缸蓋類鑄件損傷原因分析及解決對(duì)策

霍明新

（廣西玉柴機(jī)器股份有限公司鑄造廠，廣西 玉林 537005）

廣西玉柴機(jī)器股份有限公司2009年提出“鑄件廢品率1%工程”，通過2年時(shí)間強(qiáng)有力的推行“鑄件廢品率1%工程”，鑄件廢品率已達(dá)到2.6%，距離鑄件廢品率1%的目標(biāo)還有一段距離，其中缸蓋類鑄件損傷是鑄件廢品率仍較高的一個(gè)因素之一。2010年，缸蓋類鑄件損傷廢品率約達(dá)0.3%，在所有鑄件廢品率中占比約11%。針對(duì)缸蓋類鑄件損傷，本文對(duì)清理流轉(zhuǎn)過程進(jìn)行分析，通過優(yōu)化鑄件清理后流轉(zhuǎn)流程、改進(jìn)風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)工作臺(tái)、設(shè)計(jì)配用風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)工裝、整改清鏟線等措施有效解決了缸蓋類鑄件的損傷問題。

1 缸蓋類鑄件清理流程

我公司生產(chǎn)缸蓋類鑄件澆注冷卻凝固后，需經(jīng)過如下清理流程：鑄件振動(dòng)落砂——鑄件上懸鏈——鑄件下懸鏈——粗清理鑄件——鑄件風(fēng)動(dòng)振砂——鑄件退火——機(jī)器磨削鑄件四周披鋒——鑄件精拋丸——線上人工打磨鑄件四周殘留披鋒——精清理鑄件。

2 缸蓋類鑄件損傷類型、定義及損傷位置

2.1 損傷類型

我公司缸蓋類鑄件的清理流程決定了其在不同過程出現(xiàn)不同類型的損傷不合格品，鑄件主要損傷類型有：熱損傷、撞崩、打崩缺、振裂、磨削磨傷等。

2.2 損傷定義及其發(fā)生位置

1）熱損傷

是指鑄件在振動(dòng)落砂過程中，因鑄件落砂后尚有較高的溫度，在其與落砂機(jī)工作床接觸或與披鋒鐵接觸時(shí)，受力變形而造成的鑄件實(shí)際尺寸、形貌脫離理論設(shè)計(jì)尺寸、形貌的一種缺陷。缸蓋類鑄件熱損傷主要產(chǎn)生在振動(dòng)落砂過程中，多發(fā)生在缸蓋鑄件一些凸出位置、空洞位置，如頂面、兩端面螺孔搭子，螺栓孔凸臺(tái)，氣道內(nèi)壁，氣門口邊緣等如圖1。

2）撞崩

是指鑄件在吊運(yùn)過程中，鑄件與吊車吸盤相撞、鑄件與鑄件相撞造成的鑄件局部缺失的一種缺陷。缸蓋類鑄件撞崩主要產(chǎn)生在缸蓋鑄件吊運(yùn)過程中，多發(fā)生在缸蓋鑄件一些凸出位置、口四壁，如頂面、兩端面螺孔搭子，螺栓孔凸臺(tái)、氣道口壁等。

3）打崩缺

圖1 端面螺孔搭子熱損傷

是指鑄件在粗清理過程中造成的鑄件局部被打缺失的一種缺陷。因操作方法不當(dāng)、鑄件局部多肉、鑄件局部位置披鋒厚度大等。缸蓋類鑄件打崩缺主要產(chǎn)生在缸蓋鑄件粗清理過程中，多發(fā)生在缸蓋鑄件對(duì)應(yīng)排氣的排氣針位置、披鋒厚大位置、局部多肉位置，如頂面缸蓋罩凸臺(tái)、螺栓孔、氣道口壁等如圖2。

圖2 氣道口壁打崩缺

4）振裂

是指鑄件在風(fēng)動(dòng)振砂過程中，因操作方法不當(dāng)、風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)結(jié)構(gòu)存在問題、鑄件結(jié)構(gòu)不同等，在對(duì)鑄件進(jìn)行振砂時(shí)造成的鑄件局部被振裂的一種缺陷。缸蓋類鑄件振裂主要發(fā)生在螺栓孔凸臺(tái)位置如圖3。

5）磨削磨傷

是指鑄件在上線機(jī)器磨削過程中產(chǎn)生的鑄件局部磨削量超出加工余量而造成鑄件局部加工余量不足的一種缺陷。主要是由于鑄件上磨削線時(shí)位置放不正、磨削量控制不當(dāng)、鑄件局部披鋒厚大等原因造成。缸蓋類鑄件磨削磨傷主要發(fā)生在進(jìn)氣面、排氣面如圖4。

3 防止缸蓋類鑄件損傷措施

統(tǒng)計(jì)2010年生產(chǎn)的缸蓋類鑄件損傷廢品，排在前三位的損傷廢品分別為撞崩、振裂、磨削磨傷，結(jié)果見表1。

針對(duì)此三類損傷廢品，依次采取措施如下：

圖3 螺栓孔凸臺(tái)振裂

圖4 進(jìn)氣面磨傷

表1 缸蓋類鑄件損傷廢品統(tǒng)計(jì)表

1）優(yōu)化鑄件粗清理后的流轉(zhuǎn)流程。

在過去，鑄件粗清理后，操作工開動(dòng)吸盤吊將粗清理后的鑄件吊運(yùn)至下道工序風(fēng)動(dòng)振砂處，待振砂的鑄件堆積在風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)旁，隨著待振砂鑄件的不斷減少，距離振砂機(jī)遠(yuǎn)的鑄件就需要再用吸盤吊吊鑄件靠近振砂機(jī)以方便振砂崗位的操作，在吸盤重復(fù)吸吊鑄件的過程中即產(chǎn)生了損傷廢品。為降低此環(huán)節(jié)的鑄件損傷問題，曾一度關(guān)注人員操作這一層面，抓了很久都沒有什么大的起色，而且不受控，時(shí)好時(shí)壞。為解決此問題，突破思維定勢(shì)，換個(gè)方式：將粗清理后的鑄件裝斗放置在風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)旁，此舉解決了鑄件反復(fù)吸盤吊運(yùn)的問題，鑄件與吸盤、鑄件與鑄件間的碰撞就少了很多，損傷廢品自然就降了下來。這項(xiàng)措施自2011年1月中旬實(shí)施后，缸蓋類鑄件損傷降幅達(dá)30%，效果比較明顯。

2）改進(jìn)風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)工作臺(tái)

在風(fēng)動(dòng)振操作過程中，觀察發(fā)現(xiàn)振砂機(jī)動(dòng)振頭移位比較嚴(yán)重，已偏離于對(duì)面不動(dòng)振頭的中心，如此，在振砂過程中，鑄件因受力不在一條直線上，出現(xiàn)移位翹起，很容易造成鑄件局部面積小的凸出位置被振裂。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)是因?yàn)轱L(fēng)動(dòng)振砂機(jī)汽缸的固定是采用鐵銷固定，在長時(shí)間的振動(dòng)力下，鐵銷變形，出現(xiàn)汽缸在振力作用下移位。迅速采取措施，使用螺栓連接固定代替原來的鐵銷固定，汽缸移位問題解決了，鑄件在振砂過程中不會(huì)出現(xiàn)移位翹起現(xiàn)象，鑄件振裂問題也就減少了。統(tǒng)計(jì)風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)工作臺(tái)整改前后一段時(shí)間的振裂廢品情況，降幅近80%，如表 2。

3）設(shè)計(jì)制作配用風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)工裝。

我公司缸蓋類鑄件機(jī)型較多，結(jié)構(gòu)也差別較大，有幾個(gè)機(jī)型因本身幾何尺寸相比其他機(jī)型小些，在同樣的一臺(tái)風(fēng)動(dòng)振砂機(jī)下，尺寸小的缸蓋鑄件更容易被振裂。后經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，易振裂的缸蓋鑄件在沿寬度方向立著放在振砂機(jī)工作臺(tái)上時(shí)，因其寬度尺寸小些，振砂機(jī)振頭作用力作用區(qū)域剛好正對(duì)易振裂的螺栓孔凸臺(tái)位置，所以容易被振裂。為此，針對(duì)這些幾何尺寸小的機(jī)型，設(shè)計(jì)制作了專用工裝，通過工裝，把鑄件墊高，避開振砂機(jī)振頭振力集中區(qū)，從而大大降低了鑄件被振裂的幾率。

4）整改清鏟線

清鏟線是磨削缸蓋鑄件進(jìn)氣面、排氣面批鋒的一條清理線，在此線工作過程中，控制不好時(shí)，易產(chǎn)生鑄件被磨傷甚至磨出白口?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有兩個(gè)方面的原因造成鑄件被磨傷，一個(gè)原因是鑄件在被磨削時(shí)鑄件壓緊裝置壓不緊鑄件，后續(xù)鑄件往前推時(shí)，造成前面正在被磨削的鑄件受力翹起、傾斜，進(jìn)而造成鑄件被磨傷，一個(gè)原因是清鏟線輥道過長，鑄件受磨削的行程和時(shí)間均長，增加了鑄件被磨傷的幾率。針對(duì)這兩個(gè)原因，整改清鏟線，將鑄件壓緊裝置進(jìn)行了重新修復(fù)處理，將輥道減短。清鏟線整改后，磨傷廢品下降比較明顯。如表3所示。

表2 振裂損傷廢品率統(tǒng)計(jì)表

表3 磨傷損傷廢品率統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié) 論

1）尋找更加優(yōu)化的鑄件清理流轉(zhuǎn)流程可以有效降低缸蓋類鑄件損傷廢品率。

2）合理制定清理工步的工藝，并配合相應(yīng)的工藝可減少對(duì)缸蓋類鑄件的損傷。

3）重視清理設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，對(duì)降低清理過程中對(duì)鑄件的損傷起著重要的作用。