鑄造工藝對機械軸承座性能的影響探析

董營

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的工業(yè)化進程有了很大進展，對機械設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛?，F(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟發(fā)展、科技進步和工業(yè)化水平的提高呈現(xiàn)出一定的發(fā)展趨勢，這有效地推進了我國的機械改革和產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新的進程，特別是大型機械零件的性能優(yōu)化，這對于我國的機械產(chǎn)業(yè)化進程的推進有著重要作用。本文首先分析了主題意義，其次探討了鑄造工藝對機械軸承座性能影響的背景，最后就鑄造工藝進行論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：鑄造工藝;機械軸承座性能;影響探析

引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，大量產(chǎn)品需要使用模具壓制成型，同時由于采用模具生產(chǎn)出的零件精確度、整體性較高，模具成型工藝在汽車零部件行業(yè)使用廣泛。目前，國外一些發(fā)達國家擁有較為先進的模具加工技術(shù)和更為完善的模具鋼系統(tǒng)，而我國則在這一方面相對落后，短板十分明顯。對此，需要對模具鋼相關(guān)技術(shù)加以研究以提升模具加工、維護水平。

1主題意義

在鑄造生產(chǎn)過程中，規(guī)模型的生產(chǎn)線通常需要大量的新砂、舊砂和輔助材料作為造型、制芯的工藝用料，而舊砂的用量則占有最大比例。在成型澆注后經(jīng)落砂產(chǎn)生大量的廢舊砂，在回用過程中需投入大量的人力、物力和財力，又形成大規(guī)模的再生砂處理環(huán)節(jié)。廢棄處理會造成資源浪費和環(huán)境污染，而且近年來已經(jīng)形成比較嚴重的、有環(huán)保問題的、影響企業(yè)發(fā)展的一個瓶頸。所以，舊砂再生、合理回用已成為企業(yè)發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級和環(huán)保的一個重點，刻不容緩。舊砂再生回用，從企業(yè)綜合效益來講是鑄造生產(chǎn)全過程的重點環(huán)節(jié)。按現(xiàn)有條件可采用在線再生，亦可采用離線再生，具體取決于企業(yè)的工況條件。舊砂再生的目的是使原砂資源再利用，減少廢棄物排放，減少環(huán)境污染，并改善作業(yè)環(huán)境，是一項符合可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)措施。由于鑄造工藝、鑄造材料的不同而存在的再生特性的差異，對研究廢舊砂的再生處理、技術(shù)裝備、工藝流程、終端排廢和相關(guān)再生技術(shù)的處理效果與品質(zhì)顯得至關(guān)重要。

2鑄造工藝對機械軸承座性能影響的背景分析

眾所周知，軸承座是現(xiàn)代機械的重要組成部分，對機械設(shè)備的正常運行起著重要的作用。軸承座這個部件具有降低軸承的扭轉(zhuǎn)和振動的效果，能夠有效地保證機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。同時，軸承座的質(zhì)量與軸承座的應(yīng)用密切相關(guān)。在復雜的環(huán)境中，軸承座容易超負荷工作，很有可能發(fā)生變形和崩潰等問題。機械軸承座工作強度非常強大，不僅受到上部機械設(shè)備的自重和其產(chǎn)生的力的影響，同時在設(shè)備運作時，振動、粉層等都會給其帶來影響，在惡劣的工作環(huán)境下，軸承座容易出現(xiàn)變形、斷裂和過載現(xiàn)象，影響到正常生產(chǎn)。另外，軸承座生產(chǎn)比較繁瑣，再加上軸承座結(jié)構(gòu)復雜、變形不均勻等特點，因此在鑄造過程中在不均勻的熱環(huán)境下，形態(tài)容易發(fā)生變化。另外，軸承座的生產(chǎn)以及使用對軸承有著很大影響，一旦軸承座的性能不符合行業(yè)要求，這會對軸承座的耐久性和基本工作效率產(chǎn)生一定影響，更重要的是，在嚴酷的工作環(huán)境中，軸承座容易受到內(nèi)部及外部因素的影響，負荷過載，導致軸承座變形或損壞。但是，在軸承座的生產(chǎn)、加工和鑄造過程中，軸承座也需要根據(jù)鑄造模具的相關(guān)要求選擇不同的鑄造工藝，另外還要提高技術(shù)人員的技術(shù)水平，確保鑄造模具的精度、尺寸等，保證軸承座性能，避免軸承座受到內(nèi)外部因素影響。

3鑄造工藝

3.1工藝設(shè)計特點

首先必須強調(diào)，由于廢舊砂的復雜性，離線再生處理的工藝過程是一個有針對性的特性處理過程。（1）工藝流程，必須對廢舊砂進行有效分解破碎（控制顆粒度）、二級磁選（清理鐵雜物）、焙燒（脫膜）、冷卻篩分（選擇顆粒度）、搓磨破碎、去膜去灰、砂凈化。最終實現(xiàn)對復雜廢舊砂團塊的破碎、分解、松散和冷卻。有機脂類舊砂，對失效的、脆性的、潰散狀的惰性膜達到脫膜、去膜、去灰和圓整的目的[4]。（2）干法+熱法+干法的綜合再生處理方式，主要利用砂處理設(shè)備與核心砂再生設(shè)備來實現(xiàn)的一種高溫電阻爐加熱方法。其中包括：破碎篩分設(shè)備、輸送設(shè)備、焙燒爐、振動沸騰冷卻、強力搓磨再生、二級磁選風選等，最后入庫定量包裝。整個工藝過程配套組合布袋除塵器系統(tǒng)，構(gòu)成一個獨立的離線再生工藝單元，若通過自動化控制系統(tǒng)可實現(xiàn)機械化離線生產(chǎn)。（3）核心砂再生設(shè)備，包括：滾筒破碎篩分機（松散分解）、反擊式破碎機（小塊破碎）、焙燒爐（有機脂分解）、振動沸騰冷卻機、強力搓磨再生機、懸掛式強力磁選機等。（4）在舊砂通過冷卻后，再生砂進一步的顆粒凈化非常重要。由于再生砂的品質(zhì)指標之一是砂顆粒凈化要求。在技術(shù)條件、制造成本有限的前提下，必須考慮合理的工藝設(shè)計方案。（5）熱法再生一般常用焙燒爐高溫燃燒的手段來實施。焙燒爐燃燒的原料有天然氣、煤氣、輕油等介質(zhì)，也有燃燒煤、焦的形式，但污染比較嚴重，目前已屬于淘汰的工藝類型。

3.2電弧焊

電弧焊是較為常見的一種焊接技術(shù)，在模具修復過程中使用廣泛。這種修復模式較為復雜，利用電弧在空氣放電的物理現(xiàn)象，將電能轉(zhuǎn)換為焊接熱能，使焊條和模具互熔從而達到連接金屬、完成修復的目的。裂紋、磨損等失效形式使用電弧焊接技術(shù)效果較明顯。如果模具出現(xiàn)熱疲勞裂紋，則不能使用該方法修復。目前，電弧焊主要有以下幾種焊接方式。（1）手工電弧焊接。手工電弧焊使用廣泛，這得益于其靈活且簡單的操作，能夠在各種焊接狀況下都發(fā)揮作用。同時其在大面積受損的模具上也有良好修復效果。但是這種焊接方式仍存在一些缺陷，其焊接接頭質(zhì)量不好把控，易產(chǎn)生接頭質(zhì)量層次不齊。在日常工作中使用這類方法進行焊接需要合理選擇焊接材料。（2）鎢極氬弧焊接。該焊接方式在修復過程中有氣體保護，不容易造成金屬噴濺的現(xiàn)象，在修復過程中焊接縫外觀整齊。這類方法通常用來修復一些小型模具，對形狀復雜對小型模具有較好效果，但是這類方法對缺點在于熔敷速度較慢，所以修復時間較長。（3）等離子電弧焊。該技術(shù)在焊接過程中主要依賴壓縮電弧來進行，對寬度較大的模具比較實用，這類方法可以減少模具失效率，在修復過程中成功率較高。

3.3測試方法

軸承座在完成鑄造以后，將標準的V陷波樣品制作成沖擊樣品，對沖擊樣品進行實驗，在完成實驗后，使用電子顯微鏡觀察樣品。磨損試樣樣品規(guī)格50mm×10mm，磨損實驗采用MM200型機器來進行實驗，MM200型磨損試驗機的參數(shù)設(shè)定為旋轉(zhuǎn)速度400r/min、工作壓力控制在100N、磨損時間控制在30min，保證整個實驗在室溫下進行。在進行實驗的過程中，要想保證實驗結(jié)果的真實與準確，就要保證磨損材料，在實驗過后，通過JSM-1型掃描電子顯微鏡來觀察樣品。

結(jié)語

綜上所述，加工方法對于單件小批量生產(chǎn)而言是合適的，但對于大批量生產(chǎn)是不合適的。由于大批量生產(chǎn)時，為了提高生產(chǎn)效率必須用到專用夾具，這就要求鑄造毛坯具有一致性，所以在以后的生產(chǎn)中，如果鑄件的質(zhì)量比較好，則機械加工一定會更順利，生產(chǎn)效率也會得到更大的提高。另外，對于主軸孔的加工，如果能有專用車床夾具，那么其加工效率也將大大提高。

參考文獻

[1]陳建.淺談鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].內(nèi)燃機與配件，2019（08）：100-101.

[2]汪方文.鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].內(nèi)燃機與配件，2018（19）：132-133.

[3]劉江波，劉曉璇.鑄造工藝對機械軸承座性能的影響[J].熱加工工藝，2018，47（05）：115-117，120.

[4]楊艷兵，王峰.脂硬化水玻璃石英砂舊砂再生及性能工藝研究[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，2017（2）：8-10.