浅谈半齿轮类铸件反变型量应用

朱廷芳 李永林

【摘 要】 在半齿轮铸造工艺方案中，通过采取反变形量的工艺方法来抵消和弥补半齿轮的变型。例举我公司生产实例，说明反变型量生产过程中的应用。

【关键词】 半齿轮 张口变型量 反变型量

1 半齿轮张口变型实例

半齿轮类机械零件在实际生产中十分常见。由于热应力和收缩应力所造成的铸件张口变型是不可避免的，其结果就会造成齿轮外缘加工量过大，而内缘没有加工量，两个半齿轮把合在一起进行机械加工时，齿轮毛坯形成一个以对口方向为长轴的椭圆。

2 防止半齿轮张口变型方案

为了防止张口变型最好的方法是将两个半齿轮连在一起铸造，铸后再用水焊切开，铸造工艺上是放置切口加工量，采取刮板移中心的方案制造。

但对于一些中小企业生产尺寸较大的半齿轮类产品，往往受到设备能力的限制，如其中吊车的吨位、热处理窑的规格、造型面积、电炉的熔炼吨位等条件的限制。又不得不采取半铸的方法。因此采用合理的铸造工艺方案，抵消和弥补铸件的变型，获得合格尺寸的铸件，满足机械加工的要求是铸造行业的一个重要课题。

从上世纪70年代开始，我国开始制定了一种新的半齿轮类铸造工艺方案，即采用反变型法制定铸造工艺方案。它的原理如下：当把两半已经张口变型的齿轮把合在一块时就形成一个以切口方向为长轴的椭圆，如果我们把张口数量按反变型量做出的砂型就会形成一个以切口方向为短轴的椭圆。铸造以后由于张口变型正好形成一个整圆。工艺上的刮板是用加上缩尺、加工量以后尺寸减掉张口变型的数值的短半径刮出的，但垂直切口连线的半径仍然按大圆半径加上大小圆弧长差来确定的，如图1所示。

这样一来问题的关键就在于事先准确确定各种类型的半齿轮类铸件的张口数值。依据我们多年的生产时间经验，发现齿轮类铸件的张口数值主要与下列因素有关：

（1）半齿轮类产品的形状和结构；（2）铸造合金本身的性质；（3）铸造工艺方案；（4）铸造造型材料；（5）铸件在砂箱或地坑中的保温时间。

我厂生产的半齿轮材质基本上是ZG42CrMo合金钢铸件，铸造工艺方案基本上是刮板地坑盖芯造型。造型材料是水玻璃硅砂。通过多年实践发现开设拉筋和不开设拉筋对半齿轮张口的数据影响很小。至于在地坑中保温时间长短的影响是存在的，但这种差异只体现在打箱之后到退火热处理之前。保温时间较长由于铸件径向收缩受阻，张口数据要比保温时间短的张口数据要大一些。但经过退火处理以后就会收缩回来。提前打箱会使铸件处于自由收缩状态，径向收缩就会比较明显。我厂生产的半齿轮类铸件基本上为球磨机齿圈。该种齿圈为带辐板、内网结构。

3 结语

我们发现内网越高越厚时张口的数值就越小，这主要是张口变型的阻力增加所造成的。这种类型的半齿轮张口变型量的修正与半齿轮直径的大小关系很大，一般弹性变型量在10～20mm之间调整。有些铸件在理论计算上同实际张口变型量有一定差距，个别需要进行较大修正。但实际生产实践证明，绝大多数是能够取得满意的结果的。

参考文献

[1]李弘英，赵成志编著.铸造工艺设计.北京：机械工业出版社，2005.2.