淺析垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線發(fā)展與應用

張 凱，陳文強

（山東美陵化工設備股份有限公司，山東 淄博 255400）

隨著社會的不斷發(fā)展，市場經(jīng)濟也在逐步增長，人們的生活水平開始步入小康社會。但是在經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的弊端越來越多，不僅能源消耗較大，對周邊環(huán)境造成污染和破壞，而且生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和水平也難以滿足當下市場發(fā)展需求。進入新世紀以來，隨著人們環(huán)保節(jié)能意識的增強，綠色生產(chǎn)已經(jīng)滲透到各個產(chǎn)業(yè)。鑄造產(chǎn)業(yè)作為我國工業(yè)發(fā)展中的重要部分，發(fā)揮著關鍵作用，因此提高鑄造自動化水平迫在眉睫，是我國重工業(yè)發(fā)展的核心所在。研究發(fā)現(xiàn)，垂直無箱射壓造型機的產(chǎn)生在一定程度上不僅改變了傳統(tǒng)鑄造產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境惡劣、能源消耗大的缺點，還有效促進了生產(chǎn)效率的有序提升，更利于生產(chǎn)管理，能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問題并采取措施針對性解決?；诖耍覈_始大力發(fā)展和推廣垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線（以下簡稱“垂直線”），與其他模式的生產(chǎn)線相比，垂直線具備結構簡單、占地小、噪音低、維修量少等優(yōu)勢。垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線的出現(xiàn)開創(chuàng)了我國自動化設備的先河，為我國科技生產(chǎn)奠定了扎實基礎。

1 我國垂直線分型無箱射壓造型生產(chǎn)線的歷史及現(xiàn)狀

20 世紀60 年代我國已經(jīng)意識到傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下的鑄件生產(chǎn)效率過低，與國外相比存在明顯的差距。因此，在60 年代末期我國開始嘗試引進國外的垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線，但是真正投入使用要到20 世紀70 年代初期。我國保定鑄造機械廠是國內首家接觸和認識垂直線生產(chǎn)的鑄造企業(yè)，其根據(jù)我國產(chǎn)品規(guī)格和市場要求在國外設備基礎上又重新進行了改編和創(chuàng)造從而形成了XZZ415，并被應用到我國某汽車制造廠內，標志著我國鑄造自動化生產(chǎn)的開端。

然而鑒于我國科技技術水平有限，當時在機器內部使用的液壓元件和氣動元件都是我國自主生產(chǎn)的，與國外引進的進口設備存在質量差異，無法與其進行良好匹配，導致生產(chǎn)效率依舊無法有效提高。同時，由于我國缺乏自動化專業(yè)人士，在實際操作過程中對于設備內部的機械控制箱很難掌控，因此導致漏油、漏氣現(xiàn)象屢屢發(fā)生，機械故障率也持續(xù)升高。對于當時技術水平來說，設備維修也是一大難題，尤其是對于進口設備而言，能夠提供維修服務的專業(yè)人士更是稀缺。因此，在垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線發(fā)展初期，推廣進度緩慢，在70 年代到80 年代整10年時期保定鑄造機械廠就僅出產(chǎn)了10 條垂直生產(chǎn)線，由此可見，垂直生產(chǎn)線當時在我國發(fā)展并不順利。在同一階段，上海某機械廠也效仿保定開始生產(chǎn)垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線。與保定相比，雖然其都是運用我國自主生產(chǎn)的液壓元件和氣動元件，但是其考慮到當前技術水平將機械控制箱取消了。缺乏機械控制箱在一定程度上會導致垂直線自動化生產(chǎn)效益降低，設備穩(wěn)定性也降低了，但是同時也提高了操作便利性，減少故障概率，以當前鑄造水平而言，這種設備更適合當時的技術人員進行操作。

直至90 年代，隨著我國經(jīng)濟的增長，科技水平的提高，不僅增加了大量資金投入，還組織了科研團隊，對垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線進行了深入研究，最后在專家團隊的不懈努力下，結合我國生產(chǎn)需求，開發(fā)了更適合我國生產(chǎn)應用的新型垂直線。在后來的發(fā)展中，垂直線技術水平不斷提高，規(guī)格也逐步壯大，成為了當前鑄造產(chǎn)業(yè)中的主流產(chǎn)線。截止至今，河北保定市依然是我國垂直線生產(chǎn)的集中地，而保定鑄造機械廠也是當前國內首屈一指的垂直線生產(chǎn)核心基地，其的產(chǎn)品規(guī)模、技術水平都堪稱業(yè)界一流，引領著我國垂直線生產(chǎn)的潮流和趨勢。而上海某機械廠由于當時政策原因而逐步退出了垂直線的生產(chǎn)研究行列，目前已經(jīng)改型發(fā)展其他產(chǎn)業(yè)。

然而，從整體出發(fā)，雖然我國垂直線生產(chǎn)技術從最初的青澀懵懂已逐步成熟，但是與國外相比還是存在一定的發(fā)展差距，例如，設備配套不全、制造和裝配水平過低、對于細節(jié)處的把控并不到到位等。我國在垂直線生產(chǎn)發(fā)展中還有很大的發(fā)展和提升空間。

2 國內垂直線分型無箱射壓造型生產(chǎn)線應用的現(xiàn)狀和問題

進入21 世紀之后，迎來了新的發(fā)展時代，我國市場經(jīng)濟發(fā)展迅猛在國際市場經(jīng)濟中占據(jù)了相當大的份額。尤其是2004 年之后，由于我國國際聲譽的提升，口碑的建立，迎來了垂直線發(fā)展的巔峰，市場規(guī)模不斷擴大，技術不斷提升。而2008 年之后，由于國家優(yōu)惠政策的扶持和鼓勵更是將垂直線生產(chǎn)推到了高潮，根據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，2010 年保爾鑄造機械企業(yè)垂直線訂貨數(shù)量就高達80 多條，創(chuàng)造了歷史新高。截止至今，我國約有300多條垂直線投入生產(chǎn)，鑄件生產(chǎn)產(chǎn)量一年可以達到300 萬t 以上。我國垂直線生產(chǎn)企業(yè)主要集中在安徽、山西、廣東和山東地區(qū)，雖然其他地區(qū)也有生產(chǎn)企業(yè)，但是數(shù)量和規(guī)模比較小，僅供應就近地區(qū)的鑄件產(chǎn)量需求。

從當前我國垂直線生產(chǎn)總體數(shù)據(jù)分析，生產(chǎn)的鑄件產(chǎn)品類型主要是一些小規(guī)格、大批量、造型簡單，易于生產(chǎn)操作的簡單鑄件，而材質也集中在灰鐵、可鑄造鋼鐵和小件球鐵三種之中。而在汽車制造行業(yè)中，垂直線的生產(chǎn)主要投放在離合器壓盤、制動盤、制動鉗等方面。從市場價格了解到我國垂直線鑄件產(chǎn)品價格參次不齊，就最近一次市場調研情況發(fā)現(xiàn)，質量較高的、材質較好的芯球鐵件均價在10000 元/t 左右，而灰鐵件的產(chǎn)品價格則在9000 元/t 上下浮動，但是質量較差的鑄件產(chǎn)品則在7000/t左右，基本是原件處理，甚至是虧本促銷。

由此可見雖然垂直線生產(chǎn)在我國發(fā)展迅猛，但不可否認，目前我國垂直線生產(chǎn)中仍舊很多問題需要亟待解決。首先，從用戶角度分析，國內大多數(shù)用戶對于垂直線生產(chǎn)的了解和認知還停留在表面，認為其本質上還是脫離不了傳統(tǒng)鑄件生產(chǎn)的傻、大、黑、粗等特點，因此在垂直線推廣應用中并沒有能夠為其切實提供所需的原材料和生產(chǎn)環(huán)境，不可避免地影響了垂直線生產(chǎn)的最優(yōu)化發(fā)展。以實踐應用中常常會出現(xiàn)的幾類問題為例，型砂質量未達到標準、電源質量較差、操作人員不固定等都容易導致鑄件生產(chǎn)效率低，鑄件質量差、設備故障率高。其次，從人員配置方面出發(fā)，我國垂直線生產(chǎn)發(fā)展速度較快，但是人才培養(yǎng)速度較慢，專業(yè)操作人員和維修人員極為稀缺，所以導致大多數(shù)企業(yè)在操作、維修中缺乏規(guī)范性，無法生產(chǎn)和制造出符合質量標準的鑄件產(chǎn)品，在設備故障之后也未能提供專業(yè)維修服務，非但不能幫助設備恢復正常生產(chǎn)，還會增加設備的損害，減少使用壽命。最后從制造商來說，我國在發(fā)展垂直線生產(chǎn)時主要是依賴進口設備，所以在處理機械故障時掌握的技術和資料并不夠完整，而且安排的產(chǎn)品服務人員從質量和數(shù)量角度來說也難以滿足市場需求。所以很多時候工廠都是自己安排人員進行維修，制造商在售后服務方面比較欠缺。

3 垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線實際經(jīng)驗及對策

從實際應用角度出發(fā)，要想充分發(fā)揮垂直分型無箱造型生產(chǎn)線的作用和價值關鍵在于操作人員和維修人員掌握的技術水平。如果工作人員技術水平較高，能夠很好地掌握機械設備，那么最初生產(chǎn)出的鑄件產(chǎn)品質量也較高。如果對于機械設備上的控制鍵是一知半解狀態(tài)，不僅故障率高，而且還會影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。所以，在垂直線投入使用之前需要對相關人員進行基礎培訓。

首先，要從思想層面上轉變過來，在執(zhí)行澆注工作時要從傳統(tǒng)的“水平”分型轉變?yōu)椤按怪薄狈中?。通過模型演示可以直觀地了解到澆注的流動情況和充型情況，從而加深相關人員的理解和印象，將“垂直”分型充分貫徹到實際操作中。

其次，澆注過程也是垂直線生產(chǎn)應用中的重要環(huán)節(jié)。需要通過透明材料或有機玻璃將一個垂直分型的單面進行密封，然后將混有液壓油、帶顏色的水、稀的石膏或具有特殊性質的塑料澆注到型腔中。這種澆注過程看似簡單，但是實際上需要注意的事項頗多。例如，要時刻關注型腔中的排氣狀況。如果排氣狀況不能達到預定標準，則會影響鑄件產(chǎn)品的整體造型，導致產(chǎn)品的緊實感不夠，即硬度不達標。同時為了提高生產(chǎn)效率，澆注過程并不宜過長，講究一氣呵成，時長通常不會超過8s?？梢园殉晒Φ臐沧⑦^程拍攝成短片，從而可以為其他工作人員提供參考和借鑒。

然后要重視模型材料的選擇。其實從本質上來說，任何模型材料能夠被運用，但是由于不同產(chǎn)品的使用時長不同，所以選擇的模型材料也要與之相匹配。模型材料的標準將直接決定最終生產(chǎn)的產(chǎn)品使用壽命。通常來說，利用高壓造型法生產(chǎn)的鑄件產(chǎn)品對于模型材料的質量要求更高。

最后要注重排氣，簡單來說，垂直線生產(chǎn)的原理就是通過對造型腔產(chǎn)生射或壓來形成產(chǎn)品的。尤其是在型砂射入造型腔時，要及時將造型腔排除，使其處于半真空或真空狀態(tài)。一旦排氣狀況不理想時，就會造成產(chǎn)品緊實不均勻，即最終出產(chǎn)的鑄件產(chǎn)品表面粗糙，內部脹砂。而為了滿足更好排氣需求，在造型腔壁上和模型上都設置了排氣塞，所以在投入使用之前需要對排氣塞進行嚴格檢查，確保其能夠正常使用。

4 垂直分型無箱射壓造型生產(chǎn)線未來發(fā)展及應用方向

根據(jù)近幾年垂直線發(fā)展市場來說，發(fā)展前景并不樂觀，2011年的訂單數(shù)量與2010 年相比已有明顯的下降趨勢，2012 年第一季度的訂貨數(shù)量與2011 年的同期相比也表現(xiàn)出一定比例的下降浮動。由此可以知道未來我國垂直線市場將很難再有2010 年的發(fā)展盛景，大規(guī)模的生產(chǎn)拓展和資金投入已經(jīng)徹底成為了過去式，再加上新時代背景下其他產(chǎn)業(yè)的競爭，垂直線生產(chǎn)市場將逐步趨于常態(tài)，甚至進入發(fā)展瓶頸期。通過近幾年市場調研情況發(fā)現(xiàn)，目前部分垂直線生產(chǎn)企業(yè)由于訂單數(shù)量不夠，設備機械都處于半停工狀態(tài)，更有甚者，有些垂直線生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)接不到訂單面臨著破產(chǎn)和轉型的窘境。因此可以預計在未來幾年內垂直線生產(chǎn)企業(yè)將會逐步減少，在一定程度上也會減少鑄件自動化的生產(chǎn)產(chǎn)能，從而對整體市場銷售產(chǎn)生制約影響。所以提高生產(chǎn)質量，加快生產(chǎn)速度，降低成本投入將成為未來垂直線發(fā)展的核心和主流。除此之外，提高生產(chǎn)工藝，挖掘輔助功能也是我國垂直線生產(chǎn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要關注焦點。