厚大断面床身内冷铁的设计与应用

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，是国家级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，同时也是三处壁厚最大之处。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),最小壁厚80，导轨处壁厚为 1180×600×700,主轴孔壁厚为?1400×580(中孔?600)，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，仅限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?185H7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?12-?16，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完全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。