砂型鑄造模具對鑄件精度的影響

司紅麗

（中航工業哈爾濱東安發動機(集團)有限公司，黑龍江哈爾濱 150066）

目前，中航工業哈爾濱東安發動機(集團)有限公司正在生產和研制的鑄件種類非常多，尤其是作為航空產品的機匣殼體類鑄件，隨著鑄件復雜程度越來越高，其精度要求也非常高，而模具作為“鑄造之母”，其精度直接影響著鑄件的精度，因此提高模具精度有著非常重要的意義。

1 影響鑄件精度的因素

鑄造模具是鑄造生產中不可或缺的工藝裝備，對鑄件的尺寸精度影響巨大。

針對生產中某些鑄件的精度不高，甚至是原來精度高的鑄件合格率也有下降的趨勢，筆者總結認為主要有以下幾個因素：

（1）我公司從事模具設計和制造的工程技術人員都是年輕人，設計經驗不足，而且主要是學鑄造和機械加工專業的，而學鑄造的對機械加工工藝缺乏了解，學機械加工的又對鑄造工藝不了解，導致某些問題不求甚解，甚至在生產任務緊急的時候放松技術要求。

（2）模具制造精度低、數控加工機械老舊，各工種操作人員年輕，欠缺經驗。

（3）模具材料的選擇及采購。某些模具鑄件質量差，存在大量的砂眼等缺陷，導致模具光潔度甚至達不到符合使用要求。某些材料的熱處理未達到設計要求等。

（4）模具使用者操作不當，用力敲、砸等行為，致使模具變形甚至報廢。

（5）模具使用車間對模具的管理和保養不當。

2 提高鑄件精度的方法

我公司生產的產品都是航空產品，對鑄件尺寸要求很高，故對模具的精度要求也很高。本文以型板類模具為例，介紹提高鑄件精度的方法。型板類模具結構包括型板、砂箱、模樣等部件。

（1）合理選擇模具材料及熱處理要求

型板與砂箱材料選擇ZL105，熱處理要求為固溶+人工時效以消除應力。底板的高度必須根據使用要求來確定，普通平面式底板高度一般為40～150 mm，壁厚一般為10～20 mm，在實際使用中，由于操作時的敲擊，會出現底板損壞的情況，所以在設計時，經常將壁厚增加到25 mm。模樣材料選擇6061 鋁合金，熱處理要求為固溶+人工時效以消除應力。

（2）合理選擇模具的配合公差

砂型組型時使用定向套（圓）、定位套（扁）及合箱錐。對于定向套、定位套及型板銷（圓銷和扁銷）、合箱錐，我公司根據多年的設計制造及使用情況已經逐漸形成通用標準件。

定位套與定向套在型板上的安裝見圖1,合箱錐的形式見圖2。

定向套（圓）、定位套（扁）與型板銷的配合偏差選用H8/f7，定向套（圓）、定位套（扁）與合箱錐的配合偏差選用H8/e9。

圖1 型板上定位套與定向套的安裝

圖2 合箱錐的形式

（3）合理選擇模具制造公差

砂箱與型板加工精度要求：砂箱內側面，上、下平面，型板上、下平面，粗糙度為Ra=1.6 μm,砂箱高度的尺寸偏差應為h－0.1 mm（h為砂箱的高度）。砂箱高度根據鑄件尺寸確定。定位銷孔位置偏差±0.05 mm。砂箱與型板形位公差要求見表1。

表1 砂箱與型板形位公差要求 (mm)

模樣是形成鑄件的模具部件，模樣加工通常采用數控機床來進行加工，我公司要求加工后模樣粗糙度為Ra=1.6 μm，尺寸加工精度允許±0.1 mm，芯頭部分一般制造偏差為：凸臺部分+0.05～+0.1 mm，凹坑部分-0.05～-0.1 mm。模樣上不易出模的位置設置活塊，配合間隙采用H8/f7；模樣上不易加工或不易清理位置設置鑲塊。定位銷孔位置偏差±0.05 mm，保證鑄件尺寸準確。

（4）制定合理的加工工藝并嚴格遵守工藝紀律

在模具加工制造過程中制定合理的加工工藝有利于提高模具的質量，操作者應嚴格遵守工藝紀律，避免出現超越工序、私自更改加工程序等情況。

（5）加強模具的管理

在模具管理上要從現場使用、維護與保管等方面入手，必須建立嚴格的規章制度和定期檢查措施，保證模具部件的不缺少、無磕碰傷等完整性，解決模具表面光潔、無粘物等外觀問題，確保模具的使用精度。

（6）加大人才培養力度

目前我公司從事模具設計和操作的人員呈現年輕化，技術不成熟、經驗不足，出現人才隊伍“斷檔”，加強年輕技術人才的培養也是提高模具設計制造質量的關鍵因素。

3 結束語

過去人們總以為鑄造生產比較粗放，往往忽視了模具對鑄件質量的影響，實際上好的模具不僅可以提高鑄件精度，節約鑄件的原材料，而且能顯著降低機械加工工作量。要生產優質的、高精度的鑄件，必須依靠提高鑄造工藝裝備的精度來保證。

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