水平分型脫箱造型線的應(yīng)用與垂直分型造型線展望

白鳳文（煙臺(tái)勝地機(jī)械制造有限公司，山東煙臺(tái)市 264006）

水平分型脫箱造型線的應(yīng)用與垂直分型造型線展望

白鳳文（煙臺(tái)勝地機(jī)械制造有限公司，山東煙臺(tái)市 264006）

分別對(duì)單、雙工位水平分型脫箱造型線的使用情況作了介紹，并對(duì)垂直分型無箱射壓造型線的調(diào)研情況進(jìn)行了總結(jié)。

水平分型；垂直分型；造型線

煙臺(tái)勝地機(jī)械制造有限公司主要采用水平分型造型線生產(chǎn)剎車盤等鑄件。2003年，配備了兩條Z146震實(shí)造型線，砂箱內(nèi)尺寸為700mm×480mm，每條線設(shè)計(jì)能力為70型/h。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，2005年又增設(shè)一條單工位水平分型脫箱造型線，砂箱內(nèi)尺寸為610mm×508mm，設(shè)計(jì)能力為120型/h。隨著生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，2007年、2008年又先后上了四條雙工位水平分型脫箱造型線，砂箱內(nèi)尺寸為608mm× 500mm，設(shè)計(jì)能力為170型/h。

用水平造型線生產(chǎn)鑄件具有投資少，工藝傳統(tǒng)、簡單，工藝出品率高，模樣、澆道在模板上布局方便等優(yōu)點(diǎn)。用水平分型脫箱造型線生產(chǎn)鑄件，又具有工裝投入少、維護(hù)費(fèi)用低、占用面積小等優(yōu)點(diǎn)，更適用于小型、大批量鑄件的生產(chǎn)模式。近兩年，我們又對(duì)高速、高效垂直分型造型線進(jìn)行了考察和調(diào)研，并對(duì)其有了進(jìn)一步的了解,解除了對(duì)垂直分型造型線的一些顧慮，有望在今后的技術(shù)改造、擴(kuò)大生產(chǎn)中選用。

為了給同行在設(shè)備選用上提供一點(diǎn)借鑒，或把已有的設(shè)備用好，本文總結(jié)了近年來本公司水平脫箱造型線的使用經(jīng)驗(yàn)，并綜述了對(duì)垂直分型造型線考察、調(diào)研的情況及筆者的一些看法。供大家在設(shè)備改造和新建鑄造廠時(shí)參考。

1 單工位水平分型脫箱造型線出現(xiàn)的問題和改進(jìn)措施

1.1 出現(xiàn)的問題

我們最初選用的單工位脫箱造型自動(dòng)線，相比Z146震實(shí)式造型機(jī)開式有箱造型線，雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、設(shè)備投資少、工裝投入少以及自動(dòng)化程度高、用人少等幾方面優(yōu)點(diǎn)。但也存在著以下幾方面缺點(diǎn)。

（1）散落砂多，型砂利用率低。由于該機(jī)型仍采用傳統(tǒng)的重力且不封閉的方式加砂，上砂箱多余的型砂會(huì)被刮板刮掉，下砂箱托板打入時(shí)，由于在設(shè)計(jì)上不能保證托板的水平運(yùn)動(dòng)，托板會(huì)鏟掉箱體內(nèi)的一部分型砂，造成散落砂多。砂處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力需要偏大一些，同時(shí)還要考慮散落砂回收系統(tǒng)。

（2）錯(cuò)箱量較大，鑄件精度難以保證

①該設(shè)備由于設(shè)計(jì)理念的問題，上、下砂箱的運(yùn)動(dòng)靠壓在方型四立柱上的小滑塊定位。小滑塊與四立柱接觸面積小，又是靠螺絲定位，并且用調(diào)整螺栓長度來調(diào)整間隙量，砂箱運(yùn)動(dòng)過程中，螺絲松動(dòng)會(huì)影響定位精度，往往需要靠有經(jīng)驗(yàn)工人不斷地檢查、調(diào)整來保證，調(diào)準(zhǔn)確難度很大，重復(fù)錯(cuò)箱的可能性很大。

②盡管上、下箱合箱時(shí)的精度是靠砂箱上的定位銷來實(shí)現(xiàn)的，但是由于①的原因，砂箱運(yùn)動(dòng)軌跡的精度難以保證，合箱時(shí)銷、套相互碰撞，導(dǎo)致銷、套磨損太快，影響合箱精度，必須經(jīng)常檢查、更換定位銷。

③下砂箱脫型是靠固定在主機(jī)四立柱刀座上按對(duì)角線方向分布的四個(gè)刀刃托起固定在下砂箱上的四個(gè)燕尾槽來實(shí)現(xiàn)的。四立柱刀座上的對(duì)角線很難與上砂箱對(duì)角線中心對(duì)齊，再次合箱時(shí)將造成錯(cuò)箱，必須通過觀察砂型的錯(cuò)箱情況來判斷，并通過調(diào)整上、下箱的同心度、平行度、平面度，需要相當(dāng)有經(jīng)驗(yàn)的工人才能完成此項(xiàng)工作，而且嚴(yán)重的影響機(jī)器的開工率。

④推型速度太快，會(huì)導(dǎo)致上、下型錯(cuò)位，這也是脫箱造型的一大缺點(diǎn)，也是造型速度達(dá)不到設(shè)計(jì)能力的原因之一。因此控制高速造型機(jī)的推型速度，或?qū)⒁蟾叩蔫T件設(shè)計(jì)在一個(gè)型腔里，也是防止錯(cuò)箱的重要的手段。

⑤輔線輸送小車定位過于簡單，精度差，導(dǎo)致套箱中心與小車中心難以保證，套箱時(shí)會(huì)碰砂型，導(dǎo)致錯(cuò)箱。

（4）2014版啦啦操新規(guī)則的制定是在原有規(guī)則的基礎(chǔ)上做了一定數(shù)量的增加、調(diào)整與修改[2]；使評(píng)價(jià)體系更加完善，同時(shí)對(duì)教練員的專業(yè)水平和運(yùn)動(dòng)員的素質(zhì)技能提出了更高水平的要求。

（3）易產(chǎn)生砂眼缺陷

下箱緊實(shí)度不均，易造成砂眼。下砂箱加砂后，托板打出。由于機(jī)器不能保證托板的水平運(yùn)動(dòng)，托板會(huì)鏟掉箱體內(nèi)的一部分型砂，造成砂箱內(nèi)裝砂厚度不一樣。合箱壓實(shí)時(shí)造成下箱緊實(shí)度不均，特別是在下箱分型面上及模樣凹坑較大的地方尤為嚴(yán)重，澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生砂眼缺陷。為避免澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生砂眼缺陷，在工藝允許的情況下，重要的鑄件可以放在上箱制作。

（4）抓套箱、壓鐵機(jī)械手剛度欠佳，加上調(diào)整不合適，常常出現(xiàn)掉壓鐵、套箱的現(xiàn)象。所以必須經(jīng)常觀察和調(diào)整機(jī)械手的初始位置與套箱、壓鐵的距離。

（5）開工率較低。由于設(shè)備故障率較高，錯(cuò)箱現(xiàn)象較嚴(yán)重，調(diào)機(jī)需要時(shí)間較多，導(dǎo)致設(shè)備開工率較低，因此達(dá)不到該機(jī)型的設(shè)計(jì)能力。

2.2 幾點(diǎn)看法

目前，此單工位水平分型脫箱造型線，盡管存在以上問題，通過我們的努力，還是在比較正常地使用著。搞好員工的前期培訓(xùn)，做好日常保養(yǎng)維護(hù)，是用好設(shè)備的前提。

首先肯定一點(diǎn)，我們所遇到的問題不是其他廠家都會(huì)遇到。各家的產(chǎn)品要求不同，對(duì)設(shè)備的要求也不一定相同。設(shè)備的維修力量和管理水平不同，使用情況和解決問題的能力也不同。各家在選擇設(shè)備的時(shí)候，可根據(jù)自家的情況，如產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及精度要求、投資多少、廠地面積大小等來選擇設(shè)備，能滿足產(chǎn)品的要求，又有好的性價(jià)比即可，也不是說設(shè)備精度越高越好。

目前該機(jī)型也在很多方面進(jìn)行了改進(jìn)，特別是在解決造型線錯(cuò)箱問題上做了根本性的改進(jìn)，例如：通過定位銷套的改進(jìn)，保證上、下箱在壓實(shí)和脫模過程中完全對(duì)準(zhǔn)；通過剛性壓實(shí)臺(tái)上的定位缸索緊下箱,保證上、下箱和壓實(shí)臺(tái)在整體上保持精確對(duì)準(zhǔn)，部分消除了開、合箱時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)箱的因素，但是還不能從根本上解決。

3 雙工位水平分型脫箱造型線的應(yīng)用

●造型速度快。國內(nèi)使用的造型線設(shè)計(jì)能力達(dá)到不下芯170型/h。在9秒中之內(nèi)完成下芯不降低產(chǎn)量。

●造型系統(tǒng)精度高。造型、合箱精度靠機(jī)器的制造精度來保證，不存在人工調(diào)整問題，操作簡單。

●由于采用氣流封閉加砂，散落砂少，緊實(shí)均勻。

●自動(dòng)化程度高，安全性好，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性較好。

●相對(duì)來說設(shè)備故障率較低，開工率較高。

●設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)定位比較準(zhǔn)確、可靠。

該機(jī)型存在的不足之處是：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求維修人員的維修水平較高；相對(duì)單工位機(jī)型投資較高；由于采用氣流加砂主機(jī)型砂定量斗進(jìn)砂口偏小，常常有堵塞的現(xiàn)象；也有錯(cuò)箱現(xiàn)象發(fā)生，但不是主機(jī)精度問題，找到原因后即可排除；整體看來，雖然占地面積不大，但占用空間較大，主要是選用了移動(dòng)自動(dòng)澆注機(jī)，導(dǎo)致澆注平臺(tái)及電纜線架過長而占據(jù)較大的空間。

該雙工位脫箱造型機(jī)型相對(duì)有箱造型線有好的性價(jià)比，是一個(gè)較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的機(jī)型，近幾年來，應(yīng)用越來越廣。比起其他機(jī)型，我們目前所選機(jī)型更有利于實(shí)現(xiàn)澆注自動(dòng)化。當(dāng)然，脫箱造型并非能完全替代有箱造型，要求精度很高的大件，是否優(yōu)先選擇有箱造型或者選用樹脂砂造型，可根據(jù)自己的情況選擇。

4 對(duì)垂直分型無箱射壓造型機(jī)的調(diào)研總結(jié)

隨著我公司產(chǎn)量的不斷提高，造型速度是我們下一個(gè)鑄造廠選擇設(shè)備時(shí)要考慮的重要因素，因此這幾年我們對(duì)垂直分型無箱射壓造型線進(jìn)行了考察和調(diào)研。下面是我們對(duì)垂直分型無箱射壓造型線的一些認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

垂直分型無箱射壓造型線具有以下優(yōu)點(diǎn)：①生產(chǎn)鑄件精度高，有的廠家設(shè)備精度可做到±0.1mm，錯(cuò)箱量小于±0.25mm。②生產(chǎn)率高，據(jù)我們考察，目前垂直分型無箱射壓造型線生產(chǎn)速度最高可達(dá)510型/ h，相當(dāng)于普通脫箱造型自動(dòng)線造型速度的3至7倍，這對(duì)于大批量生產(chǎn)的工廠來說，必然是一個(gè)很大的誘惑力。③型砂消耗量?。河捎谏靶褪请p面砂型，所以兩個(gè)型腔的公共吃砂量就可以減簿；因?yàn)槭欠忾]射砂，所以散落砂少。④設(shè)備比較低矮，對(duì)廠房建筑要求較低，占用面積小。⑤新機(jī)型自動(dòng)化程度非常高，用人很少。⑥自動(dòng)下芯機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，使得兩秒鐘之內(nèi)就可完成一次下芯。⑦快換模板。在挪威，我們看到了迪砂公司最新開發(fā)的快換模板機(jī)構(gòu)，1分多鐘就可自動(dòng)更換兩塊模板。⑧勞動(dòng)條件較好，垂直造型線噪聲小，揚(yáng)塵點(diǎn)也比較少。

同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)垂直分型無箱射壓造型機(jī)的一些問題。比如：

（1）下芯的空間比較小。由于取消了砂箱，合型及其定位都必須由正壓板上的模板本身來完成。但因正壓板的行程很有限，導(dǎo)致下芯的空間小，下芯條件要求苛刻，但是可通過自動(dòng)下芯機(jī)構(gòu)來解決。

（2）下芯將會(huì)影響機(jī)器的生產(chǎn)率。雖然國外某公司某機(jī)型垂直造型線的生產(chǎn)速度高達(dá)510型/h，但人工下芯只能生產(chǎn)460型/h，所以在核定設(shè)備產(chǎn)能時(shí)要注意本廠產(chǎn)品的特點(diǎn)。

（3）對(duì)砂芯要求高。因是垂直方向下芯，要求下芯后應(yīng)能保證可靠的合箱定位，所以不但芯子的結(jié)構(gòu)和定位要求比較高，而且對(duì)砂芯的強(qiáng)度、精度要求都比較高。

（4）型面面積利用系數(shù)較低。由于是垂直造型，澆注時(shí)金屬的動(dòng)靜壓頭較高，所以分型面四邊吃砂量較大，加之澆冒口系統(tǒng)及排氣道也分布在分型面上，所以型面利用系數(shù)較低，約占40%～60%。

（5）特殊的澆注工藝。澆冒口較大、工藝出品率和水平線相比相對(duì)較低，根據(jù)鑄件的不同有所差別。

（6）模板相對(duì)磨損較快。盡管射砂壓力不高，由于是射砂，相對(duì)水平分型、重力加砂造型線，模板相對(duì)磨損較快。

（7）原有的模板不能利用。當(dāng)對(duì)舊鑄造車間進(jìn)行技術(shù)改造，選用垂直造型線時(shí)，原有水平分型工藝的模板均不能使用，必須全部重新設(shè)計(jì)制造，在某種情況下還必須對(duì)一些鑄件重新進(jìn)行工藝性試驗(yàn)。

（8）因澆注速度快，必須使用澆注機(jī)澆注。當(dāng)對(duì)舊鑄造車間進(jìn)行技術(shù)改造，選用垂直造型線時(shí)，要注意原有的低速澆注機(jī)澆注速度是否能滿足要求。我們這次考察歐洲幾家鑄造廠，發(fā)現(xiàn)使用速度高的造型線（例如400型/h以上）的廠家，均配備塞桿式底注或氣壓塞桿式保溫澆注爐，并用紅外線技術(shù)、攝像等電子技術(shù)，控制塞桿動(dòng)作，保證既能連續(xù)澆注又不能溢出。

我國早在1969年就引進(jìn)了丹麥DISA垂直分型造型線，目前除DISA外，還有西班牙洛拉門迪公司、日本光洋公司以及我國的保定維爾鑄機(jī)公司等生產(chǎn)垂直分型造型線。筆者認(rèn)為，選用高速垂直分型造型線將會(huì)拉動(dòng)整個(gè)鑄造車間各個(gè)系統(tǒng)的速度，一定要注意配套設(shè)備能力，同時(shí)，企業(yè)應(yīng)具有較高的技術(shù)管理水平。需要強(qiáng)調(diào)的是，不同造型線可能更適合不同的產(chǎn)品，選擇造型線時(shí)要根據(jù)自己的產(chǎn)品、資金、技術(shù)力量以及有好的性價(jià)比、企業(yè)發(fā)展需要等情況綜合考慮，切不可以盲目跟風(fēng)。

Application of Horizontal Parting Removable Flask Molding Line and Prospect of Vertical Parting Molding Line

BAI FengWen

（Yantai Shengdi Machinery Manufacture Co.Ltd.,Yantai 264006,Shandong）

Application of horizontal parting removable flask molding line with single or duo workstation has been introduced respectively.Investigation of vertical parting shoot squeeze flaskless molding line has been summarized.

Horizontal parting；Vertical parting；Molding line

TG231.6;

A；

1006－9658（2010）03－3

2010－01－13

2010－006

白鳳文（1941-），男，高工，曾任煙臺(tái)環(huán)球機(jī)床附件集團(tuán)有限公司副總工程師，退休后在煙臺(tái)勝地機(jī)械制造有限公司任總工程師。煙臺(tái)市鑄造協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長，山東省鑄協(xié)常務(wù)理事