厚大断面床身内冷铁的设计与应用
摘要：自动冷镦机床身是厚大断面灰铸铁件，易产生缩孔、缩松缺陷。应用内冷铁可缩小及减少冒口，解决缩孔、缩松缺陷，获得铸件。
齐齐哈尔二机床集团有限公司是自动冷镦机主要生产厂家，是*自动锻压机研究所所在企业。多年来生产多种系列规格的产品。其床身多系灰铸铁件，重量由几吨到几十吨，虽结构简单但壁厚尺寸大，承受冲击力大，不允许出现缩孔、缩松等铸造缺陷。属厚大断面的重要铸件。
一、床身类铸件的结构特点
依据生产螺栓、螺母、冲球、搓絲等功能不同，床身的结构也不尽相同，但都有导轨、主轴孔、阴模座三处重要工作位置，同时也是三处壁厚zui大之处。附图是z41-24/5型床身简图，铸件毛重为56吨。其外形尺寸为4660×2685x×2080（mm）,zui小壁厚80，导轨处壁厚为1180×600×700,主轴孔壁厚为ø1400×580（中孔ø600），阴模座壁厚为1600×700×550；阴模座处有5个孔。
二、针对厚大断面的工艺措施
如此大的壁厚是一般铸件少见的，采用传统的补缩、激冷工艺，即冒口加外冷铁，不仅冒口体积大，由于几何热节与物理热节重合，在厚大部位易产生晶粒粗大、缩孔、缩松缺陷。而该件在工作时要承受巨大反复性冲击，不允许有此类缺陷的存在。为获得致密铸件，我们在冒口补缩、外冷铁激冷的基础上，在主轴孔、主、副导轨及阴模座等厚大的部位设置内冷铁，加强冷却效果，增加厚大断面处的致密度，避免缩孔、缩松缺陷的产生。
三、内冷铁的设计
1、内冷铁材质的选用
常用内冷铁有铸铁浇注成形，结构钢焊接成形，废铸件直接放入等。但铸铁浇注成形及废铸件直接放入，用于配重锤等铸件上，对于冷镦机床身的三处重要工作位置，不应放置。尤其是阴模座处还有5个ø185h7通孔，就更不能应用。故我们选用q235-a结构钢焊接成形的内冷铁架。
2、内冷铁的尺寸设计
a、用料直径、根据热节大小，一般选用ø12-ø16，过小激冷效果差，过粗易形成局部硬点影响加工孔精度。
b、框柜架间距及铸型距离
每两根圆钢中心距80-100（mm）之间，距铸型距离要在80mm以上，以避免下冷铁架时因焊接尺寸改变造成离铸型过近熔合不*形成硬质点而影响加工精度。
c、内冷铁架的分割数量与总重量
内冷铁架不易分割过多，导轨阴模座处一般为整体，如热节过大需分割时尽量丛水平方向分层，以方便固定。主轴孔处可分为上、下两层，以方便下主轴孔芯。内冷铁架的总重一般占铸件重的3-8%之间，（重锤类铸件可达20-30%）。
四、内冷铁架应用的注意事项
1、内冷铁架的固定
内冷铁架通常用四柱镀锌芯撑固定，为防止侧面芯撑掉落，可用铁线将芯撑与冷铁架栓牢。
2、内冷铁架使用前应抛丸处理，去除焊皮及锈蚀。
3、内浇口开设应尽量避开内冷铁架，切忌直接冲击。
4、小于200㎜的热节不宜应用内冷铁架。
五、应用效果
多年来应用内冷铁架生产冷镦机床身百余件，其中15吨以上数十件，48吨为2件，56吨为3件，均未出现明显缩孔、缩松及冷铁架影响机加精度的情况，可获得满意效果。
六、结束语
采用焊接成形内冷铁架，可缩小冒口尺寸，减少冒口数量，是解决厚大断面铸件缩孔、缩松的有效工艺手段。
（作者：齐齐哈尔二机床（集团） 沈军）
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一、床身类铸件的结构特点
依据生产螺栓、螺母、冲球、搓絲等功能不同，床身的结构也不尽相同，但都有导轨、主轴孔、阴模座三处重要工作位置，同时也是三处壁厚zui大之处。附图是z41-24/5型床身简图，铸件毛重为56吨。其外形尺寸为4660×2685x×2080（mm）,zui小壁厚80，导轨处壁厚为1180×600×700,主轴孔壁厚为ø1400×580（中孔ø600），阴模座壁厚为1600×700×550；阴模座处有5个孔。
二、针对厚大断面的工艺措施
如此大的壁厚是一般铸件少见的，采用传统的补缩、激冷工艺，即冒口加外冷铁，不仅冒口体积大，由于几何热节与物理热节重合，在厚大部位易产生晶粒粗大、缩孔、缩松缺陷。而该件在工作时要承受巨大反复性冲击，不允许有此类缺陷的存在。为获得致密铸件，我们在冒口补缩、外冷铁激冷的基础上，在主轴孔、主、副导轨及阴模座等厚大的部位设置内冷铁，加强冷却效果，增加厚大断面处的致密度，避免缩孔、缩松缺陷的产生。
三、内冷铁的设计
1、内冷铁材质的选用
常用内冷铁有铸铁浇注成形，结构钢焊接成形，废铸件直接放入等。但铸铁浇注成形及废铸件直接放入，用于配重锤等铸件上，对于冷镦机床身的三处重要工作位置，不应放置。尤其是阴模座处还有5个ø185h7通孔，就更不能应用。故我们选用q235-a结构钢焊接成形的内冷铁架。
2、内冷铁的尺寸设计
a、用料直径、根据热节大小，一般选用ø12-ø16，过小激冷效果差，过粗易形成局部硬点影响加工孔精度。
b、框柜架间距及铸型距离
每两根圆钢中心距80-100（mm）之间，距铸型距离要在80mm以上，以避免下冷铁架时因焊接尺寸改变造成离铸型过近熔合不*形成硬质点而影响加工精度。
c、内冷铁架的分割数量与总重量
内冷铁架不易分割过多，导轨阴模座处一般为整体，如热节过大需分割时尽量丛水平方向分层，以方便固定。主轴孔处可分为上、下两层，以方便下主轴孔芯。内冷铁架的总重一般占铸件重的3-8%之间，（重锤类铸件可达20-30%）。
四、内冷铁架应用的注意事项
1、内冷铁架的固定
内冷铁架通常用四柱镀锌芯撑固定，为防止侧面芯撑掉落，可用铁线将芯撑与冷铁架栓牢。
2、内冷铁架使用前应抛丸处理，去除焊皮及锈蚀。
3、内浇口开设应尽量避开内冷铁架，切忌直接冲击。
4、小于200㎜的热节不宜应用内冷铁架。
五、应用效果
多年来应用内冷铁架生产冷镦机床身百余件，其中15吨以上数十件，48吨为2件，56吨为3件，均未出现明显缩孔、缩松及冷铁架影响机加精度的情况，可获得满意效果。
六、结束语
采用焊接成形内冷铁架，可缩小冒口尺寸，减少冒口数量，是解决厚大断面铸件缩孔、缩松的有效工艺手段。
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