水平分型脫箱造型線的選型及生產體會

西峽內燃機進排氣管有限責任公司 裴云秀，董保中，趙新武

我公司專業生產內燃機排氣岐管，有近三十年的生產歷史。特別是近幾年，隨著汽車及內燃機制造業的快速發展，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，我公司鑄造生產的造型方式也隨著發生了很大變化，依次經歷了手工造型、簡易漏模機造型、震壓機械造型、無箱射壓脫箱造型及靜壓造型的不同生產階段。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，砂箱內尺寸600mm×700mm，設計能力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，擁有結構簡單，模具制造相對簡易，占用場地較小，型砂性能要求較低，動力負荷較小，一次性投入費用較少，效率高，以及運行成本較低等優點，因此在鑄造生產中得到了廣泛的應用。但是任何造型方式都有其自身的最佳適用范圍，在選型時要考慮以下幾點。

（1）設備特點 水平脫箱造型線分垂直向下射砂和水平側面射砂兩種模式。

（2）鑄件特點 根據鑄件的結構、尺寸大小、材質、重量等進行工藝分析。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度不高；或模樣太高，其背面型腔的緊實度同樣也不高，會在澆注時極易產生砂眼等鑄造缺陷。因為現在多數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，水平方向起模。這種模式決定了上述問題很難避免。當鑄件水平分型凸凹落差較大時，若采用水平側面射砂時，受模具凸起部分的阻力，會使射砂背面的型砂硬度不夠，導致掉砂或鑄型不完整。設計人員在設計模具時要設計出射砂通道，確保型砂硬度一致。具體依據鑄件的結構、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不宜采用側面射砂。

（3）生產綱領 根據生產任務要求確定生產綱領后，對鑄造生產任務進行工藝分析是設備選型時的一個重要環節。確定一個具有代表性的鑄件對其進行詳細的工藝分析。例如：每型設置鑄件的數量、使用砂芯的種類及數量，然后根據工藝分析確定所選用的水平分型脫箱造型線的下工位數量及效率。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，設計效率80～180型/h。一方面可避免因選擇的生產線效率低而造成生產能力不足，另一方面也要避免因選擇的生產線效率過高而使生產線的整個運行成本增加。

（4）相關工部配套 以水平分型脫箱造型線為服務對象，詳細計算設計砂處理工部、熔煉工部、制芯工部等，讓造型線上每一工位均需在一定時間內保質、保量、有節奏地進行，使熔煉、混砂、造型、澆注相互匹配，最大發揮設備的效能。另外，在造型線上配套澆注機，可使其效率提高20%以上。

2.使用過程注意事項及對策

（1）型砂性能控制 我公司的混砂設備采用高效轉子混砂機，型砂混制的各種組分均經稱量后進入混砂機，保證了配料的準確。同時在混砂機上配型砂在線控制儀對混制的型砂進行實時檢測，保證混砂機提供的型砂濕壓強度和緊實率符合要求。東久公司推薦型砂性能如下：濕強度0.12～0.14MPa，水分3.2﹪～3.5﹪，緊實率35﹪～38﹪，透氣性100以上。

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

①合理調整型砂含水量。針對不同的氣候特點，執行不同的型砂配方。在夏、秋氣溫高時，適當增加型砂配方中的水分，以適量補償型砂在生產線上運轉時因氣溫高而引起的失水。具體作法：在混砂機出砂口處型砂的緊實率與春、冬季節相比提高了1%～3%，以保證型砂配方中的含水量控制在一個合理的范圍里，保證型砂質量。

②合理制定混砂機與造型機處型砂性能的對應關系。對于同一個產品來說，造型生產時，采用的壓實比壓等造型參數是確定的，再加上無箱射壓脫箱造型及靜壓造型設備都采用重量或容積定量加砂，相對比較準確，因此在生產中可根據造型機生產出砂型高度的波動，確定造型機處的型砂緊實率的變化，找出混砂機出口處與造型機處的型砂性能對應關系，實時調整型砂的混制工藝。特別對于脫箱射壓造型機，效果更加明顯。

（2）水平分型脫箱造型線易錯箱 由于水平分型脫箱造型線自身設計的原因，鑄件易產生錯箱。對于新的設備而言，不考慮模具因素的情況下，產生錯箱的原因如下：

①定位砂箱或模板的銷、套磨損較快，影響定位精度，應定期檢查，及時更換。

②推型速度過快，導致上下型移位。上下型合箱后由造型機內合箱工位推向輔線，通常為保證生產線的效率，速度較高。特別是造型線運行時間較長，輔線上運輸小車的車輪磨損而造成小車上平面低于合箱工位時，這種錯箱的現象會更嚴重。

③輔線運輸小車的定位過于簡單，個別類型的造型線上運輸小車甚至就沒有設計定位。定位精度不高，套箱中心與砂型中心很難保證重合，直接導致套箱時會碰觸上型，形成上型移位，造成錯箱。

④如果運行小車上面的積砂不及時處理干凈，砂胎在運行過程中受阻過大導致錯型。

⑤套箱側面如果有積砂，會造成套箱與模板中心不重合而造成錯箱。

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

我公司在實際生產中發現，曲面分型鑄件的錯箱率遠小于平面分型，因此在作平面分型的工藝設計時往往人為做成曲面分型。例如：在分型平面上設計一些帶錐度的凸凹平臺，起到合箱時的定位作用，效果良好。不可否認，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.結語

依據不同產品的不同結構選用不同的生產設備。而任何設備在使用過程中總有其不完善的地方，設計人員在工藝設計時要充分考慮彌補其不足，充分發揮設備效能。生產過程中可變因素太多，人、機、料、法、環、測都存在著變數，要依據不同產品、不同環境確定不同的工藝參數，實時更新，以確保生產過程穩定。