2010中國鑄造活動周**集
孟君，吳瓊，王健，藺晗，宋強
（瀋陽工具機銀豐鑄造****，遼寧瀋陽 110200）
摘要：分析了cw61100b-01011/5m床身鑄件的劈模工藝和平造平澆工藝兩種方案的優缺點，詳細介紹了平造平澆鑄造工藝方案。經生產實踐證明，平造平澆工藝工裝比劈模工藝工裝費用低、占地面積少、勞動強度低，生產效率高，產能高。
關鍵詞：車床床身；劈模；平造平澆；提高產能
本廠是專業鑄造廠，以生產工具機鑄件為主。在車床床身生產方面基本上沿襲傳統造型方法—劈箱造型。用這種造型方法生產車床床身鑄件，占地面積大、工裝費用高，生產效率低。
受工裝和生產面積的限制，現在的產能是每月生產10臺。但隨著車床市場需求量的逐漸增多，已不能滿足市場的需要，在保證鑄件質量的前提下，改進工藝方法提高產能成為必然。現以cw61100b-01011/5m床身為例進行研究分析對工藝方法進行改進。
1 cw61100b-01011/5m床身結構特點及技術要求
cw61100b-01011/5m床身輪廓尺寸：7700mm×870mm×692mm，材質:ht300，毛重：
7300kg，保溫時間56h，壁厚25mm，筋板厚度20mm，導軌長6645mm、厚50mm，導軌要求不能有任何鑄造缺陷，導軌表面淬火處理。
2 cw61100b-01011/5m床身劈模工藝方案及產能現狀
劈模工藝是一種八箱劈模鑄造工藝，主要用於鑄造各類發動機機體、車床床身或其它結構較為複雜的機體部件。其特徵在於：所述的砂箱由八個箱體組合而成，包括上箱、底板、位於上箱和底板之間的前側箱和後側箱以及左側箱和右側箱，所述的左側箱分為左側前段箱和左側後段箱，右側箱分為右側前段箱和右側後段箱（砂箱裝配圖見1）；位於砂箱內側的各芯件均通過芯頭就近與其中的箱體連線定位。
由於砂箱由八部分組合而成，其內的各芯件可通過芯頭就近與箱體定位，各芯件之間相互獨立，不發生相互依賴情形，不會產生較大累計誤差，芯件定位準確，鑄件尺寸精度高，由於鑄件的外觀面都是由外型帶出，鑄件的外觀質量優良。
採用此種工藝生產車床床身，其工藝簡圖見圖2，工藝將模樣分成3大部分，鑄件的尺寸對砂箱的精度要求非常高，同時模具和砂箱製作要求精度也很高，工作量大，木材消耗量較大，模具製作、工裝製作費用高且砂箱通用性低。鑄件生產周期長(5天乙個生產週期)。由於此工藝的底板固定在地面，占用工作面積較大，一旦固定不能移動。
如果同時生產多台產品，使現場工作地不足。公司月產能為10臺（還需增加4套工裝）。現在的產能滿足不了供貨期的要求。
並且劈模生產裝配時需要組裝砂箱。此生產過程相當複雜，效率極低，消耗大量的人力。
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圖1 劈模砂箱裝配圖圖2 劈模工藝簡圖 cw61100b/5公尺床身鑄件是集團公司的批量產品，月最高需求達25件。 cw61100b 1011/5m床身劈模傳統工藝的工裝已經老化，鑄件壁厚和鑄件尺寸精度都難以保證。在這樣的情況下要求月產25臺，就得新制模具工裝，費用昂貴。
考慮到精益生產和提高效率，決定對此工藝方法進行改進。
3 cw61100b-01011/5m床身平造平澆工藝方案
3.1 砂箱、模板的選擇
選擇用兩箱手工模板造型，模板造型：模樣、澆冒口都固定在模板上，採用砂胎接觸技術、內定位合箱銷保證鑄件合型不錯箱，砂箱不需加工。砂箱由原來的10扇改進後為2扇大大減少砂箱加工費用。
上、下型分別在兩塊模板上同時造型，這樣既縮短了造型，及合箱週期，又能準確合箱定位，大大提高了生產率；鑄型合箱澆注後冷卻一定的時間後就可以移動，大大提高了作業面積的利用率。平造平澆砂箱裝配圖（圖3）
圖3 平造平澆砂箱裝配圖圖4 平造平澆工藝簡圖
3.2 分型面的選擇
本著鑄件的重要加工面、受力麵等質量要求高的部分朝下的原則，床身的導軌面是關鍵部分，不允許有鑄造缺陷，而且要求組織緻密均勻；因此導軌面應朝下。為了保證鑄件精度，應使鑄件的全部或大部分放在同一箱內，所以選擇地腳空刀面為分型面。
3.3 工藝引數的選擇
上平面地腳凸台加工量為12mm，澆注位置下面導軌加工量為12mm，導軌立面加工量為12/13mm，鑄造收縮率為1.0%，起模斜度取±1.5mm，為防止鑄型在澆注過程中抬箱、漲箱引起地腳加平和床身立面間距變大，地腳空刀加深5mm，床身立面間距減小4mm，分型負數取3mm，在下模樣做出。
由於鑄件在長度和排
屑孔方向上因受鑄造應力影響，易產生撓曲變形，所以在長度加整體撓度10mm；在排屑孔方向加6mm側撓度，下模樣分兩段製作裝配時裝出側撓度和長度方向撓度。
3.4 砂芯的設計
根據鑄件的結構和總體的工藝方案，整個型腔的形成主要分為底排、幫子芯、中間芯及2個水口芯，共54個砂芯。幫子芯設計定位（見圖4），更好的保證鑄件尺寸精度。在每塊內腔砂芯上都有孔與鑄型直接接觸。
砂芯間隙取2mm。
圖4 砂芯定位圖5 澆注系統設計
3.5 澆注系統的設計
澆注系統的設計遵循了快（大流量）、穩（防止飛濺及紊流）、活（澆注系統分散、無死角）的設計原則，採用半封閉式澆注系統，為了增強橫澆道的擋渣作用，在橫澆道上增加了旋轉集渣包，兩端澆注、以底注式為主、輔以分型面上開內澆道的階梯分散注入。澆注系統總截面比為σf內:σf橫:
σf直=1:2:1.
15（見圖5）。澆注溫度選定為1340～1390℃，導軌尾部先澆注，10～15s後再從床身頭部澆注，這樣有利於導軌先充滿，將最先澆入的鐵液衝到另一端較不重要的部位，避免在導軌中間部位產生對流，有利於保證導軌的質量，充型平穩、溫度場均勻，澆注時間為75s。
3.6 冒口和出氣孔的設計
由於灰鑄鐵在凝固過程中有石墨析出，體積膨脹有自補縮能力，且鑄件無特殊厚大部位，因此沒有設計補縮冒口，只在床身地腳處設計了個扁冒口排氣用面積大於內澆道總面積。
在每塊砂芯與鑄型接觸的部位放φ30mm的出氣棒，並且在模樣及芯盒中的相應位置處做出定位，便於裝配時對準位置，有利於氣體迅速排出鑄型外，防止上平面出現氣孔、夾渣等鑄造缺陷。
4 結束語
（1）將原劈模3個分型面改為2個。
（2）將原劈模劈處不能順利起型部位，即側型部位由幫芯帶出。
（3）砂箱由原來的8扇改進後為2扇。採用砂胎接觸技術砂箱不需加工。
（4）裝配方式得到了明顯的改進由原來在底板上立側型，改為在砂型中下幫芯，取消了底板的使用。提高了作業面積的利用率，降低了勞動強度。
現場驗證：此工藝工裝改進方案，不再需要分扇造型，多箱立箱裝配，工裝不需加工，裝配不需裝配底板，節約了人力並提高了生產作業面積的利用率，並縮短了製造時間，實現了提高產能的目標。使現產能提高到月產25～26件左右（日均1件）。
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