確定采用兩開箱分模造型，從平而筋板根部分模，筋板根部以上部分為上部模型，內(nèi)腔及軸孔處采用芯子形成，澆注位置及分型面設(shè)置如圖2所示。
(2)造型方法。由于鑄件需求數(shù)量較多，批量生產(chǎn)，采用實樣木模造型。
(3)縮尺選擇。根據(jù)鑄件結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合以往生產(chǎn)類似結(jié)構(gòu)鑄件的經(jīng)驗，選取縮尺為2%，為防止兩側(cè)中間部位收縮不進(jìn)來，導(dǎo)致鑄件兩側(cè)局部尺寸超差，在兩側(cè)中間部位設(shè)置反變形量，尺寸為從兩側(cè)外端向兩側(cè)面中間設(shè)置由0~5mm逐漸增大的凹形反變形量。
(4)為防止鑄件內(nèi)腔筋板交接處出現(xiàn)裂紋，在筋板交接處設(shè)置30mmx30mmx101nm三角形防裂筋，每200mm長度設(shè)置一個。
(5)解決內(nèi)腔難清砂措施。內(nèi)腔芯子采用水玻璃七零砂，利用七零砂鑄造澆注后易粉化、退讓性好的特點，來解決內(nèi)腔難以清砂的問題。但是由于七零砂在澆注過程中產(chǎn)生大量氣體，并且鑄件表面易產(chǎn)生縮沉現(xiàn)象，鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷，表面質(zhì)量較差，為解決這一問題，我們采用覆砂技術(shù)，在芯子外表面及圓角處采用5~10mm鉻鐵礦砂，采用鋼管芯骨，并在鋼管表面鉆出大量出氣孔，為防止出氣孔堵塞，又在鋼管外表面纏一圈草繩子，從而保證澆注時芯子內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順利排出。
2.3冒口設(shè)置
根據(jù)計算并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗，在鑄件軸孔上部位置設(shè)置,∮450mmx500mm圓明冒口一個，在后端中部設(shè)置腰型12號(200mmx300mmx30mm)冒口一個，在中間每個長條凸臺上部設(shè)置l號（∮90mmx120mm)冒口3個，見圖3。
2-4澆注系統(tǒng)及冷鐵設(shè)置
為保證鐵液有足夠的上升速度，防止鑄件表面出現(xiàn)冷隔紋缺陷，提高鑄件表面質(zhì)量，直澆口采用∮100mm -道，橫澆口采用∮100mm兩道對稱分布，內(nèi)澆口采用∮80mm變徑內(nèi)澆口八道。為保證鑄件形成順序凝固，避免底部筋板交接處形成縮孔縮松缺陷，在底部熱節(jié)部位設(shè)置外冷鐵5塊，澆注系統(tǒng)及冷鐵設(shè)置如圖4所示。
2.5凝固模擬驗證
為防止鑄造后鑄件出現(xiàn)縮孔缺陷，我們又借助華鑄CAE軟件對設(shè)計的工藝方案進(jìn)行仿真凝固模擬驗證。從模擬結(jié)果可以看出，縮孔都出現(xiàn)在冒口內(nèi)，鑄件內(nèi)部無縮孔縮松現(xiàn)象發(fā)生。
3、過程控制
(1)模型采用兩開箱分模造型，模型質(zhì)量要求一級，拔模斜度采用正拔模，為保證尺寸準(zhǔn)確，下芯方便，將四個內(nèi)部空腔設(shè)計為一個整體芯子。模型及芯子結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5所示。
(2)造型用型砂采用水玻璃石英砂，粒度為45/70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，S102含量大于96%。使用水玻璃做粘結(jié)劑，型砂濕強度0.012—0.017MPa，型砂水分含量為4-5%。造型時要注意防止春砂撞壞冒口。為防止熱節(jié)部位粘砂，采用在熱節(jié)部位表面覆10mm厚鉻鐵礦砂，春砂時要注意防止打壞模型。造型要緊實度高而且均勻，冒口出氣孔要暢通。造好型后要將上箱筋板周圍的砂型用二氧化碳?xì)怏w吹硬，防止上烘干窯時塌箱變形。
(3)澆注
合箱前先對照圖紙檢查砂型、砂芯，若砂型、砂芯尺寸有問題要進(jìn)行修復(fù)。檢查水口位置，吹干凈水口內(nèi)存砂。
下芯時應(yīng)蹭一下芯頭棱角，防止芯子下不到位。吹干型腔內(nèi)所有浮砂。打泥時一定要注意打泥的厚度，原則上要求打泥稀薄均勻。
合箱時冒口要用面砂培好，并且要用二氧化碳將面砂吹硬化，要保證不能掉進(jìn)型腔內(nèi)砂子。合好箱后要打好卡子，要防止錯箱和澆注時漲箱。
澆注時底箱用草苫子墊好，保證氣道的暢通。檢查氣眼是否暢通，應(yīng)使外皮與芯頭處的氣眼能互相貫通。澆注溫度控制在1530~1540℃左右，要平穩(wěn)快速澆注。
4、鑄件成品
鑄件經(jīng)打箱、氣割、退火后，鑄件表面質(zhì)量光潔，無氣孔、夾砂等鑄造缺陷，經(jīng)毛坯尺寸檢查，鑄件尺寸都在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)，磁粉及超聲波探傷檢查鑄件質(zhì)量符合圖紙技術(shù)要求，成品鑄件如圖6所示。
5、結(jié)論
(1)由于石灰石砂具有良好的退讓性和潰散性，鉻鐵礦砂具有較高的耐火度，兩者結(jié)合使用，鑄造后鑄件內(nèi)腔表面光潔，無粘砂，無裂紋缺陷。
(2)內(nèi)腔芯子采用整體芯子，效果較好，定位準(zhǔn)確，下芯方便。
(3)兩側(cè)面采用反變形工藝措施，解決了鑄件局部外凸問題。
