淺談機床滑鞍類鑄件工藝改進

雷永紅，王 蒙

（山東億和機械裝備有限公司，山東 棗莊 277400）

1 簡介

車銑復合加工中心用機床鑄件一般包括床身、立柱、滑鞍、主軸箱和工作臺五大件，其中滑鞍是非常重要的部件。鑄件結構如圖1 所示，鑄件材質一般選擇HT300，單重大于100 kg～2 000 kg，長條狀最長尺寸大于1.2 m～3 m，導軌厚度大于50 mm～100 mm，主體壁厚筋板厚度大于20 mm～25 mm；鉗口位置穿絲杠用于移動工作臺。其材料及外觀質量要求非常高，為增加強度和剛度，滑鞍本身設計結構復雜，小孔小方門特別多，鑄造時在制芯、合箱工序操作困難，特別容易產生夾砂、粘砂等缺陷。

圖1 機床滑鞍鑄件

2 原鑄造工藝

受需求量及鑄件結構影響，此類機床鑄件大多采用呋喃樹脂砂手工造型操作，模樣采用木?；蚪饘倌?。筆者所在公司采用木模樹脂砂工藝。

該滑鞍類鑄件原鑄造工藝分型面在導軌臺座的最高面或者臺座空刀面如圖2 所示，所用模型及砂型如圖3、圖4 所示。上箱帶鉗口及內腔芯芯頭，下箱帶鑄件整體結構，兩端出吊胎；合箱操作時，內腔芯吊在上箱，然后翻上箱合箱，此時的吊芯方門孔/圓門孔沿著下箱砂型側壁下落完成合箱；澆注系統(tǒng)設計為封閉式，比例為S直：S橫：S內=1∶1.83∶0.86，內澆口流速1.63 m/s.

圖2 原鑄造工藝簡圖

圖3 原鑄造工藝上下模型

圖4 原鑄造工藝上下砂型

此工藝優(yōu)點是：1）鑄件全部在下箱，不易出現跑火等問題；2）兩端吊胎起到了定位作用，不易出現錯箱等問題。但此工藝有一個致命的缺點，由于內腔筋板芯相對較高，合箱落下箱時經常出現吊芯蹭砂，甚至吊芯磕碰下箱砂型，砂塊落入砂型內導致夾砂缺陷，嚴重的導致鑄件報廢；如果將上箱吊芯與下箱砂型的間隙做大（甚至5 mm 以上），則此問題也不能徹底解決，反而產生新的問題，即鑄件此部位的間隙批縫太大，不但增加后序鑄件清理的難度，也容易產生批縫帶肉機損的問題。很明顯，此工藝缺點遠大于其優(yōu)點，需要改進。

3 改進后鑄造工藝

通過對此滑鞍類鑄造工藝進行改進、優(yōu)化實施，改進后的鑄件工藝如圖5 所示，改進后的模型及砂型如圖6、圖7 所示。

圖5 改進后的鑄造工藝簡圖

圖6 改進后上下模型

圖7 改進后上下砂型

1）鑄造工藝上把分型面由原來的導軌臺座空刀面改為2 條長導軌面，即鑄件整體由原來的全部在下箱改為全部在上箱。

2）澆注系統(tǒng)改為開放式，截面積比例為S直∶S橫∶S內=1∶1.55∶1.43，橫澆道與鑄件相比在最低面，內澆口流速降低至0.87 m/s.

3）鑄造工藝上把2 條導軌內檔伸長出吊胎，在合箱操作中起到了定位的作用，外加箱錐定位，同樣保留了原工藝上下砂型定位準確的優(yōu)點。

4）合箱操作時，先將芯子下到上箱，然后將芯子用鐵絲吊住，最后翻上箱，再進行合箱操作；翻箱后檢查，如果在上箱下芯時有掉砂、蹭砂，翻上箱后也能掉落，再認真檢查一遍確保型腔干凈。

5）鑄造工藝上將上箱吊芯與下箱砂型間隙設計為1 mm，杜絕間隙批縫太大導致難清理甚至鑄件帶肉的問題。

盡管改進后工藝把鑄件整體放上箱，表面上增加了跑火風險，但可以有彌補措施，例如制作合箱圍泥條定位、合箱驗箱操作等。經過實踐驗證，此工藝確實有利于操作，受到合箱操作者的好評。

4 改進效果

經統(tǒng)計，筆者公司改進前后滑鞍類鑄件廢品率由原來的5.5%降低到1.5%以下。針對該滑鞍類產品鑄造工藝的改進，從操作上由原來吊芯合箱改為下芯合箱，大幅降低合箱難度；同時，由于分型面下移也使橫澆道下移，澆注系統(tǒng)由封閉式改為開放式即降低了進水口的流速，充分發(fā)揮橫澆道憋渣的作用，使更多的干凈鐵水進入型腔，此工藝可以為所有機床鑄件滑鞍類產品所借鑒和推廣。