这只剖分式轴承座按 A356-T6 画图。剖分式说的是分两半浇出,再用螺栓合回一个整体去镗孔。牌号一次回答四个问题:5–8 mm 的壁在钢模里填不填得满,铸件走过 T6 这一套热处理会怎么动,Ø60 H8 的内孔能不能切干净,放在室内又是什么表现。T6 指固溶、水淬、人工时效三步走完的状态;金属按铝合金订,牌号 A356(AlSi7Mg,GB/T 1173 ZL101A),状态 T6。
图纸定下 120×95×70 mm、420±30 g 和 Ø60 H8 的内孔。这几个是目标值,不是量出来的读数,模具、浇注、淬火、镗孔四道都按它们验收。目标管一批,读数只管一件,所以下面出现的每个数,要么是图纸目标,要么是典型值,要么是还在等铸造厂确认的区间。
因为硅把流动性带进 5–8 mm 的断面,镁让 T6 这套状态成立。硅让金属走到薄壁末端还流得动,少了它,钢模里走到一半就冻住;镁是时效硬化的前提,少了它,淬完火的件软得压不住轴。钢模从壁的两面同时抽热,断面从两侧往中间凝,此时浇道还在往那里补料。补缩指的就是这一趟:浇道里的金属替断面把缩掉的体积补上,补不到,断面就缩空。浇注温度 700–740 °C,模具预热到 250–350 °C,这组是典型区间,还要铸造厂签字。
选这个合金不为硬度。承托面和内孔都是铸后切出来的,一个能把断面填满、不留冷隔(两股金属流碰上却没熔合)的牌号,交给镗刀的才是实心金属;带着冷隔切下去,看到的是一条缝。同一套逻辑在电池模组用的 A356 支架上走了一遍:薄断面和一个要加工的接口,画在同一张图上。
T6 在铸态之后加三步:535–545 °C 固溶,把强化相重新溶回基体;水淬,把这层过饱和状态冻住;再在 155–165 °C 保温 4–6 h 时效,让硬化相均匀析出。这一组同样是典型区间,等铸造厂确认。淬火这一步,薄壁的好处和代价都在这儿:断面冷得够快,才吃得住这套状态;冷得同样快,所以会变形。
5–8 mm 的壁冷不匀,因为承托那一头的肉比法兰厚。内孔和剖分面在淬火之后都会挪位,所以两者都排在热处理之后切。淬火在前、机加工在后,挪掉的那点量就当成余量切走,不用校直去追它。校直是压回来的,余量是图纸给的。
ZL101A 是这一族 Al-Si-Mg 合金在 GB/T 1173 里的编号,A356 是同一族在美国标准里的名字。GB/T 1173 是铸造铝合金的国标,图纸写哪个都行,一份证书上两个一起写也常见:A356 指合金,ZL101A 指它在国标里的编号,T6 指状态。
只写 A356 的图纸,把标准和状态一起留成了空白,铸造厂就按自己那条路线供货;同族里换一个状态,强度和变形都跟着换。把合金、标准、状态写在同一行,证书、热处理曲线、报价口径才跟着这一行走。
密度属于牌号,所以重量由体积说了算。同一个牌号,密度就是一个常数,变不出第二个值;外形 120×95×70 mm,420±30 g 这个目标其实是一份壁厚预算:5–8 mm 的断面和半圆承托周围的肉把它定出来。同一族里换合金,重量几乎不动;改壁厚,重量立刻跟着走。
一笔除法能把重量看住。外形体积 798 cm³,420 g 摊上去,每 cm³ 外形摊到 0.53 g;±30 g 那条带子把它推到 0.49 到 0.56 之间。这个算例跑的是名义尺寸,不是铸件实重,所以它读的是形状,不是炉次;改壁厚比换合金更早动到它。
这就是两个数都写在图纸上的原因。按重量比座体的买家,比的是壁厚;按重量报价的铸造厂,报的是一炉水,不是一个内孔。同一只件,两种读法。
铸态表皮守不住 Ø60 H8。H8 是内孔的公差等级:字母一侧把下偏差压在零线上,数字一侧定的是公差带宽度,铸态那层皮有氧化、有硬边,余量就是给它留的。内孔带着余量出来,H8 的上下极限靠切。余量要盖住三件事:淬火留下的变形、两半之间的错位、两半用螺栓合紧时冒出来的夹紧量。
两半合起来当一个整体镗,这点余量在一根轴上、一次走刀里切掉。分开各镗一半就成了两根轴,压进两根轴的轴承圈会偏磨一侧。后加工这一段承担这套装夹,内孔同轴规划定的是基准。
| 项目 | 图纸目标 | 允许范围 | 用什么检 |
|---|---|---|---|
| 壁厚 | 5–8 mm | 按图 | 卡尺 |
| 重量 | 420 g | 420±30 g | 台秤 |
| 内孔 | Ø60 H8 | 按图 H8 极限 | 内径千分尺,三点 |
| 剖分面 | 0.05 mm 平面度 | 不超过 0.05 | 平板加塞尺 |
| 内孔对安装面 | 0.05 mm | 0.05 以内 | 三坐标 |
| 表面 | Sa 2.5 | ISO 8501-1 等级 | 比较样块 |
收缩跟着肉走。5–8 mm 这条带子里最厚的肉落在壁与半圆承托相接的地方,那个节点最后凝固,补料通道已经封了,这个位置叫热节。空腔就开在镗刀要切的那层皮下,于是铸造厂放行的是一只合格铸件,机加工车间找到的是一个印子。
超过 Ø1 mm 的孔,座体就报废。判读先靠眼睛,加工后用渗透检测确认——把红色渗透液刷上去,看它有没有从孔里渗回来。根治的办法是浇注时加冒口,让最后凝固的那块地方还有金属可补。所以为了保险把壁加厚,等于买了一份缩孔风险,还要付两次账:一次在金属,一次在废品。
淬火会把剖分面顶弯,所以铣平这一刀排在时效之后,不排在前面。先铣剖分面再热处理,被挪掉的是内孔拿来当基准的那个面,0.05 mm 这个目标撑不到镗孔。
站得住的顺序是:T6,铣剖分面,两半上螺栓,镗孔。剖分面的平面度不是外观上的讲究,它决定两半夹紧的时候会不会把内孔夹成椭圆;内孔一椭圆,轴承圈就压不实。
砂型赢在外形和单件上:模样便宜,壁可以厚,每个面都留着要加工的皮。模样是砂型里那块母模,一件活一套,改图就改模样;它让掉的是 5–8 mm 的壁厚控制和钢模那一层致密表皮,补这两样的余量得按件付钱。
选哪条路,是批量问题。什么时候选铝压铸把同一笔交换算在别的件上。只做一次、不再复投的座体,不必开钢模;壁厚守在 5–8 mm、内孔要 0.05 mm 的座体,也不该让砂型那层皮垫在下面。
刚性压过重量的时候,铸铁接这份活。同样的 120×95×70 mm 外形,铸铁落在另一个重量级上,扛它的机架得按那个载荷造。铸铁还能用更薄的断面守住一个内孔,所以重载的泵和减速箱仍会点它。
换过去要付 420±30 g 这份预算,防腐路线也跟着换:一只喷漆的铸铁座体和一只裸着抛丸的铝座体,维护方式不是一套。轴承载荷落在铝断面扛得住的范围内、座体又留在室内,这活就还是 A356 的。
最终表面是抛丸到 Sa 2.5,等级按 ISO 8501-1——那是喷射清理的近白级,氧化皮和锈基本不留。内孔和剖分面保持切削面。阳极氧化(让表面长出一层氧化铝)在这只件上没有确认:图纸没点它,而抛过的铸面和切过的内孔,成膜的方式不一样,写进去就是另一份规范、另一笔成本。
防腐靠合金和室内工况。座体装在设备里,有油、有振动,不承诺户外暴露,所以裸着抛丸就是写明的成品表面,不是通往某个表面的中间步骤。
这条铸造路线写在重力浇铸下面;铸后加工的铰链项目把铸面与切面的分工又摆了一遍。