浅谈机械加工看铸件的质量

摘要：本文从机械加工的角度简要阐述了铸件的拔模斜度、加工余量、飞边毛刺、同心度、圆整度、同一性、材质的稳定性等对机加工的影响，力图使铸造工作者对这些常被忽视的小问题引起重视。

关键词：铸件；质量；机械加工

我们在谈到铸件质量时，通常会说其内在的品质如何的好，比如不会有气孔、砂眼、缩孔、缩松、裂纹，外表如何光洁等等。但往往我们经常会忽略一些细节，甚至说是不起眼的方面，包括在生产过程中，也都没有引起足够的重视，比如加工余量、拔模斜度、同心度、飞边毛刺、圆整度、同一性以及材质的稳定性等方面。这些对铸件机械加工来说，其重要性不亚于前面所说的铸件内在品质，对加工工艺、加工精度的影响是十分显著的。随着社会的进步，对机械产品的品质要求不再仅局限于耐用、不易出故障等方面，还要求外观漂亮、在使用过程中不出现漏气、漏油、漏水等小问题。因此，对铸件的质量概念我们必须有个全新的认识，才能跟上社会发展的步伐。下面就对一些易被我们忽略的不仅对机械加工方面有影响，又对铸件质量有重大影响的要素给予简要叙述。

1铸造参数的选择

1.1拔模斜度。众所周知，为便于起模，简化铸造工艺，在铸件壁的内、外两侧，沿起模方向要设计适当的斜度，亦即拔模斜度。而拔模斜度的大小对机加工的影响却不小。从机加工角度来说，采用机床本身所固有的夹具进行装夹是最经济的，这就要求零件装夹的部位必须平整，斜度应尽量小，加工过程中不会因斜度太大而使零件在机床运转时从夹具中滑落。但在实际生产过程中，设计拔模斜度时，我们一般都只是根据零件的结构进行确定，而很少考虑零件机械加工时的装夹问题，铸件毛坯到达机加工工步后，也就常常出现因铸件拔模斜度太大难以装夹，有时不得不制作专用的夹具，从而给机加工带来了不便，也增加了机加工的生产成本。因此我们在进行铸造工艺设计时即应合理选择拔模斜度。1.2加工余量。铸件机械加工余量对加工质量和生产成本有着重要的影响。因此，确定加工余量大小时，除了对铸造生产工艺进行认真分析外，还需充分考虑零件的精度等级要求，包括形状公差和位置公差要求，不能一味的增加余量（虽然对铸造厂来说增加余量相对是有利的），也不能盲目地按客户的要求减少余量。增加余量除了增加机械加工的成本外，对零件的材质也有影响。我们知道，铸件表皮相对于内部其组织更致密，强度、硬度会更好，如果余量多，则正好将致密的部分切除，留下相对较疏松的部分，使零件的机械性能降低，表面粗糙度达不到相应要求。如果余量太少，则有可能因铸件的微量变形而加工不上面，或因铸件少量表面缺陷无法去除而报废。因此应综合零件的各方面因素，合理选择加工余量。1.3过渡圆角。铸造圆角可以防止铸件在浇注过程中转角处的砂被冲落产生砂眼，避免在凝固冷却时产生缩孔、缩松、裂纹以及应力集中等缺陷，是铸造生产中一个重要的参数。在选取圆角的大小时，应对图纸进行充分解读、分析，了解圆角位置是否会影响其它相关尺寸，特别是内圆角，有可能影响到螺丝（栓）的安装。一些安装精度要求不是很高的零件，螺丝孔位没要求锪平，只要求铸件毛坯面平整即可，此处的内圆角过渡，就不能太大，否则螺丝就无法锁到位。

2铸件毛坯外形

2.1飞边毛刺。铸造生产过程不可避免地会产生飞边和毛刺，如果对这些飞边毛刺处理不到位，将严重影响机加工的操作和加工精度。而大部分铸造厂往往对这方面不重视，对存在的飞边毛刺随便打磨一下，有的铸铁件甚至用锤子敲下就完事，最后毛坯在机加工时又将会因为打磨部位的不平整而无法装夹或加工后出现不对中的现象而报废退货，这对于铸件厂和机加工厂来说无疑是浪费时间和增加成本。因此在制作模具时就必须考虑尽可能地减少飞边、毛刺；当然在造型过程中也要保持铸型（芯）的完好，砂芯下到位；最后是当出现飞边毛刺后，要认真仔细地清理打磨，尽可能与零件原状相符。在每个环节都尽量避免产生飞边、毛刺，这样最终的铸件才能更少的出现飞边、毛刺，更进一步提升产品的质量。2.2毛坯同心度。虽说砂铸时对铸件尺寸精度的要求不是很高，但如果不重视，容易出现错箱、偏芯、涨箱等缺陷，在后期处理中若没有处理到位，那么在机加工过程中就会因出现加工不对中、局部加工不上面等缺陷而报废，给机加工操作造成大量的工时浪费。如果止口出现偏斜，则安装后整机的外观质量会受到影响，水泵的泵体与前后盖的连接、电机机座与端盖的连接等都普遍存在这种情况。因此，对铸件毛坯的同心度也必须给予高度重视。2.3毛坯圆整度。错箱或变形是铸造的常见缺陷，问题严重的产品将报废，但一些错箱量或是变形量不是很大或者说不是很明显的则有可能被当成合格品发出，进入下道机加工工序。殊不知，这给机加工的装夹带来很大的难度，操作者需花大量时间进行对中调整，影响了机加工的效率，而且加工出的产品也存在壁厚不均的现象。因此，铸造厂有必要在生产过程中采取措施给予控制。2.4毛坯外形的同一性。毛坯外形的同一性也就是其一致性。对机模来说，模具、砂型紧实度等是关键；而对于手工造型来说，生产的铸件要做到同一性确实有一定难度。但从机加工的角度来说，毛坯的同一性，对稳定加工尺寸，提高加工效率至关重要。同一性差的毛坯，一是影响加工时零件的装夹，每个零件都要反复装夹才能找到适合的位置，消耗了大量生产辅助时间；二是影响加工精度，数控设备自动化程度高，加工的吃刀量、进给速度等参数都是设定好的，如果毛坯同一性差，则加工过程的变量就增加了，这势必会影响到加工尺寸的精度。因此，在铸造生产过程中，应控制好各道工序，确保毛坯的同一性符合要求。

3毛坯材质

3.1铸件牌号。不同牌号的毛坯，机加工时所选用的刀具也不同。灰铁、球铁、铸钢、铝合金或者其它合金，都有相应的加工刀具与其对应，以满足相应的尺寸精度和表面粗糙度。如果毛坯材质品种出错，则是很严重的质量事故，不仅对机加工有影响，甚至有可能在使用过程中出现安全事故。对于同一种材质品种而言，如果牌号太低，因机械强度偏低，零件的尺寸精度、形状公差会受到影响，表面粗糙度难以达到高要求；如果牌号太高，则刀具磨损大，缩短刀具的使用寿命，增加换刀频次，降低生产效率，而且也会影响到加工尺寸精度。因此在铸造生产前，必须要明确零件牌号，并标识清楚，以免浇注时出错。特别是灰铁和球铁，熔炼和处理过程有一定难度，不仅是配方问题，还有其它多种因素的影响，应给予充分考虑，将牌号控制在要求的范围内。3.2材质的稳定性。对于灰铁和球铁而言，如果控制不到位，极有可能使毛坯的硬度产生很大的差别。而机加工参数设定后，其切削力也即相应确定。如果材质不稳定，时硬时软，那么在加工过程中，遇到硬的工件，作用力不够大，出现让刀现象，而且刀具磨损加剧；如果遇到较软的工件，则会使得切削量增加，加工尺寸难以控制而产生超差。因此，铸造生产时，必须保证同一种零件的牌号尽可能的接近，特别是数量比较多，需经多炉浇注时，更应严格控制每个环节，保持稳定性。

4结论

铸件是机械设备的基础，好的设备要有优质的铸件作保障。而优质铸件是由毛坯和加工二个部分组成的。在毛坯生产阶段，要充分考虑到会影响后续加工的诸多因素，在制作模具、生产铸件，甚至是铸件材质等方面对这些因素逐一进行严格的把控，从而生产出更优质的铸件。

参考文献：

[1]李庆春.铸件形成理论基础[M].北京：机械工业出版社，1982.

[2]李魁盛.铸造工艺及原理[M].北京：机械工业出版社，1988.

[3]王文清.铸造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2007.

[4]李新亚.铸造手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

作者:陈红勇 单位:福建省机械科学研究院