壳芯在绷缝机机壳铸件中的生产实践
摘要：文章介绍了在生产工业绷缝机机壳铸件壳芯中遇到的问题及解决思路和方法，并提出了今后需进一步改进的几个问题。
西安标准股份有限公司是生产工业缝纫机的主要厂家之一。从20个世纪80年代中期开始批量生产工业缝纫机以来，生产工业用缝纫机铸件采用壳芯取代合脂砂芯的新技术、新工艺组织生产。
壳芯法制芯能制造出形状复杂的砂芯，而且内腔光洁，尺寸精度高，完全适应生产工业用缝纫机铸件用芯的要求。
1 壳芯的特点及应用
覆膜砂工艺面世较早，20世纪四五十年代就已应用，并成为制芯的一种特殊手段。
覆膜砂呈干型，流动性好，可做复杂的芯子；芯子容易做成中空，重量轻，节省砂；高温强度好，可不上涂料，铸件表面光洁；不吸湿，利于存放；溃散性好，利于清砂；国内市场有覆膜砂供应，根据芯子特点有多种规格可供选择，存放性好。
目前生产工业缝纫机机壳、机座类铸件用芯基本采用覆膜砂制芯工艺。
2 壳芯的生产工艺
（1）根据工业缝纫机铸件的尺寸及结构特点，选用Z957壳芯机较为合适。
（2）芯盒采用电加热或煤气加热，芯盒温度是影响壳层厚度及强度的主要因素之一，芯盒的工作温度一般控制在260℃～300℃。
（3）吹砂压力一般为0.2～0.4MPa，吹砂时间一般控制在5～10s。
（4）结壳时间影响壳芯厚薄，时间长则结壳厚，时间短则结壳薄。一般要求7～12mm，结壳时间一般为40～70 s。
（5）硬化时间决定结壳的强度，要求覆膜砂树脂完全固化，保证壳芯烘透又不焦，表面颜色呈棕黄色，而内部不白。
3 壳芯在生产过程中的常见缺陷及解决方法
3.1 壳芯脱壳
由于缝纫机机壳内搭子较多，搭子尖角处热量不足，硬化层与软化层收缩量不同，而在生产壳芯时，壳芯机需要翻转倒掉余砂，使壳芯机在翻转过程中软化层因承受不住砂的重量而剥离。因此，脱壳问题容易发生，很容易造成铁水流入壳芯造成铸件报废。
在生产缝纫机铸件壳芯时，壳芯脱壳问题是影响生产的关键因素。由于是采用成品覆膜砂生产壳芯，要求覆膜砂的熔点不能太低，一般应掌握在96℃～105℃。在操作过程中，调整吹砂压力，吹砂完成后，人工从吹砂口处用铁棒进一步捣实。
3.2 壳芯钻铁液
由于缝纫机机壳内腔的塔子较多，因此，壳芯钻铁液是最常见的一种现象。这主要是由于壳芯太薄，强度偏低，或局部脱壳导致难以抵抗铁液的冲击而产生的。最简单、最有效的办法是在造型下芯前用干型砂将壳芯内部塞实，再用湿型砂封口或为钻铁液处安装工艺塔子，安装工艺塔子会增加覆膜砂的用量，根本的解决途径还是应从解决覆膜砂的脱壳和制芯时工艺参数的合理性来解决，特别是芯盒温度和结壳时间是否合理。
在生产过程中还可对刚生产出壳芯局部发黄的部位采用酒精等加热使其进一步硬化，以提高该部位的强度，从而解决壳芯钻铁液的问题。
3.3 模具设计制作过程中的问题
3．3．1 活块的设计制作
芯盒中妨碍出芯或难以出芯的部分应设置活块，一般采用滑座式和定位销相结合的结构设计制作活块。制造时活块与芯盒活块窝座应配合加工，其配合间隙不大于0.2mm，活块窝座部分的体积应大于形成铸件形状的部分的体积，部分重量较重的活块还应考虑减轻活块窝座部分的重量或在活块部位安装顶芯杆，采用一销定位；当活块与芯盒活块窝座接触面较小时才考虑两销定位，销与套的配合间隙控制在0.10～0.15mm，长度控制在10～20mm，定位销过长，壳芯活块处容易损坏。
3．3．2 吹砂口的大小尺寸
20世纪80年代引进壳芯工艺时，由于经验不足，以为小吹砂口可将壳芯吹得更实一些，所以，在做模具时，制成3个40×40mm的小吹砂口（图1）。
经生产验证，形成铸件内腔部分的质量完全满足生产要求，但存在以下两个问题。
（1）小头芯头处有部分壳芯吹不实，故在芯头处不能形成铸件内腔，可用镊子修补后满足生产要求。
（2）壳芯几乎做成了实心，其原因是K87壳芯机在射砂时，壳芯机要转到顶部，射完砂开始结壳，然后反转下来开始摇摆，将未结壳的芯砂倒出来。由于吹砂口小，吹砂口全部结壳固化，芯砂无法倒出，所以，制出的壳芯基本上是实心的，增加了壳芯的重量，既浪费材料又增加成本。
20世纪90年代，在生产GK31030绷缝机机壳壳芯时，根据以前的生产经验，把3个小吹砂口改为1个300×50mm的大吹砂口（图2）。这样做后，内腔未固化的覆膜砂可以从吹砂口处倒出来，成为真正意义的壳芯。经生产验证，改为大吹砂口后，增加了射砂时芯砂的流动性，使壳芯结壳厚度均匀，而且未结壳的芯砂倒出时也很顺利，使之成为真正的壳芯。经改进后，壳芯重量减轻1Kg（即一个壳芯仅原材料一项就节约1元多钱的成本），这样既节约了材料又降低了成本。但在实际工作中，还存在两个问题。
（1）壳芯小芯头处还有部分壳芯吹不实：
在芯头处不能形成铸件内腔，可用镊子修补满足生产要求。
