Z148震壓式造型機優化改造

李志，黨波濤，索留偉，靳寶

西峽縣內燃機進排氣管有限公司 河南南陽 471500

1 序言

西峽縣內燃機進排氣管有限公司是國內專業化的汽車排氣管生產基地，成立30多年來，先后為國內外一百多家主機廠開發3000多種排氣歧管，由于Z148造型機（見圖1）結構緊湊簡單、維修方便、剛性好等特點，在公司造型生產中大量使用，本文主要從增加氣壓過低報警控制、震壓時間固化控制等方面對造型機進行升級改造，以滿足使用性能。

圖1 Z148震擊式造型機

2 問題現狀

Z148震擊式造型機（以下簡稱Z148造型機）是一種機械化程度較低的設備[1]，由于維修方便、成本較低等優點，在汽車配件類企業被大量使用，公司有3條環形線18臺Z148造型機，每月保證了幾百個品種產品的生產。近幾年，隨著對汽配件質量要求的逐步提高，加之Z148造型機使用年限較長，造出的砂型硬度低，生產的鑄件外觀差[2]（見圖2）、內部縮松傾向大（見圖3），以及產品一致性差等問題逐漸顯現，在一定程度上制約了Z148造型機的使用，迫切需要對現有Z148造型機進行升級改造，以延長設備使用年限并滿足產品質量提升的要求。

圖2 鑄件外觀

圖3 內部縮松

3 原因分析

Z148造型機生產的鑄件外觀差及內部縮松傾向大的原因如下。

1）造型氣壓不穩定，操作工不能識別出壓力低對造型質量的影響，在造型壓力不能穩定輸出的情況下，造型工依然在按照正常流程生產，砂型硬度不能穩定地控制在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，造成內部縮孔、縮松缺陷嚴重。

2）排氣歧管的產品結構也有一定的影響，由于排氣歧管產品有一定的落差（最大落差達到150mm），而壓實板是平面結構，這樣壓實板的壓力是一樣的，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象，因此在同一砂型中產生鑄件局部外觀差的缺陷。

4 改造過程

針對造型氣壓不穩定而造型工不能有效識別的問題，首先想到的是在每臺Z148造型機旁邊增加一個氣包，通過氣包儲存的壓縮空氣來保證造型壓力的穩定輸出，前期預算評審，增加氣包、壓力表以及管路改造等相關費用，每臺Z148造型機需增加費用1萬余元，18臺造型機全部改造完畢就需要投入超20萬元，加之這個改造方案需要占用現場操作場地，使操作受限，因此這個方案最終沒有實施。

再次進行改造工藝評審，決定采用在每臺造型機的進氣管道上加裝防錯壓力表（見圖4），當輸入氣壓低于造型所需氣壓時，壓力表會自動斷掉空氣輸入，使造型機停止工作，防止因造型硬度低而造成的廢品出現。同時對壓實板進行改造，對排氣歧管落差大的位置在壓實板上面增加凸起，以增加壓實壓力。這樣每臺造型機的改造費用約500元。

5 改造效果驗證

對同樣產品進行為期一周生產驗證，產品清理拋丸后鑄件外觀質量得到很大提升（見圖5），內部縮松比例也明顯下降，取得了初步改善效果，但是產品經過機械加工后，發現了新的問題，關鍵的位置（安裝的法蘭、定位凸臺等）尺寸一致性差，有的產品尺寸偏差≥1mm，有的產品尺寸偏差≤1mm，這樣對加工尺寸的調整影響很大，加工出來的產品尺寸偏差大、廢品多。再次組織人員評審，對廢品進行分析，發現有的班次產品一致性很差，廢品特別高，而有的班次產品一致性很好，廢品率很低，那么都是同一臺造型機生產的產品，為什么出現這種情況，為此對現場造型過程進行跟蹤，并采集了不同班次的震擊壓實時間，終于找到了問題的癥結。由于震擊壓實時間的控制是由操作工自主控制，個人隨意性較大，造成了震擊壓實時間有2～3s的出入，所以在同樣的震擊壓力下，有的班次產品一致性很好，而有的班次產品一致性較差。

因此，對Z148造型機再次進行改造，在原有的人工控制閥上面增加時間繼電器，由技術工藝人員根據不同的產品結構對震擊時間、震擊壓實時間進行設定并上鎖固定（見圖6），操作人員只需根據操作流程按下相關按鈕即可，這樣無論是哪個班次生產，都能夠保證產品的一致性。

圖6 時間繼電器

設備改造完成后，再次對同樣產品進行多班次驗證，產品的外觀粗糙問題徹底解決，內部缺陷大幅降低，產品一致性非常好，取得了良好的效果。

6 結束語

Z148造型機在許多鑄造企業都大量存在，許多已經到了使用年限，若閑置不僅占用空間，也浪費資源。通過此次對Z148造型機的升級改造，使廢舊的設備重新動起來，提高了產品質量和生產效率，降低了消耗，為企業提高了經濟效益，因此值得推廣應用。