董建平

摘 要：氣缸套的離心鑄造金屬模技術(shù)對(duì)于工廠生產(chǎn)意義重大，相比于原砂型鑄造工藝來(lái)說(shuō)，具有效率高、成型快等優(yōu)點(diǎn)，文章對(duì)其工藝方案進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)方案效果較好，可以推廣。

關(guān)鍵詞：氣缸套；離心鑄造；金屬模；生產(chǎn)工藝改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TG249.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）23-0068-02

1 氣缸套離心鑄造金屬模生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀分析

在氣缸套金屬模離心鑄造的生產(chǎn)進(jìn)程中，金屬模是其中的一個(gè)最重要工裝，具有易耗的性質(zhì)，氣缸套生產(chǎn)成本直接受金屬模制造成本及金屬模使用壽命兩方面的影響。在機(jī)械加工鑄造定型后，要求金屬模保持其組織的組織致密性，在橫斷面方面力學(xué)性能要均勻，并且內(nèi)表面、外表面沒(méi)有縮孔、縮松、氣孔夾渣等問(wèn)題。對(duì)于當(dāng)前來(lái)說(shuō)，金屬模的生產(chǎn)方式主要是通過(guò)砂模澆注，但是這一工藝也有著很大的缺點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：鐵水使用的效率偏低、加工余量較大造成浪費(fèi)、同時(shí)也導(dǎo)致了生產(chǎn)效率不高。這樣就導(dǎo)致了五個(gè)熟練工人每個(gè)班也只能做完10件金屬模，這樣對(duì)于工人來(lái)說(shuō)負(fù)擔(dān)較重，對(duì)其工廠來(lái)說(shuō)生產(chǎn)也較為困難，因此，應(yīng)當(dāng)予以重視。同時(shí)，其生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品偶有裂縫，這會(huì)影響到最終的使用壽命。生產(chǎn)周期較長(zhǎng)也會(huì)帶來(lái)很多弊端，使得汽缸的成本提升，供求也可能出現(xiàn)不匹配的情況，不利于其進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，所以應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)離心鑄造的推廣使用，讓生產(chǎn)效率得以提升，同時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量也能更多地得到保障，達(dá)到生產(chǎn)科學(xué)化的目的。

2 氣缸套離心鑄造金屬模生產(chǎn)工藝改進(jìn)方案

第一，使金屬模鑄造缺陷大幅降低；第二，使金屬模生產(chǎn)效率大幅提高；第三，使能耗大幅降低。從這3個(gè)方面出發(fā)，綜合氣缸套各生產(chǎn)廠的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件，改進(jìn)工藝方案認(rèn)為運(yùn)用離心鑄造工藝生產(chǎn)氣缸套的金屬模毛坯具有可行性、可靠性及優(yōu)良性。一是初步方案的設(shè)計(jì)上，使用一體式金屬模。選用中模金屬模當(dāng)作實(shí)驗(yàn)的對(duì)象（氣缸套金屬模中最受歡迎的一種），砂模鑄造生產(chǎn)的金屬模毛坯重量控制為八十千克左右。穩(wěn)定的離心鑄造技術(shù)是氣缸套建造基礎(chǔ)，離心鑄造技術(shù)沉降大小，是否均勻，離心鑄造技術(shù)頂部是否平順直接決定了離心鑄造技術(shù)的穩(wěn)定性，影響到氣缸套制造效率。需要區(qū)別于普通中低速氣缸套工程的離心鑄造技術(shù)建造，在氣缸套離心鑄造技術(shù)設(shè)計(jì)階段、建造階段就要加強(qiáng)管控，從設(shè)計(jì)階段，明確離心鑄造技術(shù)以及氣缸套等基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求，在建造階段需要加強(qiáng)離心鑄造技術(shù)沉降及不均勻沉降管控，必要時(shí)，采取加強(qiáng)剛度措施，確?；A(chǔ)工程穩(wěn)定、順平，并為高順平氣缸套建造打好基礎(chǔ)。氣缸套建造水平不分層，避免上層金屬模自重通過(guò)下層傳遞，導(dǎo)致下層底板金屬模開(kāi)裂；豎向中間可設(shè)后澆帶，盡可能降低先澆節(jié)段收縮裂縫產(chǎn)生，采取不分層不分段的一次性澆注成型，極大地考驗(yàn)氣缸套支架和內(nèi)模支撐體系的可靠性。

2.1 一體式金屬模

在初步方案的設(shè)計(jì)上，使用一體式金屬模。選用中模金屬模當(dāng)作實(shí)驗(yàn)的對(duì)象（氣缸套金屬模中最受歡迎的一種），砂模鑄造生產(chǎn)的金屬模毛坯重量控制為八十千克左右。具體實(shí)驗(yàn)步驟為：使用砂模鑄造生產(chǎn)制作出氣缸套金屬模離心鑄造要使用到的模具（這里的注意事項(xiàng)為：氣缸套金屬模法蘭盤(pán)位置與離心鑄造模具相對(duì)應(yīng)的位置難以上涂料，因此，對(duì)這些位置，在模具預(yù)熱上好涂料過(guò)后，要用毛刷補(bǔ)刷一次）。無(wú)論工藝是確定性的還是可靠的，都涉及氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試的適配性，因此需要學(xué)習(xí)氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試的方法。在服務(wù)器中可以建立氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，執(zhí)行關(guān)于實(shí)驗(yàn)室延遲的氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試，通過(guò)發(fā)送/接收大量數(shù)據(jù)和錯(cuò)誤注入，測(cè)試驗(yàn)證氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試實(shí)驗(yàn)室的確定性和可靠性，這種測(cè)試還可以提供大量的測(cè)試數(shù)據(jù)，用于進(jìn)一步研究氣缸套離心鑄造設(shè)備測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室維護(hù)方法和進(jìn)行故障診斷。溫度傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為另一數(shù)量，例如表盤(pán)或電壓的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。熱電偶通常用塑料或玻璃纖維材料彼此絕緣。溫度變化會(huì)導(dǎo)致液體膨脹或蒸發(fā)，因此傳感器變得加壓，顯示在簡(jiǎn)單的壓力表上。當(dāng)兩個(gè)金屬剛性地連接在一起作為雙層帶并被加熱時(shí)，膨脹率的差異導(dǎo)致條彎曲。對(duì)于生產(chǎn)線上的傳感器，條帶被扭成管內(nèi)長(zhǎng)的細(xì)線圈。一端固定在管的底部，另一端轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)表盤(pán)上的指針。需要關(guān)注的是：模具與產(chǎn)品總重超過(guò)一百五十千克，將離心鑄造機(jī)承載能力納入考慮范疇，并防止生產(chǎn)的氣缸套金屬模毛坯內(nèi)應(yīng)力超過(guò)正常水平等情況下，對(duì)轉(zhuǎn)速要進(jìn)行適當(dāng)控制，最后確定轉(zhuǎn)速為900rad/分鐘。試驗(yàn)證明了這一轉(zhuǎn)速一方面能為金屬液成型提供充足的離心力。

2.2 組合式金屬模

對(duì)初步方案進(jìn)行的優(yōu)化上，使用組合式金屬模。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，存在部分金屬模外模尺寸非常大的情況，加工起來(lái)十分麻煩、難度系數(shù)高，并且，在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)金屬模法蘭盤(pán)位置上涂料非常不方便，難以實(shí)現(xiàn)其簡(jiǎn)易化操作，只能借助手工涂、刷方式來(lái)完成，這就使得生產(chǎn)效率非常低、操作上難度較高，要合理解決這個(gè)問(wèn)題，需要對(duì)氣缸套金屬模離心鑄造工藝進(jìn)行更深層次的優(yōu)化與改進(jìn)。為了提升效率，需要對(duì)于各種方案的參數(shù)及效果作出明顯的界定，傳統(tǒng)的氣缸套離心鑄造方式采取一刀切的方式，效率高，但是也難免造成誤殺，將原本對(duì)產(chǎn)品無(wú)害的處理掉。但是缺點(diǎn)也是明顯的，與上述方法相比，濕法處理就要好很多，采用酸堿平衡原理，增加涂料量，使其在保持化學(xué)平衡的條件下，可以將硫含量長(zhǎng)期控制在一個(gè)較低的范圍內(nèi)。但是客觀來(lái)說(shuō)，涂料的效果并不能如我們預(yù)期那樣穩(wěn)定，它會(huì)隨著各種因素而變化，周期也長(zhǎng)，遇到突發(fā)情況時(shí)難以應(yīng)對(duì)。而且需求量是很大的，對(duì)于資源短缺情況難以緩解，且不利于使用。氣缸套內(nèi)的冷卻潤(rùn)滑油需要定期進(jìn)行更換，冷卻潤(rùn)滑油更換的時(shí)間應(yīng)該從環(huán)境、濕度、沙塵、空氣中是否含有大量酸堿性氣體等四個(gè)方面來(lái)決定更換周期長(zhǎng)短。剛剛買(mǎi)的空壓機(jī)在第一次運(yùn)行時(shí)候，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)達(dá)到五百小時(shí)后需要進(jìn)行更換機(jī)油，更換之后每四千個(gè)小時(shí)更換一次機(jī)油，其中一年空壓機(jī)運(yùn)行不到四千小時(shí)的應(yīng)該在每年的年末進(jìn)行更換一次機(jī)油。在氣缸套的生產(chǎn)中存在這樣一個(gè)普遍問(wèn)題，氣缸套金屬模在使用的進(jìn)程中，基本上都是從中部發(fā)生橫向斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致其報(bào)廢，報(bào)廢的金屬模中，法蘭盤(pán)往往都還是完好無(wú)損的?；谶@一觀察發(fā)現(xiàn)，嘗試進(jìn)行組合式金屬模的生產(chǎn)制作（即圓筒與法蘭盤(pán)組合，共同構(gòu)成金屬型）。endprint

氣缸套截面變化時(shí)，反映在模具上的連接處不是平穩(wěn)過(guò)渡。輪廓轉(zhuǎn)角處存在棱角。這些都造成應(yīng)力集中。模具主要是通過(guò)應(yīng)力的消除，來(lái)進(jìn)行淬火與回火。在鉆孔后，將管和金屬模物材料插入鉆孔中，由管子提供的氣墊沿相對(duì)于金屬模物的方向定位在金屬模裝料與鉆孔的一側(cè)之間的孔中電荷相對(duì)，有著最大的斷裂和破碎力。然后可以引爆金屬模物，而不需要使用另外的引腳材料來(lái)堵塞鉆孔的外端。當(dāng)金屬模由圓柱形的單個(gè)元件組成時(shí)，在將其插入孔之前，可以將該裝料附著到噴射管上。然后，管的凹形外部部分適于保持圓柱形電荷。如果回火溫度過(guò)低，將容易引起模具的硬度出現(xiàn)問(wèn)題，耐磨性也變差。在氣缸套的截面出現(xiàn)變化后，在模具上的連接處過(guò)渡較為光滑，同時(shí)，氣缸套的截面變化較大，模具的設(shè)計(jì)不是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，淬火時(shí)容易發(fā)生變形和開(kāi)裂。

3 工藝效果檢驗(yàn)

第一，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)探索與分析研究，并與氣缸套金屬模的實(shí)際報(bào)廢情況相結(jié)合，研究出了組合式金屬模生產(chǎn)這一新的生產(chǎn)工藝，這一先進(jìn)生產(chǎn)工藝完全傳承了運(yùn)用一體式離心澆注生產(chǎn)工藝生產(chǎn)氣缸套的一切優(yōu)點(diǎn)，另一方面，實(shí)現(xiàn)了鑄造生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化，大大降低了生產(chǎn)過(guò)程中操作上的難度，使得生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提升；第二，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在氣缸套金屬模的生產(chǎn)中，運(yùn)用離心鑄造方法替代原砂型鑄造方法具有可行性，運(yùn)用這一工藝生產(chǎn)出來(lái)的金屬模毛坯要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期的自然失效以消除內(nèi)應(yīng)力，然后再加工定型。在金屬模產(chǎn)品性能、能耗、生產(chǎn)效率方面，一體式離心澆注方法都要明顯優(yōu)于原砂型鑄造方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)汽缸套生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，結(jié)合工廠實(shí)際情況，可以建立一套自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)替代人員的工作，減輕負(fù)擔(dān)，確保安全。工廠質(zhì)量的數(shù)據(jù)與信息是大量的，需要有強(qiáng)大的交換平臺(tái)來(lái)進(jìn)行共享。這種平臺(tái)對(duì)于更大的工廠建設(shè)都有著不可替代的作用。同時(shí)，科研所帶來(lái)的信息也將為以后的相同情況下的建設(shè)提供一個(gè)比較好的對(duì)比與參照。

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