綜合考量自動(dòng)化鑄件打磨設(shè)備的選擇與技術(shù)應(yīng)用

德國(guó)摩森納（北京）技術(shù)有限公司

隨著中國(guó)鑄造行業(yè)的發(fā)展，鑄件的生產(chǎn)正朝著自動(dòng)化、數(shù)字化及綠色化方向發(fā)展。目前，在各類鑄件生產(chǎn)中，砂處理、造型、制芯、熔煉在各大鑄造企業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化及數(shù)字化，而唯獨(dú)鑄件的清理技術(shù)，大多還停留在由人工操作來(lái)完成階段，因此鑄造行業(yè)急需各類鑄件打磨技術(shù)及設(shè)備。

眾所周知，想要得到優(yōu)質(zhì)鑄件，首先要熔煉優(yōu)質(zhì)的合金液，造出優(yōu)質(zhì)的鑄型及砂芯，這樣鑄件外觀形狀及內(nèi)在品質(zhì)可以得到保證。但是，現(xiàn)在鑄件采購(gòu)商對(duì)鑄件不僅要求鑄件內(nèi)在品質(zhì)高，而且還要求鑄件外形美觀，故鑄件飛邊、毛刺的打磨也變得尤為重要。

過(guò)去，鑄造行業(yè)普遍采用人工打磨方式及技術(shù)設(shè)備。

小型鑄件：人工手持鑄件接觸砂輪機(jī)（見(jiàn)圖1）進(jìn)行打磨。

圖1 砂輪機(jī)

中大型鑄件：人工手持砂輪機(jī)接觸鑄件進(jìn)行打磨，如圖2所示。

以上兩種打磨方式在一些鑄造企業(yè)仍在普遍使用。其生產(chǎn)缺點(diǎn)想必鑄造業(yè)內(nèi)人士都了然于心，這里不再贅述。

目前，鑄件打磨設(shè)備與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)也已朝著自動(dòng)化、數(shù)字化的方向前進(jìn)。對(duì)于鑄件材質(zhì)不同，所呈現(xiàn)的打磨技術(shù)與設(shè)備也有所區(qū)別，大體分為：鑄鐵件、鑄鋼件、有色合金鑄件（以鋁合金為主）。

鑄鐵件打磨技術(shù)及設(shè)備

對(duì)于灰鑄鐵件和球墨鑄鐵件，目前主要通過(guò)磨銑機(jī)和沖邊機(jī)來(lái)完成打磨任務(wù)。磨銑機(jī)主要針對(duì)外形規(guī)則的鑄件，進(jìn)行鑄件外圍飛邊、毛刺的銑磨（見(jiàn)圖3）。目前應(yīng)用較好的案例是鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋鑄件。對(duì)于鑄件內(nèi)腔復(fù)雜的鑄件，可以通過(guò)沖邊機(jī)進(jìn)行內(nèi)孔及凹槽處毛刺的去處（見(jiàn)圖4）。

對(duì)于一些生產(chǎn)批量較大、品種較單一的鑄造企業(yè)，建議組建機(jī)器人打磨精整自動(dòng)化生產(chǎn)線來(lái)完成鑄件的打磨工作。圖5為我公司為某鑄鐵發(fā)動(dòng)機(jī)缸體生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)的鑄件機(jī)器人打磨精整自動(dòng)化生產(chǎn)線。

鑄鋼件打磨技術(shù)及設(shè)備

眾所周知，對(duì)于鑄鋼件而言，大部分鑄件外形都是大型或者特大型，該類型鑄件的飛邊、毛刺尺寸也較大。因此鑄鋼件的打磨，最理想的也是由機(jī)器人或機(jī)械手手持打磨工具來(lái)對(duì)鑄件打磨。圖6為我公司為某鑄造企業(yè)的機(jī)車側(cè)架鑄鋼件設(shè)計(jì)的機(jī)器人打磨單元。

有色合金鑄件打磨技術(shù)及設(shè)備

本文所談?dòng)猩辖痂T件主要以鋁合金鑄件為主。由于鋁合金材質(zhì)較鑄鐵、鑄鋼件硬度低，機(jī)器人打磨技術(shù)已較為成熟，故目前鋁合金鑄件的機(jī)器人自動(dòng)化打磨發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。圖7為我公司為國(guó)內(nèi)某汽車制造公司設(shè)計(jì)的鋁合金缸蓋鑄件機(jī)器人打磨單元（鋁缸蓋鑄件精整線的其中一部分），其特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，柔性好。該種打磨方式主要針對(duì)于品種單一、批量大、快節(jié)拍生產(chǎn)的鋁合金鑄件。此工序已經(jīng)并入整個(gè)鑄件的后清理精整線當(dāng)中。

目前，我公司還有一種鋁合金鑄件的打磨方式，主要針對(duì)中小批量生產(chǎn)的鋁合金鑄件。即采用一套5軸機(jī)械臂手持刀具，鑄件通過(guò)夾具相對(duì)固定于工作臺(tái)上，鑄件可通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使打磨沒(méi)有死角。此工序完全在一個(gè)密閉的工作室中進(jìn)行，具有精度高、噪聲小、環(huán)境友好等特征，如圖8所示。

對(duì)于廣大鑄造企業(yè)，在選擇鑄件打磨設(shè)備時(shí)，首先務(wù)必了解企業(yè)自身的生產(chǎn)特點(diǎn)、規(guī)模及鑄件特性，其次也要考慮與其他清理設(shè)備及工藝的銜接性問(wèn)題。鑄件后續(xù)清理工藝大致為：鑄件(冷卻后)→初次拋丸（有的鑄件需要）→去處芯砂(除芯機(jī)) →切割澆冒口（高速帶鋸床）→飛邊、毛刺的打磨（機(jī)器人打磨單元）→熱處理→二次精拋（專用拋丸機(jī)）→機(jī)加工（或包裝入庫(kù)）。再有是考慮企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)性，這一點(diǎn)也很關(guān)鍵。做到這幾點(diǎn)融會(huì)貫通，綜合考量，國(guó)內(nèi)鑄造企業(yè)定會(huì)選擇符合本企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)打磨技術(shù)及設(shè)備。

面對(duì)鑄件市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，鑄造行業(yè)要緊隨裝備制造業(yè)的發(fā)展，以國(guó)家“十三五”規(guī)劃為綱領(lǐng)，不斷開(kāi)展綠色鑄造技術(shù)升級(jí)活動(dòng)，積極研發(fā)、生產(chǎn)高端鑄件，使我國(guó)從鑄造大國(guó)向鑄造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變！

圖3 四面磨銑機(jī)

圖4 沖邊機(jī)

圖5 鑄鐵件機(jī)器人打磨精整自動(dòng)化生產(chǎn)線

圖6 鑄鋼件機(jī)器人打磨單元

圖7 鋁合金鑄件機(jī)器人打磨單元

圖8 機(jī)械臂自動(dòng)化精整單元