摘 要 引進國外消失模成套設備后，迅速實現發泡模具的國產化是擴大鑄造產量的關鍵之一。合力集團依托華中科技大學，在實施發泡模具國產化的進程中經歷了三個階段。三年來共開發出多種箱體鑄件的發泡模具，不僅滿足了本集團的需求，還為國內外其它企業配套生產箱體類鑄件，使消失模鑄造不斷發揮效益。

引言

箱體類鑄件是比較適合消失模鑄造(Lost Foam Casting)的一種類型。一般而言，箱體越復雜，消失模工藝越能發揮其優勢。國外用LFC法生產箱體類鑄件的公司有美國GM 的Saturn（生產球鐵差動器殼體）和意大利FATA的Teksid（生產灰鐵曲軸箱體）。國內用LFC生產箱體類零件的企業有：重慶南川通發特種鑄造廠（生產載重車齒輪箱體）；山西臨猗華恩公司（生產差速器殼）和山西左權龍泉冶金鑄造有限公司（生產變速箱殼體）。

1998年初，安徽合力叉車集團（簡稱合力集團）引進德國消失模白區制模技術，其產品對象主要是叉車用各類箱體鑄件，如變速箱體、變矩器及離合器殼體等。當時，國內已有數家企業引進國外消失模鑄造設備，其中有的因模具國產化成為瓶頸，生產狀況不盡人意。如今三年有余，合力集團LFC 生產形勢很好，開發出十多套模具（其中箱體類模具六套），完全具備了模具設計、制造和開發能力。本文從技術上對合力集團所實施的模具國產化的三個階段進行總結。

第一階段：設備引進和模具培訓同步進行

1998年，合力集團引進德國TEUBERT公司TVZ130/90成型機。該設備為全自動臥式成型機，垂直開模，吸盤取件；該設備采用德國發泡成型模具，

生產出叉車液力變速箱體泡沫模樣（模片分為三塊）。所生產的箱體鑄件重達60多公斤。

在引進設備的同時，合力集團領導意識到：要擴大LFC生產規模，就必須迅速實現模具國產化。因此，在與德方商務談判中，中方堅持將模具培訓列入合同。因為引進的德國成型機和冷粘合機在國內都是第一臺，針對德國設備的發泡模具設計，國內沒有設計參考資料。

為更好地消化吸收德國技術，合力集團邀請華科大參與組團，赴德考察模具設計和制造。三人在德培訓十天，考察的主要收獲如下：

1． 接受了多模獨立汽室的設計概念，摸清了模具與設備的相互連接匹配關系。所謂獨立汽室機

構指在一臺成型機上可同時安裝數付模具，而每付模具的汽室相互獨立，可按各自的成型工藝制作不同的泡沫產品。德國成型機工作面尺寸大（1300X900），可采用多模獨立汽室模具。為此，該設備配備有4套物流接頭，提供蒸汽、冷卻水、壓縮空氣以及真空等，以便在成型機上安裝四套發泡模具。獨立汽室模具機構的設計概念是德國設備所獨有的；

a、即壓力鑄造對零件形狀結構的要求；

b、壓鑄件的工藝性能；

c、壓鑄件的尺寸精度及表面要求；

d、壓鑄件分型面的確定；壓鑄件的零件設計是壓鑄生產技術中的重要部分，設計時必須考慮以下問題：模具分型面的選擇、澆口的開設、頂桿位置的選擇、鑄件的收縮、鑄件的尺寸精度保證、鑄件內部缺陷的防范、鑄孔的有關要求、收縮變形的有關要求以及加工余量的大小等方面。

鑄件設計形狀結構要求

a、消除內部側凹；

b、避免或減少抽芯部位；

c、避免型芯交叉；合理的壓鑄件結構不僅能簡化壓鑄型的結構，降低制造成本，同時也改善鑄件質量。

鑄件設計筋的要求

筋的作用是壁厚改薄后，用以提高零件的強度和剛性，防止減少鑄件收縮變形，以及避免工件從模具內頂出時發生變形，填充時用以作用輔助回路（金屬流動的通路），壓鑄件筋的厚度應小于所在壁的厚度，一般取該處的厚度的2/3~3/4；

鑄件設計壁厚要求

壓鑄件壁厚度（通常稱壁厚）是壓鑄工藝中一個具有特殊意義的因素，壁厚與整個工藝規范有著密切關系，如填充時間的計算、內澆口速度的選擇、凝固時間的計算、模具溫度梯度的分析、壓力（最終比壓）的作用、留模時間的長短、鑄件頂出溫度的高低及操作效率；

a、零件壁厚偏厚會使壓鑄件的力學性能明顯下降，薄壁鑄件致密性好，相對提高了鑄件強度及耐壓性；

b、鑄件壁厚不能太薄，太薄會造成鋁液填充不良，成型困難，使鋁合金熔接不好，鑄件表面易產生冷隔等缺陷，并給壓鑄工藝帶來困難；壓鑄件隨壁厚的增加，其內部氣孔、縮孔等缺陷增加，故在保證鑄件有足夠強度和剛度的前提下，應盡量減小鑄件壁厚并保持截面的厚薄均勻一致，為了避免縮松等缺陷，對鑄件的厚壁處應減厚（減料），增加筋；對于大面積的平板類厚壁鑄件，設置筋以減少鑄件壁厚；根據壓鑄件的表面積，鋁合金壓鑄件的合理壁厚如下：壓鑄件表面積/mm2壁厚S/mm≤251.0～3.0>25~1001.5～4.5>100~4002.5～5.0>4003.5～6.0。

鑄件設計鑄造斜度要求

斜度作用是減少鑄件與模具型腔的摩擦，容易取出鑄件；保證鑄件表面不拉傷；延長壓鑄模使用壽命，鋁合金壓鑄件一般最小鑄造斜度如下：鋁合金壓鑄件最小的鑄造斜度外表面內表面型芯孔（單邊）1°1°30′2

鑄件設計圓角要求

壓鑄件上凡是壁與壁的連接，不論直角、銳角或鈍角、盲孔和凹槽的根部，都應設計成圓角，只有當預計確定為分型面的部位上，才不采用圓角連接，其余部位一般必須為圓角，圓角不宜過大或過小，過小壓鑄件易產生裂紋，過大易產生疏松縮孔，壓鑄件圓角一般取：1/2壁厚≤R≤壁厚；圓角的作用是有助于金屬的流動，減少渦流或湍流；避免零件上因有圓角的存在而產生應力集中而導致開裂；當零件要進行電鍍或涂覆時，圓角可獲得均勻鍍層，防止尖角處沉積；可以延長壓鑄模的使用壽命，不致因模具型腔尖角的存在而導致崩角或開裂；