鑄件清理新技術及設備在實際生產中的應用

天津一汽夏利內燃機制造分公司技術質量部主擔當天津市鑄造學會理事、副秘書長

近年來，隨著我國鑄造行業產量的大幅提高，很多企業的生產方式轉變為流水線作業，生產效率及產量顯著增加，但是在鑄件清理工序，大部分企業仍采用傳統的錘擊和砂輪機研磨方式為主，這種方式存在著勞動強度大、工作效率低、作業環境惡劣、安全隱患嚴重和人力資源緊張的諸多問題，難以與造型及澆注的高效率相適應，嚴重影響了造型線的效率發揮。因此，如何提高鑄件清理工作效率，尤其是去除鑄件的澆冒口、毛刺、飛邊工作的效率，是鑄造企業一直在探索和解決的問題。幾年來，國外和國內的一些裝備制造廠家利用液壓、機械加工、數控技術設備的經驗開發出了一些鑄件清理設備，投入使用后取得了很好的效果，既提高了生產效率（基本上與快速的造型效率相匹配），又減輕了作業者的勞動強度，改善了作業環境，為鑄件生產企業提供了更多的選擇。

設備組成及工作形式

1. 液壓分離裝置

液壓分離裝置由移動吊架、承載平衡器、液壓管、液壓泵站及分離器或剪斷器幾個部分組成。工作時，裝置安裝在生產線下件處或特定的場所，作業者通過前后、左右和上下移動吊架以及承載平衡器的動作找到合適的位置，操縱分離器（見圖1）或剪斷器將鑄件的澆冒口從鑄件本體上分離或將長的澆道剪斷以便回爐再利用。該設備分為手工操作型和固定機型。

2. 沖壓剪緣機床

沖壓剪緣機床有液壓裝置、上壓模、刃口、機身、專用磨具等主要結構組成。利用液壓在工作時產生的高壓力推動沖壓模具將工件外緣澆冒口、毛刺、飛邊去除，工作效率高，工作環境清潔（如圖2所示）。

3. 數控多軸向磨削機床

數控多軸向磨削機床各軸向運動采用數控伺服系統控制，位置運動及加工精度高。主軸砂輪是采用鐵質基體表面電鍍金剛石，其加工安全性高，不會像普通剛玉砂輪那樣在受到大的擠壓力時發生爆裂而造成傷害事故。數控多軸向磨削機床屬于通用設備，根據不同的鑄件品種通過更換工裝夾具達到互換性，設備配備除塵裝置，可以很好地改善生產環境，如圖3所示。

4. 非標數控加工設備

非標設備針對鑄件某一特定難加工磨削區域做一個專用砂輪，其采用鐵質基體表面電鍍金剛石，加工安全性高。非標設備只加工單一品種的工件，效率高，精度佳，同時可根據不同工件更換夾具及砂輪，做到設備通用性最大化，如圖4所示。

使用實例及注意事項

液壓分離裝置：采用機械作業代替手工錘打或切割，在不損傷制品的情況下將鑄件冒口、澆道等多余部分分離、剪斷，不但大幅降低勞動強度，提高作業效率，也使作業環境大為改善。與傳統方式的采用錘子來敲斷的方法相比，尤其對于因有韌性且強度較高的球墨鑄鐵件，液壓分離裝置不會因錘擊的振動產生噪聲和飛濺，只有機械動作的聲音，使安靜、安全、高效的作業成為現實，將操作者從繁重的體力勞動中解放出來。在使用分離器將澆冒系統從鑄件本體上分離后，剪斷器可進一步將大尺寸的澆道剪斷，以方便回爐再利用。

圖1 澆冒口去除裝置

沖壓剪緣機床：適用于少品種、大批量的情況，目前比較廣泛地應用在汽車鑄件生產中。在更換模具或工裝夾具后可適應多品種加工，通用性強。沖壓剪緣機床應用實例，如汽車的制動剎車鉗。在選用此種類型的設備加工時，要根據工件澆冒口大小、厚度進行嚴格的力學計算，以實現最合適的液壓力選擇。在應用中設備要做好安全裝置的防護，以免誤操作發生人身傷害事故。

數控多軸向磨削機床：適用于多品種、產量大的工件大批量磨削加工，數控多軸向磨削機床在應用中要做好砂輪轉速、直徑的最優化配置，以實現最佳的線速度磨削。同時，機床各軸向結構要做好防塵裝置，以保證機床設備使用壽命。數控多軸向磨削機床屬于通用設備。

非標數控加工設備：適用于形狀復雜的鑄件清理，在應用中要做好仿形砂輪的安全防護，以及最優化的砂輪線速度配置，設備主體結構做好防塵裝置，以延長各軸向運動機構的使用壽命。該種設備只能對單一產品實現高效率清理，不具備互換性。

圖2 沖壓剪緣機床

圖3 數控多軸向磨削機床

圖4 非標磨削設備

結語

液壓分離裝置、沖壓剪緣機床、數控多軸向磨削機床及非標數控加工設備的使用率及普及程度還不高，在國內還處于發展起步階段，隨著生產型企業產品結構調整，以及人力資源緊張狀況的加劇，這些裝置及設備會在鑄造企業清理工序中逐漸擴大其使用范圍，對相關企業的生產水平和工作效率的提高起到有力的促進作用。