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铸件创新:CADI施肥刀铸件性能超过钢件

来源:《铸造》201608期 秩名 2016-09-03 浏览
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位于美国伊利诺州科尔切斯特(Colchester Illinois)的耶特农机设备公司(Yetter Farm Equipment)其高速施肥机上马格纳姆犁刀(Magnum coulter)的施肥刀(furtilizer knive)过去一直存在问题。

这件由多个零件组成的钢制施肥刀不仅制造费工费时,还容易出现尺寸不稳定的问题和早期磨损问题。焊接到施肥刀上的其他几个零件也容易出现早期磨损。更换整个施肥刀总成费用很贵,而且造成停机。

为了解决这个问题,耶特农机公司和位于加拿大阿尔伯特省莱斯布里奇市(Lethbridge, Alberta, Canada)的莱斯布里奇铸铁有限公司(Lethbridge Iron Works Co.,)共同合作将这个钢组装件改成了铸件。最初的设计阶段,考虑有几种铸造材料的原型样件,包括含27%铬的高铬铸铁,第5级等温淬火球铁(ADI)和含碳化物的ADI,即CADI。施肥刀的设计过程如图1为原钢组装件施肥刀。

原钢组装件施肥刀

图1 原钢组装件施肥刀

最终,CADI由于其非常好的耐磨性和耐冲击抗力被选中。CADI比高铬铸铁有更好的耐冲击抗力,比ADI有更好的耐磨性。新的6.8磅(3.1 kg)重的施肥刀对输送无结晶水氨肥的管道和海狸尾巴形版(beavertail)有更好的保护作用。

施肥刀接到犁盘上确保犁刀片没有残留物,肥料输送管不会磨损。这个装置在土壤里开出一个4英寸(102 mm)的犁沟以施加肥料,然后打碎犁沟侧壁的硬土,迅速将犁沟填埋上。

为了生产这个铸件,莱斯布里奇铸铁厂用了两个芯子,如图2所示。第1个用的是壳芯,用来形成安装吊孔,并保证两个吊耳互相平行,便于安装和保持尺寸稳定性。第2个芯子用来形成安置肥料输送的空腔,还形成一个安装海狸尾巴板的孔。安装输送管组件的方孔在潮模砂型中形成,省去由加工形成孔的操作。分型线由机器人采用金刚石砂轮打磨光,以得到所希望的表面光洁度和尺寸。

这个部件改成铸件为耶特公司节省成本60%,尺寸更能控制,外表更好看。此外,库存物流也简化了,因为马格纳姆犁刀单元(Magnum coulter unit)有同样的施肥刀;订单的精确性提高了,因为所有的单元有同样的零件号;装配效率提高,最终用户有很大的灵活性去改变施肥机的形式,更换破损失效零件的时间减少了。图3给出了原来5件钢组装件和整体一件CADI铸件的比较。图4给出了左右两种型号的CADI施肥刀铸件。

 

施肥刀铸件采用两个芯子形成所需的孔和内部形状

图2 施肥刀铸件采用两个芯子形成所需的孔和内部形状

5件组装钢件施肥刀缺点:尺寸不稳定;施肥刀和肥料输送零件早期磨损;制造成本高。CADI铸件施肥刀优点:尺寸稳定性非常好;一件铸件;肥料输送零件得到保护不受磨损;降低成本60%;只需两个件号(图4)。

 

件钢组装件(左)和整体一件CADI铸件(右)的比较

图3 5件钢组装件(左)和整体一件CADI铸件(右)的比较。

CADI施肥刀铸件(左右两种型号)

 

图4 CADI施肥刀铸件(左右两种型号)。

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