一種柴油機(jī)機(jī)體前后端模型制作方法

唐 松 李文斌

(四川共享鑄造有限公司，四川641300)

某柴油機(jī)機(jī)體與我公司前期制作的16V240機(jī)體、16V280機(jī)體相比，不但體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、幾何形狀變化大、尺寸多、技術(shù)要求高，而且尺寸精度等級(jí)達(dá)到CT11級(jí)，這就對(duì)模型精度提出了更高的要求。

1 圖紙分析

1.1 機(jī)體尺寸

前后端面的最大尺寸達(dá)到1.6 m。前后端面的尺寸多，直接相關(guān)的尺寸600多個(gè)。機(jī)體前端尺寸見(jiàn)圖1。

圖1 機(jī)體前端圖Figure 1 End surface of the engine body

1.2 機(jī)體幾何形狀

機(jī)體幾何形狀變化大，平面到斜面的、直面到曲面的，曲面到曲面的，深度變化達(dá)140 mm。

2 工藝分析

2.1 機(jī)體前端面組成

前端面由A1、A2兩副芯盒組成，后端面由B1、B2兩副芯盒組成。這4副芯盒是該機(jī)體模型中十分重要的芯盒，這是由于：

(1)它形成機(jī)體自由端和輸出端的外形。

(2)在造型下芯過(guò)程中，它是縱向下芯基準(zhǔn)。

(3)它是主油道的下芯基準(zhǔn)。

2.2 泥芯

泥芯內(nèi)腔最大尺寸為2400 mm，高度為354 mm。澆冒系統(tǒng)也在此芯盒內(nèi)。

3 模型制作工藝方案

3.1 方案一

用傳統(tǒng)制作法，采用可拆式芯盒框，芯頭采用定位銷(xiāo)定位，上下垂直取模。此方案模型制作簡(jiǎn)便，省工、省料，但下工序操作復(fù)雜，取模困難。芯盒緊固時(shí)，如有不當(dāng)會(huì)造成泥芯尺寸不準(zhǔn)，配箱工作量增大，造成毛坯精度降低。

3.2 方案二

采用脫落式芯合框，芯頭采用燕尾銷(xiāo)定位，水平和垂直相結(jié)合的取模方式。此方案模型制作難度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)料，制作工期長(zhǎng)，但下工序操作方便，容易取模。芯盒不易變形，泥芯尺寸精確。

經(jīng)過(guò)比較及綜合考慮，決定采用方案二。

4 方案二的實(shí)施

由于前后端4副芯盒大而復(fù)雜的特點(diǎn)，木模容易變形。木模變形將影響砂芯精度，進(jìn)而影響下芯精度，因此采取以下措施：

(1)將芯盒的主體部分放置于底板上，底板的平面度尤為重要。為此用木工板與刨花板進(jìn)行泡水24 h試驗(yàn)和舂砂試驗(yàn)，試驗(yàn)表明：刨花板優(yōu)于木工板和東北紅松，其靜曲強(qiáng)度≥11.5 MPa；內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度≥0.24 MPa，2 h吸水厚度膨脹率為≤8%，板面平均密度偏差為±8%，握螺釘力側(cè)面≥700 N，板面≥1100 N，甲醛釋放量≤30 mg100g，刨花板無(wú)紋理差別，使用不浪費(fèi)。靜曲強(qiáng)度雖比東北紅松偏小，但采取工藝措施是可以彌補(bǔ)，采用框式平板結(jié)構(gòu)，用寬140 mm，厚60 mm的檔子，兩側(cè)面加板包邊，防止受潮變形。

(2)在芯盒的長(zhǎng)、寬方向四面各加60 mm×30 mm的襯塊，且加檔加固，防止變形，同時(shí)芯盒框四周相應(yīng)作成30 mm，加強(qiáng)檔加固做成整體芯盒框，如圖2所示。

圖2 芯盒框圖Figure 2 Drawing of core box frame

(3)由于4副芯盒每?jī)蓛蓸?gòu)成一端，因此在制作時(shí)，應(yīng)同時(shí)配合劃線，再分開(kāi)制作，分別放置于芯盒中，可防止錯(cuò)邊，確保尺寸精度。

(4)由于圖紙上標(biāo)注的角度尺寸較多，為了確保角度的準(zhǔn)確，在制作模型時(shí)不用量角器來(lái)量角度，而是把它轉(zhuǎn)化為尺寸來(lái)進(jìn)行控制，如圖3所示。機(jī)體前端的右上部有一個(gè)25°的角，通過(guò)L尺寸來(lái)控制角度，L尺寸可用三角函數(shù)計(jì)算出來(lái)：L=tg25°×663=0.4663×663=309.16 mm。其它角度尺寸均可采用此方法來(lái)進(jìn)行控制，保證尺寸精度。

(5)為了方便下工序取模，將定位銷(xiāo)定位的芯頭改作成燕尾銷(xiāo)定位，改變其取模方向，見(jiàn)圖4。

(6)B1芯盒內(nèi)直接做在底模的部分芯頭改作的大芯頭上，將原來(lái)的拔模斜度取消，減小泥芯間的批縫，見(jiàn)圖5。

圖3 機(jī)體前端局部圖Figure 3 Local view of the front end of engine body

圖4 燕尾銷(xiāo)定位圖Figure 4 Dovetail pin positioning diagram

圖5 拔模斜度Figure 5 Pattern draft

5 取得的效果

(1)模型不變形，尺寸精度高，分模面配合緊密度良好。

(2)下工序操作效率明顯提高，一次配箱成功。

(3)毛坯表面光潔，泥芯結(jié)合部批縫小，尺寸準(zhǔn)確。

6 結(jié)論

通過(guò)方案二的實(shí)施，雖然給模型制作增加了難度，增加了工作量，多用了木料，但為下工序創(chuàng)造了方便，節(jié)省了不少工時(shí)，并且延長(zhǎng)了模型的使用壽命，保證了鑄件的尺寸精度，減少了廢次品的產(chǎn)生。所以，類(lèi)似大型復(fù)雜要求精度高的鑄件，采用此工藝是值得的。