采用消失模鑄造機床床身鑄件的工藝探討

文 楊博文

對于機床鑄件質量的理解一般有兩個含義：第一是產品質量，將客戶的滿意度或者產品在使用過程中達到的效果，作為測試鑄件的質量以及技術含量的標準。第二是工程質量，它的含義是機床鑄造零件對于產品質量的可靠度。這個標準作為衡量產品質量的指標，除此之外，它還與產品的耐穩性相關聯。采用消失模鑄造機床床身的工藝，能制造出優良的鑄件，保證機床的可靠度與精確度。

1.消失模鑄造的特點

（1）提高機床鑄件的精確度，利用消失模鑄造不用模型，沒有固定面，沒有砂芯，所以鑄件的表面比較光滑，能降低型芯組合所導致的尺寸誤差。

（2）設計比較優化，為機床部件的結構爭取了最大的活動空間，通過塑料模型組合后得出精確度高而又復雜的鑄件。

（3）沒有砂芯，可以使得鑄件的厚度均勻。

（4）可減少生產投資量，減少人員工作量。

2.生產工藝

軸承模是大型零件，它的最大尺寸為2400mm×1280mm×700mm。在實際生產過程中，依照消失模制造原理及控制過程分析，應用分流式澆灌系統，控制壓差，確保流場、壓力場、溫度場分布均勻，保證產品質量。

根據以上工藝分析，以工藝原則為指標，進行細致的工藝設計。本文選擇的機床部件的壁厚是15mm，總質量是1900kg，高度是630mm，質量周界商是1500。由壓差及澆注系統的建造位置可得澆注時間為55s，澆注系統在內澆道、橫澆道、直澆道的阻力系數分別為0.4,0.5,0.5，澆注系統的橫截面積比值為“S直：S橫：S內=1:2:2”，靜壓頭的值為600mm，根據大孔出流經驗式中，K1、K2為有效截面積之比。Hp是小孔平均壓頭，hp是大孔平均壓頭。算出內澆道的壓頭為14.2cm，帶入已知的公式:，式中，G為鑄件質量，ρ為密度，γ為時間，μ3取0.5。算得 S直為 36.5cm2、S橫為 73cm2、S內為 73cm2。因而確定直澆道截面為60mm×60mm，橫澆道的數量為2，尺寸同直澆道，內澆道的數量為25道，橫截面尺寸為10mm×30mm。

3.處理問題的方案

（1）把握機床澆注溫度。澆注的溫度過高將擴大液體收縮量，不利于除掉孔縮。澆注溫度視情況而定，本次使用的溫度為1350℃。

（2）控制機床鑄件的碳含量及磷含量。磷含量太高會使鑄件的外殼變脆，將擴大縮孔。選擇磷含量低于0.08%，本次澆注的鑄件中含磷量為0.69%。

（3）澆口和冷鐵設置妥當。如果澆口跟冷鐵設置不好，則金屬液不能按順序冷卻凝固，澆口的數量及機床鑄件的接連方式將影響澆口的補縮。

4.制造過程

（1）泡沫模型制作。采用聚苯乙烯泡沫塑料厚板粘貼，結合數字控制加工成所需模板。注意泡沫的密度為20kg/m3是最適宜于制作機床模型的。零件的長度是8米，因泡沫模型易損壞，所以分裝運輸。還要注意加工過程時的刀桿直徑不宜過大，不然會影響產品的表面。

（2）澆注。必須使用優質的鐵水，控制適宜的溫度。

（3）鑄件的檢測。對鑄件的理化性能及控制指標進行檢測，產品的變形誤差尺寸控制在5mm左右。

5.優勢

（1）使用泡沫模型制作機床鑄件樣板可以節約投入資本，減小制作的周期，擴大生產的產量。

（2）減小變形尺寸的誤差，能控制在5mm之內，簡化組裝過程，減小工作量，提高工作效率。

（3）消失模工藝減少了設計時受到的限制問題，強化了鑄件結構的適應性。

（4）采用消失模鑄造機床的工藝技術可獲得較大的經濟利潤，目前產量達300t，而且產量日益提高。

根據本文的研究探討及現在的鑄造工藝條件不難看出，消失模鑄造技術比傳統的鑄造技術好得多，減小了縮孔所引起的表面尺寸誤差，使得產品的外表面更美觀，產品的質量大大提高。除此之外，用戶對消失模鑄造機床鑄件的產品滿意度大大提升，證明這種技術值得推廣并應用。