殼芯在繃縫機(jī)機(jī)殼鑄件中的生產(chǎn)實(shí)踐

    摘要：文章介紹了在生產(chǎn)工業(yè)繃縫機(jī)機(jī)殼鑄件殼芯中遇到的問題及解決思路和方法，并提出了今后需進(jìn)一步改進(jìn)的幾個(gè)問題。

    西安標(biāo)準(zhǔn)股份有限公司是生產(chǎn)工業(yè)縫紉機(jī)的主要廠家之一。從20個(gè)世紀(jì)80年代中期開始批量生產(chǎn)工業(yè)縫紉機(jī)以來，生產(chǎn)工業(yè)用縫紉機(jī)鑄件采用殼芯取代合脂砂芯的新技術(shù)、新工藝組織生產(chǎn)。

    殼芯法制芯能制造出形狀復(fù)雜的砂芯，而且內(nèi)腔光潔，尺寸精度高，完全適應(yīng)生產(chǎn)工業(yè)用縫紉機(jī)鑄件用芯的要求。

    1  殼芯的特點(diǎn)及應(yīng)用

    覆膜砂工藝面世較早，20世紀(jì)四五十年代就已應(yīng)用，并成為制芯的一種特殊手段。

    覆膜砂呈干型，流動(dòng)性好，可做復(fù)雜的芯子；芯子容易做成中空，重量輕，節(jié)省砂；高溫強(qiáng)度好，可不上涂料，鑄件表面光潔；不吸濕，利于存放；潰散性好，利于清砂；國內(nèi)市場有覆膜砂供應(yīng)，根據(jù)芯子特點(diǎn)有多種規(guī)格可供選擇，存放性好。

    目前生產(chǎn)工業(yè)縫紉機(jī)機(jī)殼、機(jī)座類鑄件用芯基本采用覆膜砂制芯工藝。

    2  殼芯的生產(chǎn)工藝

    （1）根據(jù)工業(yè)縫紉機(jī)鑄件的尺寸及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用Z957殼芯機(jī)較為合適。

    （2）芯盒采用電加熱或煤氣加熱，芯盒溫度是影響殼層厚度及強(qiáng)度的主要因素之一，芯盒的工作溫度一般控制在260℃～300℃。

    （3）吹砂壓力一般為0.2～0.4MPa，吹砂時(shí)間一般控制在5～10s。

    （4）結(jié)殼時(shí)間影響殼芯厚薄，時(shí)間長則結(jié)殼厚，時(shí)間短則結(jié)殼薄。一般要求7～12mm，結(jié)殼時(shí)間一般為40～70 s。

    （5）硬化時(shí)間決定結(jié)殼的強(qiáng)度，要求覆膜砂樹脂完全固化，保證殼芯烘透又不焦，表面顏色呈棕黃色，而內(nèi)部不白。

    3  殼芯在生產(chǎn)過程中的常見缺陷及解決方法

    3.1 殼芯脫殼

    由于縫紉機(jī)機(jī)殼內(nèi)搭子較多，搭子尖角處熱量不足，硬化層與軟化層收縮量不同，而在生產(chǎn)殼芯時(shí)，殼芯機(jī)需要翻轉(zhuǎn)倒掉余砂，使殼芯機(jī)在翻轉(zhuǎn)過程中軟化層因承受不住砂的重量而剝離。因此，脫殼問題容易發(fā)生，很容易造成鐵水流入殼芯造成鑄件報(bào)廢。

    在生產(chǎn)縫紉機(jī)鑄件殼芯時(shí)，殼芯脫殼問題是影響生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。由于是采用成品覆膜砂生產(chǎn)殼芯，要求覆膜砂的熔點(diǎn)不能太低，一般應(yīng)掌握在96℃～105℃。在操作過程中，調(diào)整吹砂壓力，吹砂完成后，人工從吹砂口處用鐵棒進(jìn)一步搗實(shí)。

    3.2 殼芯鉆鐵液

    由于縫紉機(jī)機(jī)殼內(nèi)腔的塔子較多，因此，殼芯鉆鐵液是最常見的一種現(xiàn)象。這主要是由于殼芯太薄，強(qiáng)度偏低，或局部脫殼導(dǎo)致難以抵抗鐵液的沖擊而產(chǎn)生的。最簡單、最有效的辦法是在造型下芯前用干型砂將殼芯內(nèi)部塞實(shí)，再用濕型砂封口或?yàn)殂@鐵液處安裝工藝塔子，安裝工藝塔子會(huì)增加覆膜砂的用量，根本的解決途徑還是應(yīng)從解決覆膜砂的脫殼和制芯時(shí)工藝參數(shù)的合理性來解決，特別是芯盒溫度和結(jié)殼時(shí)間是否合理。

    在生產(chǎn)過程中還可對(duì)剛生產(chǎn)出殼芯局部發(fā)黃的部位采用酒精等加熱使其進(jìn)一步硬化，以提高該部位的強(qiáng)度，從而解決殼芯鉆鐵液的問題。

    3.3 模具設(shè)計(jì)制作過程中的問題

    3．3．1 活塊的設(shè)計(jì)制作

    芯盒中妨礙出芯或難以出芯的部分應(yīng)設(shè)置活塊，一般采用滑座式和定位銷相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作活塊。制造時(shí)活塊與芯盒活塊窩座應(yīng)配合加工，其配合間隙不大于0.2mm，活塊窩座部分的體積應(yīng)大于形成鑄件形狀的部分的體積，部分重量較重的活塊還應(yīng)考慮減輕活塊窩座部分的重量或在活塊部位安裝頂芯桿，采用一銷定位；當(dāng)活塊與芯盒活塊窩座接觸面較小時(shí)才考慮兩銷定位，銷與套的配合間隙控制在0.10～0.15mm，長度控制在10～20mm，定位銷過長，殼芯活塊處容易損壞。

    3．3．2  吹砂口的大小尺寸

    20世紀(jì)80年代引進(jìn)殼芯工藝時(shí)，由于經(jīng)驗(yàn)不足，以為小吹砂口可將殼芯吹得更實(shí)一些，所以，在做模具時(shí)，制成3個(gè)40×40mm的小吹砂口（圖1）。

    經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，形成鑄件內(nèi)腔部分的質(zhì)量完全滿足生產(chǎn)要求，但存在以下兩個(gè)問題。

    （1）小頭芯頭處有部分殼芯吹不實(shí)，故在芯頭處不能形成鑄件內(nèi)腔，可用鑷子修補(bǔ)后滿足生產(chǎn)要求。

    （2）殼芯幾乎做成了實(shí)心，其原因是K87殼芯機(jī)在射砂時(shí)，殼芯機(jī)要轉(zhuǎn)到頂部，射完砂開始結(jié)殼，然后反轉(zhuǎn)下來開始搖擺，將未結(jié)殼的芯砂倒出來。由于吹砂口小，吹砂口全部結(jié)殼固化，芯砂無法倒出，所以，制出的殼芯基本上是實(shí)心的，增加了殼芯的重量，既浪費(fèi)材料又增加成本。

    20世紀(jì)90年代，在生產(chǎn)GK31030繃縫機(jī)機(jī)殼殼芯時(shí)，根據(jù)以前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，把3個(gè)小吹砂口改為1個(gè)300×50mm的大吹砂口（圖2）。這樣做后，內(nèi)腔未固化的覆膜砂可以從吹砂口處倒出來，成為真正意義的殼芯。經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證，改為大吹砂口后，增加了射砂時(shí)芯砂的流動(dòng)性，使殼芯結(jié)殼厚度均勻，而且未結(jié)殼的芯砂倒出時(shí)也很順利，使之成為真正的殼芯。經(jīng)改進(jìn)后，殼芯重量減輕1Kg（即一個(gè)殼芯僅原材料一項(xiàng)就節(jié)約1元多錢的成本），這樣既節(jié)約了材料又降低了成本。但在實(shí)際工作中，還存在兩個(gè)問題。

    （1）殼芯小芯頭處還有部分殼芯吹不實(shí)：

    在芯頭處不能形成鑄件內(nèi)腔，可用鑷子修補(bǔ)滿足生產(chǎn)要求。