砂型铸造模具对铸件精度的影响

2015-03-25司红丽

中国铸造装备与技术 2015年3期

司红丽

（中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限公司，黑龙江哈尔滨 150066）

目前，中航工业哈尔滨东安发动机(集团)有限公司正在生产和研制的铸件种类非常多，尤其是作为航空产品的机匣壳体类铸件，随着铸件复杂程度越来越高，其精度要求也非常高，而模具作为“铸造之母”，其精度直接影响着铸件的精度，因此提高模具精度有着非常重要的意义。

1 影响铸件精度的因素

铸造模具是铸造生产中不可或缺的工艺装备，对铸件的尺寸精度影响巨大。

针对生产中某些铸件的精度不高，甚至是原来精度高的铸件合格率也有下降的趋势，笔者总结认为主要有以下几个因素：

（1）我公司从事模具设计和制造的工程技术人员都是年轻人，设计经验不足，而且主要是学铸造和机械加工专业的，而学铸造的对机械加工工艺缺乏了解，学机械加工的又对铸造工艺不了解，导致某些问题不求甚解，甚至在生产任务紧急的时候放松技术要求。

（2）模具制造精度低、数控加工机械老旧，各工种操作人员年轻，欠缺经验。

（3）模具材料的选择及采购。某些模具铸件质量差，存在大量的砂眼等缺陷，导致模具光洁度甚至达不到符合使用要求。某些材料的热处理未达到设计要求等。

（4）模具使用者操作不当，用力敲、砸等行为，致使模具变形甚至报废。

（5）模具使用车间对模具的管理和保养不当。

2 提高铸件精度的方法

我公司生产的产品都是航空产品，对铸件尺寸要求很高，故对模具的精度要求也很高。本文以型板类模具为例，介绍提高铸件精度的方法。型板类模具结构包括型板、砂箱、模样等部件。

（1）合理选择模具材料及热处理要求

型板与砂箱材料选择ZL105，热处理要求为固溶+人工时效以消除应力。底板的高度必须根据使用要求来确定，普通平面式底板高度一般为40～150 mm，壁厚一般为10～20 mm，在实际使用中，由于操作时的敲击，会出现底板损坏的情况，所以在设计时，经常将壁厚增加到25 mm。模样材料选择6061 铝合金，热处理要求为固溶+人工时效以消除应力。

（2）合理选择模具的配合公差

砂型组型时使用定向套（圆）、定位套（扁）及合箱锥。对于定向套、定位套及型板销（圆销和扁销）、合箱锥，我公司根据多年的设计制造及使用情况已经逐渐形成通用标准件。

定位套与定向套在型板上的安装见图1,合箱锥的形式见图2。

定向套（圆）、定位套（扁）与型板销的配合偏差选用H8/f7，定向套（圆）、定位套（扁）与合箱锥的配合偏差选用H8/e9。

图1 型板上定位套与定向套的安装

图2 合箱锥的形式

（3）合理选择模具制造公差

砂箱与型板加工精度要求：砂箱内侧面，上、下平面，型板上、下平面，粗糙度为Ra=1.6 μm,砂箱高度的尺寸偏差应为h－0.1 mm（h为砂箱的高度）。砂箱高度根据铸件尺寸确定。定位销孔位置偏差±0.05 mm。砂箱与型板形位公差要求见表1。

表1 砂箱与型板形位公差要求 (mm)

模样是形成铸件的模具部件，模样加工通常采用数控机床来进行加工，我公司要求加工后模样粗糙度为Ra=1.6 μm，尺寸加工精度允许±0.1 mm，芯头部分一般制造偏差为：凸台部分+0.05～+0.1 mm，凹坑部分-0.05～-0.1 mm。模样上不易出模的位置设置活块，配合间隙采用H8/f7；模样上不易加工或不易清理位置设置镶块。定位销孔位置偏差±0.05 mm，保证铸件尺寸准确。

（4）制定合理的加工工艺并严格遵守工艺纪律

在模具加工制造过程中制定合理的加工工艺有利于提高模具的质量，操作者应严格遵守工艺纪律，避免出现超越工序、私自更改加工程序等情况。

（5）加强模具的管理

在模具管理上要从现场使用、维护与保管等方面入手，必须建立严格的规章制度和定期检查措施，保证模具部件的不缺少、无磕碰伤等完整性，解决模具表面光洁、无粘物等外观问题，确保模具的使用精度。

（6）加大人才培养力度

目前我公司从事模具设计和操作的人员呈现年轻化，技术不成熟、经验不足，出现人才队伍“断档”，加强年轻技术人才的培养也是提高模具设计制造质量的关键因素。