三四六缸缸体铸造工艺开发

三四六缸缸体铸造工艺开发

2001年，威斯卡恩有限公司从德国道普公司购买了226b.3.46辆挖掘机。该项目包括所有加工线和所有铸造工艺设备。为降低项目的成本,铸造工艺开发考虑了充分利用道以茨公司的原铸造工艺装备。226B三四六缸缸体的生产工装由原道以茨进口工装改制,结合我厂的生产设备和场地组织生产。改制的缸体大缸芯采用FA射芯机射制,造型采用KW造型线。由于铸造工艺的开发没有发挥的余地,气缸体投产后铸件废品率大于10%。另外由于采用手工下芯,劳动强度大,铸件尺寸偏差很难控制,不能满足大批量生产的要求。2006年226B柴油机的市场需求大幅增加,原缸体等铸件毛坯的生产工艺已经不能满足大批量生产的要求。铸件工装磨损严重无法保证铸件的尺寸精度,因工装原因造成的废品缺陷占到废品的很大比重。根据公司的生产规划,需要对三种气缸体进行全新的生产工艺开发,以满足生产和质量的要求。1四六缸实际工装为减少工装的更换频次和工装的开发费用,三四六缸三种缸体的工装尽可能通用。三种缸体均采用整体组芯工艺,在KW造型线上使用下芯机自动组合下芯。1.1后端芯带模板、分布基因4种大缸芯和前后端芯通用,原齿轮室芯取消,由后端芯整体带出,上下模板、水道芯分别制作。这要求在工艺设计时,保证三种机体的芯头轮廓尺寸保持一致,见图1。1.2三、四、六吨体铸造三四六缸缸体铸型均由KW造型线生产,每箱各一件,采用下芯机自动组合下芯。1.3采用二次通用机构来装配于功能系统的三缸实际缸三种缸体共用主体芯组组芯胎具;浸涂和翻转夹具,六缸缸体专用,三四缸缸体考虑到长度方向尺寸相差不多,可以通过更换夹头实现通用。在KW造型线下芯胎具和下芯夹具三种气缸体通用,其中,下芯胎具两端定位块做成活块,同时满足三种机体长度方向尺寸的定位要求。2大缸芯缸抽拉活块缸体的大缸芯分别命名为K1、K2、K3、K4,前、后端芯分别命名为K5、K6。大缸芯由两台国产L40射芯机生产,共三套芯盒。砂芯配对方式为K1K4、K2K2、K3K3,立射两开,大端向上。由于大缸芯的局部区域无法实现正常开模,芯盒需要加活块;活块由气缸拖动,并对两台L40射芯机的控制程序进行了修改,图2所示为大缸芯气缸抽拉活块示意图。K5、K6前后端芯由进口FA40射芯机射制,两颗砂芯在同一个芯盒,立射两开,大端向上。四六缸缸体水道芯分别由TF48热芯盒射芯机生产,平射两开,上顶芯。三缸缸体水道芯由2ZZ8612热芯机生产,平射两开。3四六缸机体的转运与装复三四六缸气缸体整体组芯、浸涂、烘干。(1)主体芯组的组装:使用主体芯组组芯胎具将前后端芯和大缸芯组装在一起,螺栓紧固(如图所示)。(2)主体芯组的浸涂:使用浸涂夹具将主体芯组吊起并旋转浸涂,浸涂完成后垂直放置在转运托架上。由于三四缸机体长度方向尺寸相差不大,通过更换夹头实现浸涂夹具通用(见图4)。(3)主体芯组烘干:将转运托架吊至烘干窑的机动轨道,进窑烘干。(4)主体芯组转运:将转运托架运至卧浇工艺机动轨道,使用吊芯吊具将砂芯吊到机动轨道的转运托盘上,机动轨道将托盘输送至KW造型线下芯机操作区。(5)主体芯组的翻转及下芯:使用翻转夹具将主体芯组夹起后翻转,放入下芯胎具,下芯夹具将主体芯组吊起并下入砂型中。下芯胎具的两端定位块做成活块,通过调整两端四块定位块的位置可以实现三四六缸机体的芯组共用一个胎具(见图5)。(6)水道芯:三种水道芯采用人工刷涂料,手工下芯。4冒口棒的设置在保证铸件质量的前提下,冒口的设计尽量不要设计在非加工表面,避免清理时损坏铸件,保证铸件的外观质量。以六缸缸体为例,在铸件的四周设计了7个冒口,缸体的上表面没有设计冒口棒。实际生产效果良好,气孔和缩孔缺陷极少,并显著地降低了铸件清理的工时,铸件表面质量高。在浇注过程中大缸芯产生的气体是气体的主要来源,为顺利排出大缸芯中产生的气体,在大缸芯的小端作了掏空处理,一方面节省材料,另一方面有利于排气(见图6)。另外,在锁紧芯组螺栓孔两端各设了出气片,由出气棒将气体排出。图6所示,模样周围共设置5根出气棒,水腔通道芯的5个芯头上方设置了5根出气棒。实际生产证明砂芯中的气体可以顺利排出,气孔缺陷非常少。5砂芯的减少,降低了聚合物新工艺经过试制、小批量生产,目前已进入大批量生产阶段。生产效率为40型/h,综合废品率在4%以下,铸件毛坯的冒口和披缝数量减少,降低清理工时,同时提高了铸件表面质量,铸件的生产成本大幅下降。该项目的成功实施,有以下几点经验:(1)三种缸体的生产工艺同时开发,充分考虑工装的通用性,将产品