鑄造過(guò)程3.1鑄造工藝特點(diǎn)由于所有表面都需要機(jī)械加工，所以在鑄造過(guò)程中，必須保證槳葉鑄件的形狀和位置精度。在鑄造過(guò)程中存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：傳統(tǒng)鑄造葉片有以下兩點(diǎn)要求：①。客戶需提供一張按圓周方向由近及遠(yuǎn)的剖面展開(kāi)圖；②。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中按照客戶提供剖面展開(kāi)圖的圓周半徑，做3-5個(gè)石墨環(huán)。這種分型方式比較適合尺寸小鑄件，此分型方式的優(yōu)點(diǎn)是模型浪費(fèi)小，利用率高，但不適合大型鑄件鑄造。本文所鑄槳葉的外型尺寸大，按照此種方法鑄造，石墨的利用率小于50%，并且模型不能重復(fù)利用；由于該漿葉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和葉片厚度不均，造成鑄件各部分冷卻速度不同，收縮程度大小不同，鑄件在凝固過(guò)程中存在變形；槳葉葉片most遠(yuǎn)部位和輪毅距離較大，輪轂上部的冒口與most遠(yuǎn)端不能形成一個(gè)良好的補(bǔ)縮通道；客戶只提供三維圖一張，而在實(shí)際生產(chǎn)和工藝設(shè)計(jì)當(dāng)中，需將三維圖轉(zhuǎn)換成二維圖。槳葉葉面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測(cè)量位置多，精度要求高，空間位置難以確定，給檢測(cè)帶來(lái)很大難度。
3.2.鑄造工藝設(shè)計(jì)傳統(tǒng)鑄造葉片類鑄件是先按圓周方向按若干環(huán)狀剖面分型。再將沿圓周方向的剖面圖制作成樣板，將此樣板按照對(duì)應(yīng)位置畫(huà)在石墨型上，most后取掉多余的石墨。這種分型方式比較適合尺寸小的鑄件生產(chǎn)。這種方案不適用大型槳葉鑄造，此槳葉外型大，件數(shù)多，考慮到成本和人的勞動(dòng)強(qiáng)度等因素，設(shè)計(jì)可重復(fù)使用模型，是設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。經(jīng)認(rèn)真討論和研究，將原工藝改為如下方式。
葉輪原鑄造工藝方案葉輪現(xiàn)鑄造工藝方案在現(xiàn)工藝中將原環(huán)狀組型方案改為由長(zhǎng)方體料組合在一起的方案，每塊長(zhǎng)方體料尺寸為：640mmx440mmx60mm.在下料過(guò)程中，方料塊很規(guī)則，每塊料都很容易取舍，又不會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。每塊料按照倒邊和隨邊分成兩塊，實(shí)現(xiàn)了模型的重復(fù)利用。
在制作樣板時(shí)充分考慮了槳葉在凝固過(guò)程中的變形情況。液態(tài)合金在凝固和冷卻過(guò)程中，在固態(tài)收縮階段（從凝固終止溫度TS到室溫間的收縮）鑄件體積收縮隨溫度的下降呈線性關(guān)系。這個(gè)關(guān)系決定了鑄件的“縮尺‘’大小。鑄件體積隨溫度變化曲線見(jiàn)。
液體收縮bookmark1固體收縮TSTL溫度鑄件體積隨溫度變化曲線該漿葉壁厚差異較大。輪廓尺寸為：1450mmx350mm.漿葉四葉片（葉片most厚處44.66mm，most薄處厚度7.25mm）通過(guò)中央輪轂相連（C>220mm><350mm）。由于鑄件壁厚不均，造成鑄件各部分冷卻速度不同，線收縮程度大小各異。而常規(guī)鑄造工藝設(shè)計(jì)時(shí)采用同一縮尺的方法不能滿足客戶的要求。
根據(jù)多年的生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)，以及三維坐標(biāo)檢測(cè)應(yīng)用，對(duì)此鑄件每個(gè)剖面螺旋角做以下調(diào)整，用它來(lái)作為模型剖面圖。螺旋角的變化如所示。
剖面成品螺旋角模型螺旋角螺旋角變化反變形圖從數(shù)據(jù)變化可以看出以中間部位為界，由輪轂向most遠(yuǎn)端每74.5mm距離角度變化是0.1，在中間部位不放變形量，并且變形方向相反。
除了要在樣板制作過(guò)程中要考慮到反變形外，還在每個(gè)樣板上留出充足的加工量，每邊加工量槳葉要全加工，輪轂處要加工軸孔，為了保證加工后無(wú)氣孔，縮孔等缺陷，需在輪轂上端開(kāi)設(shè)冒口，冒口大小以4）220mm為起點(diǎn)，向上帶10°的楔形，高80mm.考慮到分型面比較多，氣體會(huì)通過(guò)分型面排出，所以沒(méi)有開(kāi)設(shè)排氣孔。
將考慮過(guò)反變形和加工量的樣板沿中心線對(duì)線畫(huà)線，后將樣板中的石墨去除。原方案所用石墨重量與現(xiàn)方案所用石墨重量比約為3：1.新方案確定后，大小型分了74塊，塊與塊之間用016mm螺栓緊固。為了保證這些模型塊在裝卡后尺寸合格，以保證鑄件的most終尺寸。本文通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出以下三種方法：①裝型前嚴(yán)格按照樣板對(duì)每塊型進(jìn)行檢查，檢查模型形狀是否相同，螺旋角是否相同，隨邊與中心線的距離和導(dǎo)邊與中心線是否與要求距離相符，不相符必須修補(bǔ)。②將四葉片下型用卡具卡緊，在各葉片上找相同點(diǎn)九處，用高度尺測(cè)量垂直距離，相同點(diǎn)的垂直距離控制在lmm之內(nèi)。大于或小于此距離，必須修補(bǔ)。③在保證以上2種檢查正確無(wú)誤以后，將所有型按照由下到上組裝，外型用卡具卡緊，后測(cè)量四個(gè)中心線與外型交點(diǎn)距離，如，保證尺寸公差在2mm以內(nèi)，超出范圍通過(guò)調(diào)整卡具來(lái)調(diào)整。通過(guò)以上三種檢查方法，能保證鑄件的成品尺寸。
3.3產(chǎn)品質(zhì)量1）熔化燒注在500Kg真空自耗電極凝殼爐內(nèi)進(jìn)行，將澆注的前兩爐清砂、打磨后，進(jìn)行X射線檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)葉片上表面有少量氣孔，經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為葉片上雖然分型面多，但還是不能保證氣體的排出。
隨后在四葉片分型面之間開(kāi)設(shè)排氣孔，在垂直方向的分型面間開(kāi)設(shè)排氣縫。后面澆注的七件經(jīng)過(guò)X射線檢測(cè)無(wú)氣孔。
模型檢2）鑄件經(jīng)用戶加工后沒(méi)有發(fā)現(xiàn)內(nèi)部質(zhì)量缺陷，在加工過(guò)程中沒(méi)有缺肉現(xiàn)象。
成品結(jié)論對(duì)于直徑大于lm漿葉類鈦鑄件，充分考慮葉片的變形情況和氣縮孔形成機(jī)理，加反變形量、冒口和排氣孔等，采用分體組模方式，完全可以生產(chǎn)滿足客戶要求的鑄件。
