淺析垂直分型無箱射壓造型生產線發展與應用

張 凱，陳文強

（山東美陵化工設備股份有限公司，山東 淄博 255400）

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

1 我國垂直線分型無箱射壓造型生產線的歷史及現狀

20 世紀60 年代我國已經意識到傳統生產模式下的鑄件生產效率過低，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的鑄造企業，其根據我國產品規格和市場要求在國外設備基礎上又重新進行了改編和創造從而形成了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，導致生產效率依舊無法有效提高。同時，由于我國缺乏自動化專業人士，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、漏氣現象屢屢發生，機械故障率也持續升高。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人士更是稀缺。因此，在垂直分型無箱射壓造型生產線發展初期，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了10 條垂直生產線，由此可見，垂直生產線當時在我國發展并不順利。在同一階段，上海某機械廠也效仿保定開始生產垂直分型無箱射壓造型生產線。與保定相比，雖然其都是運用我國自主生產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效益降低，設備穩定性也降低了，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，結合我國生產需求，開發了更適合我國生產應用的新型垂直線。在后來的發展中，垂直線技術水平不斷提高，規格也逐步壯大，成為了當前鑄造產業中的主流產線。截止至今，河北保定市依然是我國垂直線生產的集中地，而保定鑄造機械廠也是當前國內首屈一指的垂直線生產核心基地，其的產品規模、技術水平都堪稱業界一流，引領著我國垂直線生產的潮流和趨勢。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研究行列，目前已經改型發展其他產業。

然而，從整體出發，雖然我國垂直線生產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展差距，例如，設備配套不全、制造和裝配水平過低、對于細節處的把控并不到到位等。我國在垂直線生產發展中還有很大的發展和提升空間。

2 國內垂直線分型無箱射壓造型生產線應用的現狀和問題

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

從當前我國垂直線生產總體數據分析，生產的鑄件產品類型主要是一些小規格、大批量、造型簡單，易于生產操作的簡單鑄件，而材質也集中在灰鐵、可鑄造鋼鐵和小件球鐵三種之中。而在汽車制造行業中，垂直線的生產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品價格參次不齊，就最近一次市場調研情況發現，質量較高的、材質較好的芯球鐵件均價在10000 元/t 左右，而灰鐵件的產品價格則在9000 元/t 上下浮動，但是質量較差的鑄件產品則在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在我國發展迅猛，但不可否認，目前我國垂直線生產中仍舊很多問題需要亟待解決。首先，從用戶角度分析，國內大多數用戶對于垂直線生產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鑄件生產的傻、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環境，不可避免地影響了垂直線生產的最優化發展。以實踐應用中常常會出現的幾類問題為例，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，我國垂直線生產發展速度較快，但是人才培養速度較慢，專業操作人員和維修人員極為稀缺，所以導致大多數企業在操作、維修中缺乏規范性，無法生產和制造出符合質量標準的鑄件產品，在設備故障之后也未能提供專業維修服務，非但不能幫助設備恢復正常生產，還會增加設備的損害，減少使用壽命。最后從制造商來說，我國在發展垂直線生產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，而且安排的產品服務人員從質量和數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線實際經驗及對策

從實際應用角度出發，要想充分發揮垂直分型無箱造型生產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，那么最初生產出的鑄件產品質量也較高。如果對于機械設備上的控制鍵是一知半解狀態，不僅故障率高，而且還會影響生產效率和產品質量。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，在執行澆注工作時要從傳統的“水平”分型轉變為“垂直”分型。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應用中的重要環節。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，則會影響鑄件產品的整體造型，導致產品的緊實感不夠，即硬度不達標。同時為了提高生產效率，澆注過程并不宜過長，講究一氣呵成，時長通常不會超過8s。可以把成功的澆注過程拍攝成短片，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的產品使用壽命。通常來說，利用高壓造型法生產的鑄件產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，垂直線生產的原理就是通過對造型腔產生射或壓來形成產品的。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。一旦排氣狀況不理想時，就會造成產品緊實不均勻，即最終出產的鑄件產品表面粗糙，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線未來發展及應用方向

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