薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄鋼件防裂技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄鋼件結(jié)構(gòu)多變，在鑄造過程中，由于受鑄件壁厚不均、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、外部阻力、工藝措施、溫度場分布等的影響，會出現(xiàn)收縮不均的現(xiàn)象，是導(dǎo)致鑄件局部出現(xiàn)裂紋的根本原因。在易出現(xiàn)的裂紋結(jié)構(gòu)處，設(shè)置一條或數(shù)條防裂筋，能影響局部收縮，防止裂紋產(chǎn)生。
[0003]通常常見的鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)如圖1所示，第一側(cè)架側(cè)壁2和第二側(cè)架側(cè)壁3之間垂直連接，轉(zhuǎn)角處設(shè)有防裂筋板1，防裂筋板I的斜邊呈直線型，因此防裂筋板I只能解決順著應(yīng)力收縮方向的拉裂，但對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在收縮過程中，受多向應(yīng)力的鑄鋼件，常見的防裂筋結(jié)構(gòu)可能會受到收縮應(yīng)力的影響，出現(xiàn)以下問題:
[0004]—、起不到防裂的作用。常見的防裂筋結(jié)構(gòu)只能解決順著應(yīng)力收縮方向的拉裂，針對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，鋼液在凝固過程中，收縮應(yīng)力多向，常見防裂筋結(jié)構(gòu)往往起不到防裂的作用。
[0005]二、防裂筋結(jié)構(gòu)周邊鑄件出現(xiàn)裂紋。常見的防裂筋結(jié)構(gòu)只能在單方向起到防裂作用，因為收縮應(yīng)力多向，特別是對于兩側(cè)壁壁厚不均的結(jié)構(gòu)，往往在防裂筋結(jié)構(gòu)根部出現(xiàn)裂紋，或者防裂筋結(jié)構(gòu)裂紋深入鑄件中。
[0006]三、造成其他鑄造缺陷出現(xiàn)。常見防裂筋結(jié)構(gòu)作用有限，要解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)裂紋問題，需要增加防裂筋結(jié)構(gòu)尺寸或厚度，或者多方向設(shè)置防裂筋結(jié)構(gòu)，無形中加大鑄件熱節(jié)，增加熱節(jié)處出現(xiàn)縮孔、縮松等鑄造缺陷的傾向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)，增強防裂筋結(jié)構(gòu)的作用，解決收縮應(yīng)力多向的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的防裂問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)，一種薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該框型鑄鋼件上相鄰的第一側(cè)架側(cè)壁和第二側(cè)架側(cè)壁轉(zhuǎn)角處，其特殊之處在于:
[0009]它包括至少一塊經(jīng)鑄造模具與第一側(cè)架側(cè)壁和第二側(cè)架側(cè)壁一體澆鑄成型的防裂筋板，所述防裂筋板呈類似三角形狀，其相鄰的兩直線邊分別與第一側(cè)架側(cè)壁和第二側(cè)架側(cè)壁相連，其變形的第三邊由第一圓弧段、第二圓弧段和第三圓弧段依次連接組合而成；
[0010]所述第一圓弧段和第三圓弧段的圓弧彎曲方向均朝向第一側(cè)架側(cè)壁和第二側(cè)架側(cè)壁，所述第二圓弧段的圓弧彎曲方向背離第一側(cè)架側(cè)壁和第二側(cè)架側(cè)壁；
[0011]所述第一圓弧段的一端與第一側(cè)架側(cè)壁相切，所述第一圓弧段的另一端與第二圓弧段的一端相切，所述第二圓弧段的另一端與第三圓弧段的一端相切，所述第三圓弧段的另一端與第二側(cè)架側(cè)壁相切；
[0012]所述防裂筋板的相關(guān)參數(shù)如下:
[0013]若01彡02時3取值的范圍為七=02/4?02/3D2時，t取值的范圍為t=D1^ ?D/3 ;
[0014]1^取值的范圍為L 7t?lit，L 3取值的范圍為L 3= 7t?lit，L 2 =(L1U3) X 0.4 ;
[0015]R1取值的范圍為R1= 10?20mm，R 3取值的范圍為R 3= 10?20mm ;
[0016]R2取值的范圍為 R2= R 廣 1.5R^R2= R3?1.5R3；
[0017]其中，D1為第一側(cè)架側(cè)壁的壁厚，D2為第二側(cè)架側(cè)壁的壁厚，t為防裂筋板的板厚，L1S第一圓弧段與第一側(cè)架側(cè)壁的切點至第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁連接點之間的距離，L3為第三圓弧段與第二側(cè)架側(cè)壁的切點至第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁連接點之間的距離，L2為第二圓弧段的中點至第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁連接點之間的距離，R1為第一圓弧段的半徑，&為第二圓弧段的半徑，R3為第三圓弧段的半徑。
[0018]進(jìn)一步地，所述第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁呈70?120°布置。
[0019]更進(jìn)一步地，所述第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁呈80?100°布置。
[0020]優(yōu)選地，所述第一側(cè)架側(cè)壁與第二側(cè)架側(cè)壁呈90°布置。
[0021]優(yōu)選地，所述第一圓弧段的半徑R1和所述第三圓弧段的半徑R3相等。
[0022]優(yōu)選地，所述第一圓弧段、第二圓弧段和第三圓弧段的弧長均為其各自所對應(yīng)的圓周的四分之一。
[0023]本發(fā)明工作原理:本發(fā)明的防裂筋結(jié)構(gòu)可改變收縮應(yīng)力方向，使得收縮應(yīng)力通過鑄件傳遞到防裂筋結(jié)構(gòu)上，在防裂筋結(jié)構(gòu)上相互抵消兩個方向產(chǎn)生的應(yīng)力，因此在鑄件收縮后，應(yīng)力作用在防裂筋結(jié)構(gòu)上，即:拉裂部位發(fā)生在防裂筋結(jié)構(gòu)上，避免裂紋出現(xiàn)在鑄件本體上。將常見防裂筋結(jié)構(gòu)和本發(fā)明防裂筋結(jié)構(gòu)用于鐵路貨車鑄鋼件側(cè)架上，對兩種結(jié)構(gòu)的防裂筋周邊鑄件本體部位進(jìn)行無損檢測(磁粉探傷)，發(fā)現(xiàn)常見防裂筋結(jié)構(gòu)根部鑄件本體出現(xiàn)毛細(xì)裂紋，特別是兩側(cè)壁壁厚不均結(jié)構(gòu)根部的裂紋較多，而本發(fā)明防裂筋結(jié)構(gòu)成型良好，防裂筋結(jié)構(gòu)周邊鑄件本體無裂紋，本發(fā)明防裂筋結(jié)構(gòu)用于多類其他鐵路貨車鑄鋼件上，特別是側(cè)壁壁厚不均的結(jié)構(gòu)上，均未在防裂筋結(jié)構(gòu)周邊鑄件本體上發(fā)現(xiàn)裂紋。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]1、有效解決了常見的防裂筋結(jié)構(gòu)只能解決順著應(yīng)力收縮方向的拉裂，適用于所有收縮應(yīng)力多向的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，拉裂部位發(fā)生在防裂筋結(jié)構(gòu)上，避免裂紋出現(xiàn)在鑄件本體上，有效解決收縮應(yīng)力多向的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的防裂問題。
[0026]2、有效解決了防裂筋結(jié)構(gòu)本身裂紋問題，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單，增強了防裂作用。
[0027]3、避免造成其他鑄造缺陷出現(xiàn)，增大了防裂筋結(jié)構(gòu)的作用，避免了常見防裂筋結(jié)構(gòu)作用有限，需要增加防裂筋結(jié)構(gòu)尺寸或厚度，或者多方向設(shè)置防裂筋結(jié)構(gòu)才能解決的問題，避免了因防裂筋結(jié)構(gòu)而加大鑄件熱節(jié)和增加熱節(jié)處出現(xiàn)縮孔、縮松等鑄造缺陷傾向的問題。
【附圖說明】
[0028]圖1為【背景技術(shù)】中常見鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為一種薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為圖2中具體參數(shù)的標(biāo)注示意圖；
[0031]圖4為圖2中防裂筋板的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中，防裂筋板1、第一圓弧段la、第二圓弧段lb、第三圓弧段lc、第一側(cè)架側(cè)壁2、第二側(cè)架側(cè)壁3。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0034]實施例1:
[0035]如圖2、圖3、圖4所示的薄壁框型鑄鋼件防裂筋結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該框型鑄鋼件上相鄰的第一側(cè)架側(cè)壁2和第二側(cè)架側(cè)壁3轉(zhuǎn)角處，所述第一側(cè)架側(cè)壁2與第二側(cè)架側(cè)壁3呈90°布置；
[0036]它包括至少一根經(jīng)鑄造模具與第一側(cè)架側(cè)壁2和第二側(cè)架側(cè)壁3 —體澆鑄成型的防裂筋板1，所述防裂筋板I為類似直角三角形狀，其相鄰的兩直角邊分別與第一側(cè)架側(cè)壁
(2)和第二側(cè)架側(cè)壁(3)相連，其變形的斜邊由第一圓弧段(Ia)、第二圓弧段(Ib)和第三圓弧段(Ic)依次連接組合而成；
[0037]所述第一圓弧段Ia和第三圓弧段Ic的圓弧彎曲方向均朝向第一側(cè)架側(cè)壁2和第二側(cè)架側(cè)壁3，所述第二圓弧段Ib的圓弧彎曲方向背離第一側(cè)架側(cè)壁2和第二側(cè)架側(cè)壁3 ;
[0038]所述第一圓弧段Ia的一端與第一側(cè)架側(cè)壁2相切，所述第一圓弧段Ia的另一端與第二圓弧段Ib的一端相切，所述第二圓弧段Ib的另一端與第三圓弧段Ic的一端相切，所述第三圓弧段Ic的另一端與第二側(cè)架側(cè)壁3相切；
[0039]防裂筋板I的相關(guān)參數(shù)如下:
[0040]取D1= 30mm，D 2= 20mm 時，t 取值的范圍在 D 2/4 ?D2/3，即 5mm ?6.67