采用消失模铸造机床床身铸件的工艺探讨

文 杨博文

对于机床铸件质量的理解一般有两个含义：第一是产品质量，将客户的满意度或者产品在使用过程中达到的效果，作为测试铸件的质量以及技术含量的标准。第二是工程质量，它的含义是机床铸造零件对于产品质量的可靠度。这个标准作为衡量产品质量的指标，除此之外，它还与产品的耐稳性相关联。采用消失模铸造机床床身的工艺，能制造出优良的铸件，保证机床的可靠度与精确度。

1.消失模铸造的特点

（1）提高机床铸件的精确度，利用消失模铸造不用模型，没有固定面，没有砂芯，所以铸件的表面比较光滑，能降低型芯组合所导致的尺寸误差。

（2）设计比较优化，为机床部件的结构争取了最大的活动空间，通过塑料模型组合后得出精确度高而又复杂的铸件。

（3）没有砂芯，可以使得铸件的厚度均匀。

（4）可减少生产投资量，减少人员工作量。

2.生产工艺

轴承模是大型零件，它的最大尺寸为2400mm×1280mm×700mm。在实际生产过程中，依照消失模制造原理及控制过程分析，应用分流式浇灌系统，控制压差，确保流场、压力场、温度场分布均匀，保证产品质量。

根据以上工艺分析，以工艺原则为指标，进行细致的工艺设计。本文选择的机床部件的壁厚是15mm，总质量是1900kg，高度是630mm，质量周界商是1500。由压差及浇注系统的建造位置可得浇注时间为55s，浇注系统在内浇道、横浇道、直浇道的阻力系数分别为0.4,0.5,0.5，浇注系统的横截面积比值为“S直：S横：S内=1:2:2”，静压头的值为600mm，根据大孔出流经验式中，K1、K2为有效截面积之比。Hp是小孔平均压头，hp是大孔平均压头。算出内浇道的压头为14.2cm，带入已知的公式:，式中，G为铸件质量，ρ为密度，γ为时间，μ3取0.5。算得 S直为 36.5cm2、S横为 73cm2、S内为 73cm2。因而确定直浇道截面为60mm×60mm，横浇道的数量为2，尺寸同直浇道，内浇道的数量为25道，横截面尺寸为10mm×30mm。

3.处理问题的方案

（1）把握机床浇注温度。浇注的温度过高将扩大液体收缩量，不利于除掉孔缩。浇注温度视情况而定，本次使用的温度为1350℃。

（2）控制机床铸件的碳含量及磷含量。磷含量太高会使铸件的外壳变脆，将扩大缩孔。选择磷含量低于0.08%，本次浇注的铸件中含磷量为0.69%。

（3）浇口和冷铁设置妥当。如果浇口跟冷铁设置不好，则金属液不能按顺序冷却凝固，浇口的数量及机床铸件的接连方式将影响浇口的补缩。

4.制造过程

（1）泡沫模型制作。采用聚苯乙烯泡沫塑料厚板粘贴，结合数字控制加工成所需模板。注意泡沫的密度为20kg/m3是最适宜于制作机床模型的。零件的长度是8米，因泡沫模型易损坏，所以分装运输。还要注意加工过程时的刀杆直径不宜过大，不然会影响产品的表面。

（2）浇注。必须使用优质的铁水，控制适宜的温度。

（3）铸件的检测。对铸件的理化性能及控制指标进行检测，产品的变形误差尺寸控制在5mm左右。

5.优势

（1）使用泡沫模型制作机床铸件样板可以节约投入资本，减小制作的周期，扩大生产的产量。

（2）减小变形尺寸的误差，能控制在5mm之内，简化组装过程，减小工作量，提高工作效率。

（3）消失模工艺减少了设计时受到的限制问题，强化了铸件结构的适应性。

（4）采用消失模铸造机床的工艺技术可获得较大的经济利润，目前产量达300t，而且产量日益提高。

根据本文的研究探讨及现在的铸造工艺条件不难看出，消失模铸造技术比传统的铸造技术好得多，减小了缩孔所引起的表面尺寸误差，使得产品的外表面更美观，产品的质量大大提高。除此之外，用户对消失模铸造机床铸件的产品满意度大大提升，证明这种技术值得推广并应用。