防止精密鑄造蠟模變形的幾種措施
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發(fā)表時間：2020-03-23 16:09:18
熔模鑄造在生產中較多采用糊狀模料，這主要由于糊狀模料比液態(tài)模料收縮小、凝固快、生產率高。在壓型一蠟模一鑄件的生產過程中，蠟模的尺寸穩(wěn)定性和變形程度，極大地影響了鑄件的質量狀態(tài)。
針對易變形件要從第一道工序一射蠟就采用在蠟模中放入阻礙物限制收縮變形，開澆道根后粘澆道，壓蠟后在水中冷卻等有效措施，使蠟模處在一個良好的質量狀態(tài)之下。大量生產實踐證明，這些預防措施是有效并且十分必要的。
一、在蠟模中放入阻礙物限制收縮變形
精鑄件右頁結構見圖1，因需保證門的回轉良好，故兩個Ф10．5mm的孔要求同軸，客戶要求用專用銷軸檢具全檢，并且專用銷軸一端要自由落體式無障礙地穿過兩個孔。原來的生產工藝為：壓蠟后，壓型放入水中冷卻30min后取出蠟模，修好蠟模后組樹。澆注出的
鑄件用專用銷軸穿兩個Ф10．5mm的孔，因兩孔不同軸，銷軸穿不進去，需要100％校正，而且變形沒有一點規(guī)律，極大增加了校正工作量，嚴重拖后生產進度。
針對此情況，改進了工藝，經過計算，做了10根Ф10.80 0.1mm的銷軸，在壓制右頁蠟模后，就將該銷軸在Ф10.5mm孔處穿入蠟模，之后一并放入水中，冷卻30min后取出，針對這些蠟模做了兩種方法：一種是修蠟模后直接組樹，另一種是再在上面粘一條拉筋，見圖1。鑄件生產出來用銷軸檢測，僅有1件兩孔略偏斜，其余則完全符合要求，此1件偏斜的右頁，稍一校正即可符合要求。經歸類，發(fā)現第一種方法未粘拉筋的就已經滿足生產要求，可投入批量生產。
5×5BT閥套精鑄件閥套的4個爪有嚴格要求，爪的外圓要求加工，必須保證足夠的加工量，露黑皮不行。為此，在蠟模和鑄件上均有專用樣板檢測爪尺寸變化(見圖2)。
原來的工藝為：壓蠟后放入水中冷卻40min后取出蠟模。經檢測，4爪在蠟模上總體為向內變形，每個爪還左右擺，變形沒有規(guī)律。射蠟工1小時只能修出7件符合樣板的蠟模。為解決變形問題，經計算，專門制作了金屬支撐圈，見圖2雙點劃線所示，在閥套蠟模射出后，將金屬支撐圈插入，一并放入冷水中冷卻40min后取出。在采用
金屬支撐圈并按工藝要求校正蠟模后，幾乎不用修蠟模，大大提高了修蠟模的工作效率?，F批量生產中已按改進后工藝執(zhí)行，取得了良好效果。
二、采用開澆道根后粘澆道的措施
DNl50法蘭盤結構見圖3，其結構對稱、壁厚均勻。如果直接在其上開出澆道，因澆道較厚大，與蠟模本體
形成壁厚差，不僅在從模具拿出過程中取蠟模困難，而且會因取模方式不當造成變形；也會在蠟模的冷卻過程中因壁厚不均，而造成收縮變形。所以綜上考慮，對DNl50法蘭盤采用先預設澆道根(高度為1．0～1．5mm)，后粘澆道的方法來避免在蠟模上因澆道厚大而形成壁厚不均，導致收縮不同步的變形。
三、蠟模冷卻方式
壓蠟后，還要注意冷卻方式的選擇，通常是在空氣中冷卻或在冷水中冷卻。在冷水中冷卻可強制蠟模定型，而有些三端或兩端為法蘭盤，如DN40法蘭閘閥體，在正常生產條件是放入水箱中冷卻的，導致在蠟模上的兩法蘭盤間距L1和L2(見圖4)相差得很大，可達到2.0～2.5mm。
經分析，除結構本身的特點，蠟模在水箱中為漂浮狀態(tài)，出現蠟模的一部分在水中，一部分在空氣中的情況。由于水面上下的法蘭盤冷卻條件不同，產生的收縮不同，使法蘭盤產生較大的變形。為防止這種現象，應設法使蠟模完全浸入水中。使同一蠟模的各個部位冷卻條件一致，待尺寸穩(wěn)定后再取出，可大大減少此類問題的發(fā)生
四、從工藝設計上來減少變形
4．1門扣
門扣結構見圖5，因屬于厚大開口件，易在開口處變形(見圖5虛線所示)，靠插入阻礙物的方法僅能解決在蠟模上的變形，無法解決在鑄件成形過程中因收縮不均而導致的變形。所以需在開口處加上一條Ф7mm的拉筋(見圖6)，既能解決蠟模上的變形又能解決鑄件上的變形，待鑄件熱處理后再把拉筋去掉。
4．2鎖緊支架
鎖緊支架材質為SCSl3，結構見圖7，最初采用橫模頭組樹，2件／樹，見圖8。鑄件做出后，變形很嚴重，達到3～4mm，見圖7雙點劃線所示。后改用圓弧模頭組樹，仍為2件／樹，見圖9。
由于用圓弧模頭組樹，可充分利用圓形開口件的特點，雖然在凝固過程中模頭有收縮，但SCSl3材質的韌性很好，模頭會發(fā)生回彈，這樣減少了鑄件在凝固過程中由于受模頭牽連而造成的收縮變形。變形由原來的3～4mm減少到1mm，極大地減輕了校正的工作量。
五、結語
在熔模鑄造的整個工藝過程中，蠟模的變形程度對于鑄件變形具有很大影響。在射蠟工序中針對不同產品，注意應用防止蠟件變形的各項措施，認真規(guī)范工藝操作，是可以達到防止熔模鑄造件變形的目的的。
針對易變形件要從第一道工序一射蠟就采用在蠟模中放入阻礙物限制收縮變形，開澆道根后粘澆道，壓蠟后在水中冷卻等有效措施，使蠟模處在一個良好的質量狀態(tài)之下。大量生產實踐證明，這些預防措施是有效并且十分必要的。
一、在蠟模中放入阻礙物限制收縮變形
精鑄件右頁結構見圖1，因需保證門的回轉良好，故兩個Ф10．5mm的孔要求同軸，客戶要求用專用銷軸檢具全檢，并且專用銷軸一端要自由落體式無障礙地穿過兩個孔。原來的生產工藝為：壓蠟后，壓型放入水中冷卻30min后取出蠟模，修好蠟模后組樹。澆注出的
鑄件用專用銷軸穿兩個Ф10．5mm的孔，因兩孔不同軸，銷軸穿不進去，需要100％校正，而且變形沒有一點規(guī)律，極大增加了校正工作量，嚴重拖后生產進度。
針對此情況，改進了工藝，經過計算，做了10根Ф10.80 0.1mm的銷軸，在壓制右頁蠟模后，就將該銷軸在Ф10.5mm孔處穿入蠟模，之后一并放入水中，冷卻30min后取出，針對這些蠟模做了兩種方法：一種是修蠟模后直接組樹，另一種是再在上面粘一條拉筋，見圖1。鑄件生產出來用銷軸檢測，僅有1件兩孔略偏斜，其余則完全符合要求，此1件偏斜的右頁，稍一校正即可符合要求。經歸類，發(fā)現第一種方法未粘拉筋的就已經滿足生產要求，可投入批量生產。
5×5BT閥套精鑄件閥套的4個爪有嚴格要求，爪的外圓要求加工，必須保證足夠的加工量，露黑皮不行。為此，在蠟模和鑄件上均有專用樣板檢測爪尺寸變化(見圖2)。
原來的工藝為：壓蠟后放入水中冷卻40min后取出蠟模。經檢測，4爪在蠟模上總體為向內變形，每個爪還左右擺，變形沒有規(guī)律。射蠟工1小時只能修出7件符合樣板的蠟模。為解決變形問題，經計算，專門制作了金屬支撐圈，見圖2雙點劃線所示，在閥套蠟模射出后，將金屬支撐圈插入，一并放入冷水中冷卻40min后取出。在采用
金屬支撐圈并按工藝要求校正蠟模后，幾乎不用修蠟模，大大提高了修蠟模的工作效率?，F批量生產中已按改進后工藝執(zhí)行，取得了良好效果。
二、采用開澆道根后粘澆道的措施
DNl50法蘭盤結構見圖3，其結構對稱、壁厚均勻。如果直接在其上開出澆道，因澆道較厚大，與蠟模本體
形成壁厚差，不僅在從模具拿出過程中取蠟模困難，而且會因取模方式不當造成變形；也會在蠟模的冷卻過程中因壁厚不均，而造成收縮變形。所以綜上考慮，對DNl50法蘭盤采用先預設澆道根(高度為1．0～1．5mm)，后粘澆道的方法來避免在蠟模上因澆道厚大而形成壁厚不均，導致收縮不同步的變形。
三、蠟模冷卻方式
壓蠟后，還要注意冷卻方式的選擇，通常是在空氣中冷卻或在冷水中冷卻。在冷水中冷卻可強制蠟模定型，而有些三端或兩端為法蘭盤，如DN40法蘭閘閥體，在正常生產條件是放入水箱中冷卻的，導致在蠟模上的兩法蘭盤間距L1和L2(見圖4)相差得很大，可達到2.0～2.5mm。
經分析，除結構本身的特點，蠟模在水箱中為漂浮狀態(tài)，出現蠟模的一部分在水中，一部分在空氣中的情況。由于水面上下的法蘭盤冷卻條件不同，產生的收縮不同，使法蘭盤產生較大的變形。為防止這種現象，應設法使蠟模完全浸入水中。使同一蠟模的各個部位冷卻條件一致，待尺寸穩(wěn)定后再取出，可大大減少此類問題的發(fā)生
四、從工藝設計上來減少變形
4．1門扣
門扣結構見圖5，因屬于厚大開口件，易在開口處變形(見圖5虛線所示)，靠插入阻礙物的方法僅能解決在蠟模上的變形，無法解決在鑄件成形過程中因收縮不均而導致的變形。所以需在開口處加上一條Ф7mm的拉筋(見圖6)，既能解決蠟模上的變形又能解決鑄件上的變形，待鑄件熱處理后再把拉筋去掉。
4．2鎖緊支架
鎖緊支架材質為SCSl3，結構見圖7，最初采用橫模頭組樹，2件／樹，見圖8。鑄件做出后，變形很嚴重，達到3～4mm，見圖7雙點劃線所示。后改用圓弧模頭組樹，仍為2件／樹，見圖9。
由于用圓弧模頭組樹，可充分利用圓形開口件的特點，雖然在凝固過程中模頭有收縮，但SCSl3材質的韌性很好，模頭會發(fā)生回彈，這樣減少了鑄件在凝固過程中由于受模頭牽連而造成的收縮變形。變形由原來的3～4mm減少到1mm，極大地減輕了校正的工作量。
五、結語
在熔模鑄造的整個工藝過程中，蠟模的變形程度對于鑄件變形具有很大影響。在射蠟工序中針對不同產品，注意應用防止蠟件變形的各項措施，認真規(guī)范工藝操作，是可以達到防止熔模鑄造件變形的目的的。
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