水平分型脫箱造型線的選型及生產(chǎn)體會

西峽內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管有限責(zé)任公司 裴云秀，董保中，趙新武

我公司專業(yè)生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)排氣岐管，有近三十年的生產(chǎn)歷史。特別是近幾年，隨著汽車及內(nèi)燃機(jī)制造業(yè)的快速發(fā)展，對粘土砂濕型造型的鑄件尺寸精度、幾何形狀、位置公差及表面粗糙度等提出了更高的要求，我公司鑄造生產(chǎn)的造型方式也隨著發(fā)生了很大變化，依次經(jīng)歷了手工造型、簡易漏模機(jī)造型、震壓機(jī)械造型、無箱射壓脫箱造型及靜壓造型的不同生產(chǎn)階段。目前，全公司共有造型線10條，其中雙工位水平分型脫箱造型線4條，砂箱內(nèi)尺寸600mm×700mm，設(shè)計(jì)能力100型/h。下面簡要談一下無箱射壓脫箱造型線的選型及在使用過程中的一些體會。

1.選型原則

水平脫箱造型線與有箱造型線相比，擁有結(jié)構(gòu)簡單，模具制造相對簡易，占用場地較小，型砂性能要求較低，動力負(fù)荷較小，一次性投入費(fèi)用較少，效率高，以及運(yùn)行成本較低等優(yōu)點(diǎn)，因此在鑄造生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是任何造型方式都有其自身的最佳適用范圍，在選型時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)。

（1）設(shè)備特點(diǎn) 水平脫箱造型線分垂直向下射砂和水平側(cè)面射砂兩種模式。

（2）鑄件特點(diǎn) 根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)、尺寸大小、材質(zhì)、重量等進(jìn)行工藝分析。需特別指出的是，鑄件在分型面上凹坑太深，吊砂部分型腔的緊實(shí)度不高；或模樣太高，其背面型腔的緊實(shí)度同樣也不高，會在澆注時(shí)極易產(chǎn)生砂眼等鑄造缺陷。因?yàn)楝F(xiàn)在多數(shù)水平分型脫箱造型線采用垂直向下射砂的加砂模式，大動力液壓擠壓、壓實(shí)，水平方向起模。這種模式?jīng)Q定了上述問題很難避免。當(dāng)鑄件水平分型凸凹落差較大時(shí)，若采用水平側(cè)面射砂時(shí)，受模具凸起部分的阻力，會使射砂背面的型砂硬度不夠，導(dǎo)致掉砂或鑄型不完整。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)計(jì)出射砂通道，確保型砂硬度一致。具體依據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸、落差大小選用造型線。落差太大，砂胎凸起太高或凹入太深時(shí)不宜采用側(cè)面射砂。

（3）生產(chǎn)綱領(lǐng) 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)要求確定生產(chǎn)綱領(lǐng)后，對鑄造生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行工藝分析是設(shè)備選型時(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。確定一個(gè)具有代表性的鑄件對其進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析。例如：每型設(shè)置鑄件的數(shù)量、使用砂芯的種類及數(shù)量，然后根據(jù)工藝分析確定所選用的水平分型脫箱造型線的下工位數(shù)量及效率。一般情況下，水平分型脫箱造型線有單工位、雙工位、四工位供選用，設(shè)計(jì)效率80～180型/h。一方面可避免因選擇的生產(chǎn)線效率低而造成生產(chǎn)能力不足，另一方面也要避免因選擇的生產(chǎn)線效率過高而使生產(chǎn)線的整個(gè)運(yùn)行成本增加。

（4）相關(guān)工部配套 以水平分型脫箱造型線為服務(wù)對象，詳細(xì)計(jì)算設(shè)計(jì)砂處理工部、熔煉工部、制芯工部等，讓造型線上每一工位均需在一定時(shí)間內(nèi)保質(zhì)、保量、有節(jié)奏地進(jìn)行，使熔煉、混砂、造型、澆注相互匹配，最大發(fā)揮設(shè)備的效能。另外，在造型線上配套澆注機(jī)，可使其效率提高20%以上。

2.使用過程注意事項(xiàng)及對策

（1）型砂性能控制 我公司的混砂設(shè)備采用高效轉(zhuǎn)子混砂機(jī)，型砂混制的各種組分均經(jīng)稱量后進(jìn)入混砂機(jī)，保證了配料的準(zhǔn)確。同時(shí)在混砂機(jī)上配型砂在線控制儀對混制的型砂進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，保證混砂機(jī)提供的型砂濕壓強(qiáng)度和緊實(shí)率符合要求。東久公司推薦型砂性能如下：濕強(qiáng)度0.12～0.14MPa，水分3.2﹪～3.5﹪，緊實(shí)率35﹪～38﹪，透氣性100以上。

在實(shí)際生產(chǎn)中，我們對混砂機(jī)出口處的型砂性能非常重視，保證滿足造型機(jī)對型砂性能的要求，但往往忽視了更為關(guān)鍵的造型機(jī)處的型砂性能，甚至不加控制，從而使我們產(chǎn)生了混砂機(jī)處檢測的型砂性能全部達(dá)到要求，而由型砂所導(dǎo)致的不合格品數(shù)量卻時(shí)常波動的困惑。我公司采取措施如下：

①合理調(diào)整型砂含水量。針對不同的氣候特點(diǎn)，執(zhí)行不同的型砂配方。在夏、秋氣溫高時(shí)，適當(dāng)增加型砂配方中的水分，以適量補(bǔ)償型砂在生產(chǎn)線上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因氣溫高而引起的失水。具體作法：在混砂機(jī)出砂口處型砂的緊實(shí)率與春、冬季節(jié)相比提高了1%～3%，以保證型砂配方中的含水量控制在一個(gè)合理的范圍里，保證型砂質(zhì)量。

②合理制定混砂機(jī)與造型機(jī)處型砂性能的對應(yīng)關(guān)系。對于同一個(gè)產(chǎn)品來說，造型生產(chǎn)時(shí)，采用的壓實(shí)比壓等造型參數(shù)是確定的，再加上無箱射壓脫箱造型及靜壓造型設(shè)備都采用重量或容積定量加砂，相對比較準(zhǔn)確，因此在生產(chǎn)中可根據(jù)造型機(jī)生產(chǎn)出砂型高度的波動，確定造型機(jī)處的型砂緊實(shí)率的變化，找出混砂機(jī)出口處與造型機(jī)處的型砂性能對應(yīng)關(guān)系，實(shí)時(shí)調(diào)整型砂的混制工藝。特別對于脫箱射壓造型機(jī)，效果更加明顯。

（2）水平分型脫箱造型線易錯(cuò)箱 由于水平分型脫箱造型線自身設(shè)計(jì)的原因，鑄件易產(chǎn)生錯(cuò)箱。對于新的設(shè)備而言，不考慮模具因素的情況下，產(chǎn)生錯(cuò)箱的原因如下：

①定位砂箱或模板的銷、套磨損較快，影響定位精度，應(yīng)定期檢查，及時(shí)更換。

②推型速度過快，導(dǎo)致上下型移位。上下型合箱后由造型機(jī)內(nèi)合箱工位推向輔線，通常為保證生產(chǎn)線的效率，速度較高。特別是造型線運(yùn)行時(shí)間較長，輔線上運(yùn)輸小車的車輪磨損而造成小車上平面低于合箱工位時(shí)，這種錯(cuò)箱的現(xiàn)象會更嚴(yán)重。

③輔線運(yùn)輸小車的定位過于簡單，個(gè)別類型的造型線上運(yùn)輸小車甚至就沒有設(shè)計(jì)定位。定位精度不高，套箱中心與砂型中心很難保證重合，直接導(dǎo)致套箱時(shí)會碰觸上型，形成上型移位，造成錯(cuò)箱。

④如果運(yùn)行小車上面的積砂不及時(shí)處理干凈，砂胎在運(yùn)行過程中受阻過大導(dǎo)致錯(cuò)型。

⑤套箱側(cè)面如果有積砂，會造成套箱與模板中心不重合而造成錯(cuò)箱。

⑥型砂在輸送過程中不少公司的傳送是敞開的，會導(dǎo)致水分蒸發(fā)量過大，型砂性能下降，特別是夏季。在傳送帶上用護(hù)罩密封，可減少水分的蒸發(fā)。

我公司在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，曲面分型鑄件的錯(cuò)箱率遠(yuǎn)小于平面分型，因此在作平面分型的工藝設(shè)計(jì)時(shí)往往人為做成曲面分型。例如：在分型平面上設(shè)計(jì)一些帶錐度的凸凹平臺，起到合箱時(shí)的定位作用，效果良好。不可否認(rèn)，模具在使用過程中由于磨損、變形等也可造成廢品率上升。

3.結(jié)語

依據(jù)不同產(chǎn)品的不同結(jié)構(gòu)選用不同的生產(chǎn)設(shè)備。而任何設(shè)備在使用過程中總有其不完善的地方，設(shè)計(jì)人員在工藝設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮彌補(bǔ)其不足，充分發(fā)揮設(shè)備效能。生產(chǎn)過程中可變因素太多，人、機(jī)、料、法、環(huán)、測都存在著變數(shù)，要依據(jù)不同產(chǎn)品、不同環(huán)境確定不同的工藝參數(shù)，實(shí)時(shí)更新，以確保生產(chǎn)過程穩(wěn)定。