氣缸套離心鑄造金屬模生產(chǎn)工藝的改進(jìn)淺析

董建平

摘 要：氣缸套的離心鑄造金屬模技術(shù)對于工廠生產(chǎn)意義重大，相比于原砂型鑄造工藝來說，具有效率高、成型快等優(yōu)點(diǎn)，文章對其工藝方案進(jìn)行改進(jìn)，通過研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)方案效果較好，可以推廣。

關(guān)鍵詞：氣缸套；離心鑄造；金屬模；生產(chǎn)工藝改進(jìn)

中圖分類號：TG249.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）23-0068-02

1 氣缸套離心鑄造金屬模生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀分析

在氣缸套金屬模離心鑄造的生產(chǎn)進(jìn)程中，金屬模是其中的一個最重要工裝，具有易耗的性質(zhì)，氣缸套生產(chǎn)成本直接受金屬模制造成本及金屬模使用壽命兩方面的影響。在機(jī)械加工鑄造定型后，要求金屬模保持其組織的組織致密性，在橫斷面方面力學(xué)性能要均勻，并且內(nèi)表面、外表面沒有縮孔、縮松、氣孔夾渣等問題。對于當(dāng)前來說，金屬模的生產(chǎn)方式主要是通過砂模澆注，但是這一工藝也有著很大的缺點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：鐵水使用的效率偏低、加工余量較大造成浪費(fèi)、同時也導(dǎo)致了生產(chǎn)效率不高。這樣就導(dǎo)致了五個熟練工人每個班也只能做完10件金屬模，這樣對于工人來說負(fù)擔(dān)較重，對其工廠來說生產(chǎn)也較為困難，因此，應(yīng)當(dāng)予以重視。同時，其生產(chǎn)周期較長，產(chǎn)品偶有裂縫，這會影響到最終的使用壽命。生產(chǎn)周期較長也會帶來很多弊端，使得汽缸的成本提升，供求也可能出現(xiàn)不匹配的情況，不利于其進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對離心鑄造的推廣使用，讓生產(chǎn)效率得以提升，同時產(chǎn)品的質(zhì)量也能更多地得到保障，達(dá)到生產(chǎn)科學(xué)化的目的。

2 氣缸套離心鑄造金屬模生產(chǎn)工藝改進(jìn)方案

第一，使金屬模鑄造缺陷大幅降低；第二，使金屬模生產(chǎn)效率大幅提高；第三，使能耗大幅降低。從這3個方面出發(fā)，綜合氣缸套各生產(chǎn)廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件，改進(jìn)工藝方案認(rèn)為運(yùn)用離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套的金屬模毛坯具有可行性、可靠性及優(yōu)良性。一是初步方案的設(shè)計上，使用一體式金屬模。選用中模金屬模當(dāng)作實(shí)驗(yàn)的對象（氣缸套金屬模中最受歡迎的一種），砂模鑄造生產(chǎn)的金屬模毛坯重量控制為八十千克左右。穩(wěn)定的離心鑄造技術(shù)是氣缸套建造基礎(chǔ)，離心鑄造技術(shù)沉降大小，是否均勻，離心鑄造技術(shù)頂部是否平順直接決定了離心鑄造技術(shù)的穩(wěn)定性，影響到氣缸套制造效率。需要區(qū)別于普通中低速氣缸套工程的離心鑄造技術(shù)建造，在氣缸套離心鑄造技術(shù)設(shè)計階段、建造階段就要加強(qiáng)管控，從設(shè)計階段，明確離心鑄造技術(shù)以及氣缸套等基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求，在建造階段需要加強(qiáng)離心鑄造技術(shù)沉降及不均勻沉降管控，必要時，采取加強(qiáng)剛度措施，確保基礎(chǔ)工程穩(wěn)定、順平，并為高順平氣缸套建造打好基礎(chǔ)。氣缸套建造水平不分層，避免上層金屬模自重通過下層傳遞，導(dǎo)致下層底板金屬模開裂；豎向中間可設(shè)后澆帶，盡可能降低先澆節(jié)段收縮裂縫產(chǎn)生，采取不分層不分段的一次性澆注成型，極大地考驗(yàn)氣缸套支架和內(nèi)模支撐體系的可靠性。

2.1 一體式金屬模

在初步方案的設(shè)計上，使用一體式金屬模。選用中模金屬模當(dāng)作實(shí)驗(yàn)的對象（氣缸套金屬模中最受歡迎的一種），砂模鑄造生產(chǎn)的金屬模毛坯重量控制為八十千克左右。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：使用砂模鑄造生產(chǎn)制作出氣缸套金屬模離心鑄造要使用到的模具（這里的注意事項為：氣缸套金屬模法蘭盤位置與離心鑄造模具相對應(yīng)的位置難以上涂料，因此，對這些位置，在模具預(yù)熱上好涂料過后，要用毛刷補(bǔ)刷一次）。無論工藝是確定性的還是可靠的，都涉及氣缸套離心鑄造設(shè)備測試的適配性，因此需要學(xué)習(xí)氣缸套離心鑄造設(shè)備測試的方法。在服務(wù)器中可以建立氣缸套離心鑄造設(shè)備測試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，執(zhí)行關(guān)于實(shí)驗(yàn)室延遲的氣缸套離心鑄造設(shè)備測試氣缸套離心鑄造設(shè)備測試，通過發(fā)送/接收大量數(shù)據(jù)和錯誤注入，測試驗(yàn)證氣缸套離心鑄造設(shè)備測試實(shí)驗(yàn)室的確定性和可靠性，這種測試還可以提供大量的測試數(shù)據(jù)，用于進(jìn)一步研究氣缸套離心鑄造設(shè)備測試的實(shí)驗(yàn)室維護(hù)方法和進(jìn)行故障診斷。溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為另一數(shù)量，例如表盤或電壓的機(jī)械運(yùn)動。熱電偶通常用塑料或玻璃纖維材料彼此絕緣。溫度變化會導(dǎo)致液體膨脹或蒸發(fā)，因此傳感器變得加壓，顯示在簡單的壓力表上。當(dāng)兩個金屬剛性地連接在一起作為雙層帶并被加熱時，膨脹率的差異導(dǎo)致條彎曲。對于生產(chǎn)線上的傳感器，條帶被扭成管內(nèi)長的細(xì)線圈。一端固定在管的底部，另一端轉(zhuǎn)動并移動表盤上的指針。需要關(guān)注的是：模具與產(chǎn)品總重超過一百五十千克，將離心鑄造機(jī)承載能力納入考慮范疇，并防止生產(chǎn)的氣缸套金屬模毛坯內(nèi)應(yīng)力超過正常水平等情況下，對轉(zhuǎn)速要進(jìn)行適當(dāng)控制，最后確定轉(zhuǎn)速為900rad/分鐘。試驗(yàn)證明了這一轉(zhuǎn)速一方面能為金屬液成型提供充足的離心力。

2.2 組合式金屬模

對初步方案進(jìn)行的優(yōu)化上，使用組合式金屬模。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，存在部分金屬模外模尺寸非常大的情況，加工起來十分麻煩、難度系數(shù)高，并且，在生產(chǎn)過程中，對金屬模法蘭盤位置上涂料非常不方便，難以實(shí)現(xiàn)其簡易化操作，只能借助手工涂、刷方式來完成，這就使得生產(chǎn)效率非常低、操作上難度較高，要合理解決這個問題，需要對氣缸套金屬模離心鑄造工藝進(jìn)行更深層次的優(yōu)化與改進(jìn)。為了提升效率，需要對于各種方案的參數(shù)及效果作出明顯的界定，傳統(tǒng)的氣缸套離心鑄造方式采取一刀切的方式，效率高，但是也難免造成誤殺，將原本對產(chǎn)品無害的處理掉。但是缺點(diǎn)也是明顯的，與上述方法相比，濕法處理就要好很多，采用酸堿平衡原理，增加涂料量，使其在保持化學(xué)平衡的條件下，可以將硫含量長期控制在一個較低的范圍內(nèi)。但是客觀來說，涂料的效果并不能如我們預(yù)期那樣穩(wěn)定，它會隨著各種因素而變化，周期也長，遇到突發(fā)情況時難以應(yīng)對。而且需求量是很大的，對于資源短缺情況難以緩解，且不利于使用。氣缸套內(nèi)的冷卻潤滑油需要定期進(jìn)行更換，冷卻潤滑油更換的時間應(yīng)該從環(huán)境、濕度、沙塵、空氣中是否含有大量酸堿性氣體等四個方面來決定更換周期長短。剛剛買的空壓機(jī)在第一次運(yùn)行時候，運(yùn)行時長達(dá)到五百小時后需要進(jìn)行更換機(jī)油，更換之后每四千個小時更換一次機(jī)油，其中一年空壓機(jī)運(yùn)行不到四千小時的應(yīng)該在每年的年末進(jìn)行更換一次機(jī)油。在氣缸套的生產(chǎn)中存在這樣一個普遍問題，氣缸套金屬模在使用的進(jìn)程中，基本上都是從中部發(fā)生橫向斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致其報廢，報廢的金屬模中，法蘭盤往往都還是完好無損的?；谶@一觀察發(fā)現(xiàn)，嘗試進(jìn)行組合式金屬模的生產(chǎn)制作（即圓筒與法蘭盤組合，共同構(gòu)成金屬型）。endprint

氣缸套截面變化時，反映在模具上的連接處不是平穩(wěn)過渡。輪廓轉(zhuǎn)角處存在棱角。這些都造成應(yīng)力集中。模具主要是通過應(yīng)力的消除，來進(jìn)行淬火與回火。在鉆孔后，將管和金屬模物材料插入鉆孔中，由管子提供的氣墊沿相對于金屬模物的方向定位在金屬模裝料與鉆孔的一側(cè)之間的孔中電荷相對，有著最大的斷裂和破碎力。然后可以引爆金屬模物，而不需要使用另外的引腳材料來堵塞鉆孔的外端。當(dāng)金屬模由圓柱形的單個元件組成時，在將其插入孔之前，可以將該裝料附著到噴射管上。然后，管的凹形外部部分適于保持圓柱形電荷。如果回火溫度過低，將容易引起模具的硬度出現(xiàn)問題，耐磨性也變差。在氣缸套的截面出現(xiàn)變化后，在模具上的連接處過渡較為光滑，同時，氣缸套的截面變化較大，模具的設(shè)計不是對稱結(jié)構(gòu)，淬火時容易發(fā)生變形和開裂。

3 工藝效果檢驗(yàn)

第一，經(jīng)過試驗(yàn)探索與分析研究，并與氣缸套金屬模的實(shí)際報廢情況相結(jié)合，研究出了組合式金屬模生產(chǎn)這一新的生產(chǎn)工藝，這一先進(jìn)生產(chǎn)工藝完全傳承了運(yùn)用一體式離心澆注生產(chǎn)工藝生產(chǎn)氣缸套的一切優(yōu)點(diǎn)，另一方面，實(shí)現(xiàn)了鑄造生產(chǎn)工藝的簡化，大大降低了生產(chǎn)過程中操作上的難度，使得生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提升；第二，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在氣缸套金屬模的生產(chǎn)中，運(yùn)用離心鑄造方法替代原砂型鑄造方法具有可行性，運(yùn)用這一工藝生產(chǎn)出來的金屬模毛坯要經(jīng)過相當(dāng)長一段時期的自然失效以消除內(nèi)應(yīng)力，然后再加工定型。在金屬模產(chǎn)品性能、能耗、生產(chǎn)效率方面，一體式離心澆注方法都要明顯優(yōu)于原砂型鑄造方法。

4 結(jié)束語

通過汽缸套生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，結(jié)合工廠實(shí)際情況，可以建立一套自動控制系統(tǒng)來替代人員的工作，減輕負(fù)擔(dān)，確保安全。工廠質(zhì)量的數(shù)據(jù)與信息是大量的，需要有強(qiáng)大的交換平臺來進(jìn)行共享。這種平臺對于更大的工廠建設(shè)都有著不可替代的作用。同時，科研所帶來的信息也將為以后的相同情況下的建設(shè)提供一個比較好的對比與參照。

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