V法鑄造工藝設(shè)備對鑄件質(zhì)量的影響

    V鑄造在已經(jīng)發(fā)展了30多年，而V鑄造設(shè)備經(jīng)歷了從無到有、從外部引進(jìn)仿制到自主研發(fā)設(shè)計(jì)的過程。V鑄造設(shè)備質(zhì)量水平的提高進(jìn)一步保證和促進(jìn)了V鑄造工藝的擴(kuò)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國約有400條不同形式的V鑄造生產(chǎn)線在運(yùn)行，包括極其簡單甚至不配套砂處理的單機(jī)造型設(shè)備，以及相對全面的半自動(dòng)鑄造生產(chǎn)線，更加機(jī)械化、自動(dòng)化程度高、投資規(guī)模大的現(xiàn)代V鑄造車間。但根據(jù)大量的研究和實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備和工具難以滿足鑄件產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求，導(dǎo)致生產(chǎn)阻塞或產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。特別是在成型過程中，涂層成型、砂振實(shí)、抽真空成型過程，相應(yīng)設(shè)備工具的特點(diǎn)顯著影響了鑄件和鑄件的質(zhì)量。

覆膜架設(shè)計(jì)對覆膜成形的影響：

    烤膜覆膜作為V鑄造的步，直接影響整個(gè)造型的質(zhì)量和效率。只有當(dāng)EVA薄膜加熱烘烤到某種程度時(shí)，其延展性通常被稱為覆膜成形性能，才能達(dá)到好的狀態(tài)。然而，在從烘烤結(jié)束到薄膜下降到模具的過程中，EVA薄膜會(huì)迅速冷卻，因?yàn)樗饾u遠(yuǎn)離熱源，脫離覆膜狀態(tài)。這就要求覆膜架在很短的時(shí)間內(nèi)完成覆膜動(dòng)作。大量的工藝實(shí)踐表明，覆膜架在5s內(nèi)下降到位是合適的。時(shí)間越長，薄膜原有的熱延展性越大。一個(gè)簡單的公式:t=s/v；（t—覆膜框架行走時(shí)間；s—覆膜框行程，即EVA薄膜加熱位置與模具臺面的距離；v—覆膜框下降的平均速度)顯然，覆膜框的行程和下降速度直接影響行走時(shí)間，也影響覆膜成型的質(zhì)量。

    在EVA薄膜下降過程中，與空氣的對流運(yùn)動(dòng)必然形成整個(gè)薄膜的浮力，從而導(dǎo)致薄膜向上運(yùn)動(dòng)，使薄膜本身產(chǎn)生一定的張力，即薄膜內(nèi)部區(qū)域?qū)ν獠繀^(qū)域的拉力作用。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，對流速度越快，即薄膜框架下降速度越快，浮力越大，整個(gè)薄膜上升速度越大，對薄膜的拉伸效果越明顯。這種浮力不僅會(huì)使EVA薄膜容易浮動(dòng)，接觸紅熱電線或電熱管，還會(huì)使低熱強(qiáng)度的薄膜在拉力作用下直接開裂；很難使用數(shù)學(xué)模型定量給出薄膜框下行速度的參考值，因?yàn)槿嵝员∧ぴ诒∧た蝌?qū)動(dòng)下的應(yīng)力狀態(tài)極其復(fù)雜，直接生產(chǎn)調(diào)試控制速度過快是一種現(xiàn)實(shí)的方法。值得注意的是，膜架下降過程中加速過大會(huì)導(dǎo)致EVA膜劇烈振動(dòng)，這往往是由于氣動(dòng)控制裝置穩(wěn)定性差，速度變化過強(qiáng)。這種不必要的沖擊對于熱態(tài)下強(qiáng)度很低的薄膜也是非常危險(xiǎn)的。

    為了保證覆膜在足夠短的時(shí)間內(nèi)完成，而不會(huì)因?yàn)樗俣冗^快而對EVA薄膜產(chǎn)生不必要的影響，覆膜行程高度的設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要的方面。覆膜行程高度過高是覆膜下降時(shí)間過長的主要原因。當(dāng)然，覆膜行程的高度不僅要考慮覆膜時(shí)間，還要考慮模具的高度，有時(shí)甚至要考慮工人在完成其他工序時(shí)的工作空間。這需要根據(jù)具體鑄件產(chǎn)品等工裝設(shè)備的因素進(jìn)行綜合衡量。但是，保證覆膜框在5s內(nèi)下降到模具是清晰合理的。

    在V型造型過程中，振動(dòng)是獲得高緊實(shí)度砂型的重要環(huán)節(jié)。V鑄型的硬度和強(qiáng)度不僅與砂箱的真空度有關(guān)，而且是一個(gè)重要的方面。在振實(shí)不足的情況下，有時(shí)通過高真空度可以獲得較高的鑄造硬度，但這只是一種錯(cuò)覺，砂型強(qiáng)度往往不足。砂型抽真空、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)運(yùn)、封箱、澆筑等過程中產(chǎn)生的波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致鑄造中砂位的重新排列，進(jìn)而導(dǎo)致鑄造強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)尺寸的變化。而這些變化反映在鑄件上，則表現(xiàn)出鑄件尺寸或重量精度超差等質(zhì)量問題。目前，在振動(dòng)平臺設(shè)計(jì)中，振幅、振動(dòng)頻率、振動(dòng)力以及如何配置振動(dòng)電機(jī)等問題往往模棱兩可，缺乏基本的會(huì)計(jì)依據(jù)。可參考的參考數(shù)據(jù)是，振幅約為0.5mm，頻率不低于1500/min，可達(dá)到較好的振實(shí)效果。不盡如人意的是，部分振實(shí)臺的設(shè)計(jì)參數(shù)不符合推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。鑄造企業(yè)在使用過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)振動(dòng)平臺振動(dòng)力不足或過強(qiáng)、振幅不足或過大等一系列問題。這就是為什么同樣的鑄件，同樣的砂箱，同樣的模具，在不同的廠家，振實(shí)時(shí)間，振實(shí)效果不同的原因。更重要的是，振動(dòng)平臺振動(dòng)電機(jī)缺乏基本的變頻功能；即使具有變頻特性，也不能根據(jù)振動(dòng)平臺負(fù)載的變化合理調(diào)整頻率、振動(dòng)力等參數(shù)，使振動(dòng)平臺不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。隨著V法鑄造向復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的延伸和擴(kuò)展，原有的一維振動(dòng)平臺顯然難以保證水平和深度部分的緊密填充，需要使用更可靠的三維振動(dòng)平臺。但是，有些企業(yè)始終沒有意識到這個(gè)問題，粘砂或尺寸不準(zhǔn)確的問題隨處可見。