缸盖类铸件损伤原因分析及解决对策

霍明新

（广西玉柴机器股份有限公司铸造厂，广西 玉林 537005）

广西玉柴机器股份有限公司2009年提出“铸件废品率1%工程”，通过2年时间强有力的推行“铸件废品率1%工程”，铸件废品率已达到2.6%，距离铸件废品率1%的目标还有一段距离，其中缸盖类铸件损伤是铸件废品率仍较高的一个因素之一。2010年，缸盖类铸件损伤废品率约达0.3%，在所有铸件废品率中占比约11%。针对缸盖类铸件损伤，本文对清理流转过程进行分析，通过优化铸件清理后流转流程、改进风动振砂机工作台、设计配用风动振砂机工装、整改清铲线等措施有效解决了缸盖类铸件的损伤问题。

1 缸盖类铸件清理流程

我公司生产缸盖类铸件浇注冷却凝固后，需经过如下清理流程：铸件振动落砂——铸件上悬链——铸件下悬链——粗清理铸件——铸件风动振砂——铸件退火——机器磨削铸件四周披锋——铸件精抛丸——线上人工打磨铸件四周残留披锋——精清理铸件。

2 缸盖类铸件损伤类型、定义及损伤位置

2.1 损伤类型

我公司缸盖类铸件的清理流程决定了其在不同过程出现不同类型的损伤不合格品，铸件主要损伤类型有：热损伤、撞崩、打崩缺、振裂、磨削磨伤等。

2.2 损伤定义及其发生位置

1）热损伤

是指铸件在振动落砂过程中，因铸件落砂后尚有较高的温度，在其与落砂机工作床接触或与披锋铁接触时，受力变形而造成的铸件实际尺寸、形貌脱离理论设计尺寸、形貌的一种缺陷。缸盖类铸件热损伤主要产生在振动落砂过程中，多发生在缸盖铸件一些凸出位置、空洞位置，如顶面、两端面螺孔搭子，螺栓孔凸台，气道内壁，气门口边缘等如图1。

2）撞崩

是指铸件在吊运过程中，铸件与吊车吸盘相撞、铸件与铸件相撞造成的铸件局部缺失的一种缺陷。缸盖类铸件撞崩主要产生在缸盖铸件吊运过程中，多发生在缸盖铸件一些凸出位置、口四壁，如顶面、两端面螺孔搭子，螺栓孔凸台、气道口壁等。

3）打崩缺

图1 端面螺孔搭子热损伤

是指铸件在粗清理过程中造成的铸件局部被打缺失的一种缺陷。因操作方法不当、铸件局部多肉、铸件局部位置披锋厚度大等。缸盖类铸件打崩缺主要产生在缸盖铸件粗清理过程中，多发生在缸盖铸件对应排气的排气针位置、披锋厚大位置、局部多肉位置，如顶面缸盖罩凸台、螺栓孔、气道口壁等如图2。

图2 气道口壁打崩缺

4）振裂

是指铸件在风动振砂过程中，因操作方法不当、风动振砂机结构存在问题、铸件结构不同等，在对铸件进行振砂时造成的铸件局部被振裂的一种缺陷。缸盖类铸件振裂主要发生在螺栓孔凸台位置如图3。

5）磨削磨伤

是指铸件在上线机器磨削过程中产生的铸件局部磨削量超出加工余量而造成铸件局部加工余量不足的一种缺陷。主要是由于铸件上磨削线时位置放不正、磨削量控制不当、铸件局部披锋厚大等原因造成。缸盖类铸件磨削磨伤主要发生在进气面、排气面如图4。

3 防止缸盖类铸件损伤措施

统计2010年生产的缸盖类铸件损伤废品，排在前三位的损伤废品分别为撞崩、振裂、磨削磨伤，结果见表1。

针对此三类损伤废品，依次采取措施如下：

图3 螺栓孔凸台振裂

图4 进气面磨伤

表1 缸盖类铸件损伤废品统计表

1）优化铸件粗清理后的流转流程。

在过去，铸件粗清理后，操作工开动吸盘吊将粗清理后的铸件吊运至下道工序风动振砂处，待振砂的铸件堆积在风动振砂机旁，随着待振砂铸件的不断减少，距离振砂机远的铸件就需要再用吸盘吊吊铸件靠近振砂机以方便振砂岗位的操作，在吸盘重复吸吊铸件的过程中即产生了损伤废品。为降低此环节的铸件损伤问题，曾一度关注人员操作这一层面，抓了很久都没有什么大的起色，而且不受控，时好时坏。为解决此问题，突破思维定势，换个方式：将粗清理后的铸件装斗放置在风动振砂机旁，此举解决了铸件反复吸盘吊运的问题，铸件与吸盘、铸件与铸件间的碰撞就少了很多，损伤废品自然就降了下来。这项措施自2011年1月中旬实施后，缸盖类铸件损伤降幅达30%，效果比较明显。

2）改进风动振砂机工作台

在风动振操作过程中，观察发现振砂机动振头移位比较严重，已偏离于对面不动振头的中心，如此，在振砂过程中，铸件因受力不在一条直线上，出现移位翘起，很容易造成铸件局部面积小的凸出位置被振裂。仔细观察发现是因为风动振砂机汽缸的固定是采用铁销固定，在长时间的振动力下，铁销变形，出现汽缸在振力作用下移位。迅速采取措施，使用螺栓连接固定代替原来的铁销固定，汽缸移位问题解决了，铸件在振砂过程中不会出现移位翘起现象，铸件振裂问题也就减少了。统计风动振砂机工作台整改前后一段时间的振裂废品情况，降幅近80%，如表 2。

3）设计制作配用风动振砂机工装。

我公司缸盖类铸件机型较多，结构也差别较大，有几个机型因本身几何尺寸相比其他机型小些，在同样的一台风动振砂机下，尺寸小的缸盖铸件更容易被振裂。后经调查发现，易振裂的缸盖铸件在沿宽度方向立着放在振砂机工作台上时，因其宽度尺寸小些，振砂机振头作用力作用区域刚好正对易振裂的螺栓孔凸台位置，所以容易被振裂。为此，针对这些几何尺寸小的机型，设计制作了专用工装，通过工装，把铸件垫高，避开振砂机振头振力集中区，从而大大降低了铸件被振裂的几率。

4）整改清铲线

清铲线是磨削缸盖铸件进气面、排气面批锋的一条清理线，在此线工作过程中，控制不好时，易产生铸件被磨伤甚至磨出白口。现场实地调查发现，有两个方面的原因造成铸件被磨伤，一个原因是铸件在被磨削时铸件压紧装置压不紧铸件，后续铸件往前推时，造成前面正在被磨削的铸件受力翘起、倾斜，进而造成铸件被磨伤，一个原因是清铲线辊道过长，铸件受磨削的行程和时间均长，增加了铸件被磨伤的几率。针对这两个原因，整改清铲线，将铸件压紧装置进行了重新修复处理，将辊道减短。清铲线整改后，磨伤废品下降比较明显。如表3所示。

表2 振裂损伤废品率统计表

表3 磨伤损伤废品率统计表

4 结 论

1）寻找更加优化的铸件清理流转流程可以有效降低缸盖类铸件损伤废品率。

2）合理制定清理工步的工艺，并配合相应的工艺可减少对缸盖类铸件的损伤。

3）重视清理设备的维护保养，对降低清理过程中对铸件的损伤起着重要的作用。