鑄造工藝裝備建設

吳惠源

（經緯股份有限公司榆次分公司，山西 晉中 030601）

鑄造行業(yè)生產是一個系統(tǒng)工程，而鑄造工藝裝備是鑄件成型的基礎和重要保證。目前，我國已成為鑄造生產大國，重視和發(fā)展鑄造工藝裝備建設是鑄造行業(yè)的迫切要求。

1 鑄造工藝裝備分類

鑄造工藝裝備是指在鑄造生產過程中所使用的各種模具的總稱。不同的鑄造工藝方法采用不同的工藝裝備，傳統(tǒng)砂型鑄造工藝中手工造型一般采用木單型、鋁單型、鐵單型，機械化造型普遍采用鋁型板、鋁木型板，隨著現(xiàn)代鑄造工藝技術的發(fā)展，精鑄模、壓鑄模、低壓鑄造模被廣泛使用。表1為常用鑄造工藝裝備分類。

表1 常用鑄造工藝裝備分類

2 鑄造工藝裝備準備過程

鑄造工藝裝備準備周期長、技術含量高、制造難度大，需要多工藝、多工種配合才能完成。鑄造工藝裝備準備過程是將產品零件圖紙通過工藝工裝設計、模具備料加工、裝配檢驗、工藝工裝驗證，為最終獲得合格模具所做的一系列工作。圖1為鑄造工藝裝備準備工作流程圖。

3 鑄造工藝裝備在生產中的重要作用

1）可提高生產效率，容易實現(xiàn)機械化和半機械化生產。

2）保證零件產品質量，提高鑄件合格成品率。

3）降低成本，節(jié)約原材料。

4）可制造出用其它加工工藝方法難以加工的形狀復雜的零件如箱體、風扇等。

5）可完成一次性成型，精度較高，不需要再加工的零件如壓鑄件、精鑄件等。

4 鑄造工藝裝備準備過程存在的問題

1）制造周期長。從圖1中可以看出鑄造工藝裝備需要經過一系列工序和眾多人員配合才能完成，從我公司歷年的新產品開發(fā)情況看，鑄造工藝裝備準備過程一般需要3個月左右時間，是鑄造生產和新產品開發(fā)的瓶頸。

圖1 鑄造工藝裝備準備工作流程圖

2）中小企業(yè)CAD/CAM的應用較少?，F(xiàn)階段我國鑄造行業(yè)中民營企業(yè)較多，他們在信息化建設方面投入少，重視程度不夠，信息化知識和應用水平較低，嚴重制約了企業(yè)的發(fā)展。

3）技術人才流失，缺少具有一定的理論知識和實踐經驗的工藝、工裝設計人員由于企業(yè)普遍存在重設計、輕工藝的現(xiàn)象，工藝技術人員得不到應有的重視，所以導致他們紛紛轉行從事營銷或管理等工作。

4）模具制造技工青黃不接，企業(yè)缺少一專多能，具備多種操作技能的高級技工，藍領工人嚴重缺乏。如我公司的模具制造車間原有近百人，各工種齊全，積聚了一批技術精湛的優(yōu)秀工人，制造能力相當強，壓鑄模、精鑄模、木單型、鋁單型、鐵單型、鋁型板、鋁木型板等從設計到制造全部自制，而且質量好、制造周期短，新產品開發(fā)和轉批生產工裝準備的速度很快。近年來，隨著老職工逐漸退休，年輕技工未能及時補充，該車間現(xiàn)僅有約20人，制造能力和水平大幅度下降，企業(yè)核心制造技術面臨失傳和后繼無人的局面。

5）加工制造工藝水平參差不齊，新工藝、新技術、新材料、新設備的應用率較低。因技改資金缺乏，大部分企業(yè)仍在使用上世紀中后期的設備，四新技術得不到推廣，加之制造成本高，工藝落后，致使其在市場的競爭能力逐漸下降。

5 加快發(fā)展鑄造工藝裝備建設的對策

1）推廣和普及模具CAD/CAM技術的應用，及時更新升級最新設計軟件。我公司使用北航CAXA電子圖板CAD軟件，在三維造型實體上直接進行模具設計，可提高模具設計水平、縮短設計時間、減少差錯、保證模具設計的正確性，設計制造出轉杯紡紗機的紡紗器殼體、活絡通道等大型復雜壓鑄模效果非常好。

2）淘汰落后加工設備，采用先進的制造和工藝技術，發(fā)揮數(shù)控設備的優(yōu)越性，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、線切割、電火花等加工設備可快速敏捷地制造出高質量的鑄造工藝裝備，減少制造周期。

3）采用鑄造模具新材料、新工藝。如鑄鐵模、塑料模代替木模和鋁模，具有強度高、加工性好、成本低、使用壽命長的特點。對于復雜模具使用可加工的泡沫塑料新工藝一次性成型，如公司為軍工單位生產的螺旋風扇，采用此新工藝順利制造出螺旋風扇的型盒。另外在壓鑄模具的型腔部分采用優(yōu)質進口的H13、瑞典的8407等新材料可提高模具的穩(wěn)定性，確保模具型腔的質量，延長模具的使用壽命。公司采用上述新材料后模具的使用壽命提高了50%以上。

4）進一步做好模具標準化工作，擴大標準件的使用范圍。如在壓鑄模具中模架、模板、頂桿、澆口套等使用標準件不但可以降低制造成本、縮短制造周期，還具有互換性的特點。公司使用標準件后每年可降低模具制造費用十幾萬元。

5）運用同時工程（SE）的方法進行鑄造工藝裝備的管理，即在產品零件設計時工藝工裝設計人員就參與進行工藝分析和工藝性審查，制訂工裝設計方案，在工裝設計初期即確定材料尺寸，先行備料和加工，通過并行作業(yè)大幅度壓縮工裝制造周期。如公司近年開發(fā)的JWF1522型細紗機印度市場急需供貨，鑄工工裝較多，按照傳統(tǒng)工藝工裝準備需要75 d，而我們采用同時工程的方法進行鑄造工藝裝備的管理，僅用50d就完成了工藝工裝準備，有效縮短了工藝技術準備周期。表2為鑄造工藝裝備準備計劃進度圖。

6）充分利用行業(yè)內部的資源優(yōu)勢，將工裝設計與制造外包到設計能力強、制造工藝先進、質量好、價格低、交貨周期短的專業(yè)廠，這是鑄造工藝裝備生產的發(fā)展趨勢。公司已嘗試將工裝設計與制造外包到江浙一帶的專業(yè)廠并初見成效。

7）注重培養(yǎng)鑄造工藝工裝設計和制造專業(yè)人才。企業(yè)對新招收的大學畢業(yè)生應首先進行鑄造專業(yè)知識培訓。有條件的企業(yè)可送到“鑄造技術和管理專業(yè)進修班”系統(tǒng)學習鑄造專業(yè)的基礎課程，通過鑄造專業(yè)再教育和生產實踐使他們盡快成為鑄造工藝工裝設計骨干力量；同時企業(yè)還應注重培養(yǎng)模具制造技師，對于有生產經驗的技工要組織他們進行技師培訓和考核，參加行業(yè)內的技術比武活動，評聘為模具制造技師后應享受工程師的各種待遇；對于現(xiàn)有的鑄造專業(yè)技術人員要不斷進行新技術、新工藝、新材料、新設備和CAD/CAM等方面的知識更新，提高鑄造專業(yè)技術人員的綜合素質；加強和穩(wěn)定工藝技術隊伍的建設。

表2 鑄造工藝裝備準備計劃進度

6 結束語

雖然我國已成為鑄造生產大國，但還不是鑄造生產強國，因此，我們必須盡快提高鑄造工藝工裝設計和制造水平，為鑄造生產提供工藝先進、制造精良的裝備，進一步提高鑄造行業(yè)的整體實力，縮小與先進國家的差距，使我國的鑄造工藝制造能力和鑄件質量達到國際一流水平，實現(xiàn)成為鑄造生產強國的目標。

［1］黃乃瑜.鑄造工藝裝備設計［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

［2］李云程.模具制造工藝學（第二版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.

［3］潘家軺，曹德弼.現(xiàn)代生產管理學（第二版）［M］.北京：清華大學出版社，2003.

［4］齊二石.現(xiàn)代工業(yè)工程與管理［M］.天津：天津大學出版社，2007.