接点座的覆膜砂壳型铸造工艺改进
王文生
【摘 要】摘要：为了提高产品生产效率与质量，经过调研，开发了接点座的覆膜砂壳型铸造工艺。根据覆膜砂壳型工艺特点，从设备改造入手，对模具、浇冒口系统进行设计，并按照该工艺要求对接点座产品进行了试制，取得了满意的效果。
【期刊名称】《机械工程与自动化》 【年(卷),期】2019(000)006 【总页数】3
【关键词】接点座；铸造；覆膜砂壳型
0 引言
随着熔模精密铸造原辅材料和劳动力成本的不断上升及铸造产品价格的逐年下降，熔模精密铸造产品的利润率一直呈下降趋势。接点座是铁路道岔转换设备电液转辙机的主要零部件之一，某机车车辆公司铸造车间原先采用熔模精密铸造工艺生产接点座，存在着生产周期长、产能效率低、生产成本高、工序环节复杂、质量卡控困难等缺点。公司在满足接点座技术要求的前提下，急需改进铸造工艺，通过查阅资料和现场实践，工序简单、设备工装投资少、生产成本较低、高质量的覆膜砂壳型铸造工艺可以满足该产品的技术要求，是一种高效的铸造工艺。
1 覆膜砂壳型铸造工艺简介
覆膜砂壳型铸造采用一种遇热硬化的型砂(酚醛树脂覆膜砂)，覆盖在加热到180 ℃～280 ℃的金属模板上，使其硬化为薄壳(薄壳厚度一般为6 mm～12
mm)，然后再加温固化薄壳，使其达到足够的强度和刚度。用钢水对壳型进行浇注，最终获得铸造产品。覆膜砂壳型工艺显著减少了使用的型砂数量，获得的铸件轮廓清晰，表面光洁，尺寸精度高。覆膜砂壳型铸造特别适用于生产批量较大、尺寸精度要求高、形状复杂的各种铸件。
2 接点座覆膜砂壳型工艺分析
2.1 接点座产品结构
通过对覆膜砂铸造工艺了解，结合接点座(如图1所示)产品结构特点，分析可知，采用覆膜砂壳型铸造工艺成型接点座可以满足该产品技术要求。 2.2 改造闲置射芯机
通过对原有两台闲置射芯机进行重新维修、改造，更换了气缸、电磁阀、气路管道等配件，将闲置射芯机改造成接点座覆膜砂制壳机(如图2所示)；并将工作压力由原来的0.2 MPa提高到0.4 MPa，提高了设备的工作效率，同时满足了该产品覆膜砂壳型铸造工艺要求。 2.3 接点座覆膜砂壳型模具设计
通过分析产品外形结构，设计了接点座覆膜砂壳型制作工艺。接点座覆膜砂壳型模具由接点座(上半部分)和接点座(下半部分)两套热芯盒模具组成，如图3所示。其中，接点座(上半部分)模具由上模型和下模型组成，接点座(下半部分)模具也是由上模型和下模型组成。
通过大量实践验证，确定了产品主要尺寸的收缩比为2%，故模具按产品设计尺寸的102%进行放缩，并对部分尺寸进行了调整，通过样品测量完全满足产品外形尺寸要求。
2.4 接点座覆膜砂壳型浇冒口系统设计
接点座单重为8 kg，最大壁厚为50 mm，通过计算得到补缩截面积为2 800 mm2。在接点座的两个最厚部位设置两个冒口，钢水经直浇口进入横浇道，通过横浇道进入两侧的冒口实现产品的浇注。接点座壳型采用组合式进行浇注，6个壳型为一组(1包钢水浇注6件)，利用工装进行紧固，分别进行浇注。 在铸型中设置冒口储存钢液，用来补偿铸件凝固过程中产生的收缩，防止铸件产生夹渣、气孔、缩孔等铸造缺陷，接点座冒口还具有引流功能，保证接点座充型稳定、完整。
冒口设计应遵循以下原则：冒口凝固时间在铸件凝固时间之后，保证能充分补缩；冒口设计补缩距离达到全部热节部位；冒口补缩液量应满足铸件凝固收缩量；冒口设计应保证补缩通道和压力，确保补缩钢液能流动到补缩区域，克服流动阻力；冒口不应造成铸件凝固热节迁移，达不到补缩作用[1]。在满足上述设计要求的情况下，通过工艺计算，确定浇冒口系统的工艺参数，并验证工艺计算结果，取得了良好的效果。
普通冒口分为明冒口和暗冒口，由于接点座采用壳型工艺，并且在造型过程中不埋箱，砂型强度不高，同时应考虑浇注时壳型变形问题，因此在设计接点座冒口时采用明冒口。接点座属于板杆结合型结构，热节部位是中部两方型部位，补缩位置较为简单，不考虑增加补贴强化冒口补缩。
冒口区与末端区长度之和为冒口补缩距离，超过冒口的补缩距离时铸件会产生缩松缺陷，因此计算冒口时应避免产生缩松区域。接点座是板杆类铸件，铸件平均壁厚为26 mm，通过比对铸造手册，确定冒口区长度为50 mm，末端区长度为60 mm，冒口补缩距离为110 mm。接点座铸件总长度为406 mm，单个冒口不能达到补缩距离要求，应设计两个冒口才能保证铸件补缩距离要求。
接点座的覆膜砂壳型铸造工艺改进
