Z148震壓式造型機(jī)優(yōu)化改造

李志，黨波濤，索留偉，靳寶

西峽縣內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管有限公司 河南南陽 471500

1 序言

西峽縣內(nèi)燃機(jī)進(jìn)排氣管有限公司是國內(nèi)專業(yè)化的汽車排氣管生產(chǎn)基地，成立30多年來，先后為國內(nèi)外一百多家主機(jī)廠開發(fā)3000多種排氣歧管，由于Z148造型機(jī)（見圖1）結(jié)構(gòu)緊湊簡單、維修方便、剛性好等特點(diǎn)，在公司造型生產(chǎn)中大量使用，本文主要從增加氣壓過低報(bào)警控制、震壓時(shí)間固化控制等方面對(duì)造型機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造，以滿足使用性能。

圖1 Z148震擊式造型機(jī)

2 問題現(xiàn)狀

Z148震擊式造型機(jī)（以下簡稱Z148造型機(jī)）是一種機(jī)械化程度較低的設(shè)備[1]，由于維修方便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在汽車配件類企業(yè)被大量使用，公司有3條環(huán)形線18臺(tái)Z148造型機(jī)，每月保證了幾百個(gè)品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。近幾年，隨著對(duì)汽配件質(zhì)量要求的逐步提高，加之Z148造型機(jī)使用年限較長，造出的砂型硬度低，生產(chǎn)的鑄件外觀差[2]（見圖2）、內(nèi)部縮松傾向大（見圖3），以及產(chǎn)品一致性差等問題逐漸顯現(xiàn)，在一定程度上制約了Z148造型機(jī)的使用，迫切需要對(duì)現(xiàn)有Z148造型機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造，以延長設(shè)備使用年限并滿足產(chǎn)品質(zhì)量提升的要求。

圖2 鑄件外觀

圖3 內(nèi)部縮松

3 原因分析

Z148造型機(jī)生產(chǎn)的鑄件外觀差及內(nèi)部縮松傾向大的原因如下。

1）造型氣壓不穩(wěn)定，操作工不能識(shí)別出壓力低對(duì)造型質(zhì)量的影響，在造型壓力不能穩(wěn)定輸出的情況下，造型工依然在按照正常流程生產(chǎn)，砂型硬度不能穩(wěn)定地控制在85以上，在澆注凝固過程中，較低的砂型硬度不能抵擋鑄件的膨脹，造成內(nèi)部縮孔、縮松缺陷嚴(yán)重。

2）排氣歧管的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也有一定的影響，由于排氣歧管產(chǎn)品有一定的落差（最大落差達(dá)到150mm），而壓實(shí)板是平面結(jié)構(gòu)，這樣壓實(shí)板的壓力是一樣的，就造成了落差小的部位造型硬度高、落差大的部位造型硬度低的現(xiàn)象，因此在同一砂型中產(chǎn)生鑄件局部外觀差的缺陷。

4 改造過程

針對(duì)造型氣壓不穩(wěn)定而造型工不能有效識(shí)別的問題，首先想到的是在每臺(tái)Z148造型機(jī)旁邊增加一個(gè)氣包，通過氣包儲(chǔ)存的壓縮空氣來保證造型壓力的穩(wěn)定輸出，前期預(yù)算評(píng)審，增加氣包、壓力表以及管路改造等相關(guān)費(fèi)用，每臺(tái)Z148造型機(jī)需增加費(fèi)用1萬余元，18臺(tái)造型機(jī)全部改造完畢就需要投入超20萬元，加之這個(gè)改造方案需要占用現(xiàn)場(chǎng)操作場(chǎng)地，使操作受限，因此這個(gè)方案最終沒有實(shí)施。

再次進(jìn)行改造工藝評(píng)審，決定采用在每臺(tái)造型機(jī)的進(jìn)氣管道上加裝防錯(cuò)壓力表（見圖4），當(dāng)輸入氣壓低于造型所需氣壓時(shí)，壓力表會(huì)自動(dòng)斷掉空氣輸入，使造型機(jī)停止工作，防止因造型硬度低而造成的廢品出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)壓實(shí)板進(jìn)行改造，對(duì)排氣歧管落差大的位置在壓實(shí)板上面增加凸起，以增加壓實(shí)壓力。這樣每臺(tái)造型機(jī)的改造費(fèi)用約500元。

5 改造效果驗(yàn)證

對(duì)同樣產(chǎn)品進(jìn)行為期一周生產(chǎn)驗(yàn)證，產(chǎn)品清理拋丸后鑄件外觀質(zhì)量得到很大提升（見圖5），內(nèi)部縮松比例也明顯下降，取得了初步改善效果，但是產(chǎn)品經(jīng)過機(jī)械加工后，發(fā)現(xiàn)了新的問題，關(guān)鍵的位置（安裝的法蘭、定位凸臺(tái)等）尺寸一致性差，有的產(chǎn)品尺寸偏差≥1mm，有的產(chǎn)品尺寸偏差≤1mm，這樣對(duì)加工尺寸的調(diào)整影響很大，加工出來的產(chǎn)品尺寸偏差大、廢品多。再次組織人員評(píng)審，對(duì)廢品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有的班次產(chǎn)品一致性很差，廢品特別高，而有的班次產(chǎn)品一致性很好，廢品率很低，那么都是同一臺(tái)造型機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品，為什么出現(xiàn)這種情況，為此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)造型過程進(jìn)行跟蹤，并采集了不同班次的震擊壓實(shí)時(shí)間，終于找到了問題的癥結(jié)。由于震擊壓實(shí)時(shí)間的控制是由操作工自主控制，個(gè)人隨意性較大，造成了震擊壓實(shí)時(shí)間有2～3s的出入，所以在同樣的震擊壓力下，有的班次產(chǎn)品一致性很好，而有的班次產(chǎn)品一致性較差。

因此，對(duì)Z148造型機(jī)再次進(jìn)行改造，在原有的人工控制閥上面增加時(shí)間繼電器，由技術(shù)工藝人員根據(jù)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)震擊時(shí)間、震擊壓實(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)定并上鎖固定（見圖6），操作人員只需根據(jù)操作流程按下相關(guān)按鈕即可，這樣無論是哪個(gè)班次生產(chǎn)，都能夠保證產(chǎn)品的一致性。

圖6 時(shí)間繼電器

設(shè)備改造完成后，再次對(duì)同樣產(chǎn)品進(jìn)行多班次驗(yàn)證，產(chǎn)品的外觀粗糙問題徹底解決，內(nèi)部缺陷大幅降低，產(chǎn)品一致性非常好，取得了良好的效果。

6 結(jié)束語

Z148造型機(jī)在許多鑄造企業(yè)都大量存在，許多已經(jīng)到了使用年限，若閑置不僅占用空間，也浪費(fèi)資源。通過此次對(duì)Z148造型機(jī)的升級(jí)改造，使廢舊的設(shè)備重新動(dòng)起來，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了消耗，為企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益，因此值得推廣應(yīng)用。