摘 要：介紹了一種新型水平分型脫箱射壓造型線。對該造型線用于剎車盤鑄件生產進行了全面的工藝分析、型砂與鐵水匹配計算，以及生產能力統計。客戶的使用結果也印證這些分析和計算。

關鍵字：水平分型脫箱射壓造型線，剎車盤，鑄造工藝

 

1 研發XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線的原由 

自2008年始，無錫市華佩機械制造有限公司（以下簡稱：華佩）為8家鑄造廠提供了8條XZ42-7060型水平分型脫箱射壓造型線，用于剎車盤鑄件的生產。在造型線實際使用過程中，客戶普遍存在以下反映：

1）單箱鑄件重量僅為15kg左右（注：如采用雙層工藝，單箱鑄件重量可達30kg）。

2) 對于直徑大于φ300mm的剎車盤，每箱只能擺放1件。

3）在做鑄造工藝設計的時候，為了一箱能放多件，往往使砂箱四周的吃砂量設計的偏小，在澆注鐵水的時候容易引起跑火現象。

總之，客戶均希望能夠擴大砂箱尺寸，提高單箱鑄件重量，增加工藝設計的靈活性，減少跑火現象。

響應客戶要求，華佩自2016年元月起，開始研發XZ42-8070H（800x700x220/220）水平分型脫箱射壓造型線，歷時5個月投放市場（萊州隆通汽車配件有限公司成為該型造型線的首位用戶；其后萊州華魯汽車配件有限公司、龍口市靈芝機械廠、龍口天工機械配件有限公司陸續采購了此型號造型線，而且龍口天工機械配件有限公司在使用華佩XZ42-7060H造型線一年半以后又一次性采購兩條XZ42-8070H造型線）。

2 XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線用于剎車盤鑄件生產的工藝介紹

2.1 型腔布置

    根據單片剎車盤鑄件的直徑D的尺寸，可采用的型腔布置方式如（圖1）

2.2 雙層工藝的運用

XZ42-8070H型造型線砂型總高為440mm,可以實現剎車盤雙層鑄造工藝。雙層工藝使剎車盤鑄件產量比單層工藝增加一倍，具體工藝如（圖2、圖3）。

2.3 雙層工藝對型砂性能的影響

    單層鑄件工藝下，每箱鐵水重量僅為30kg，砂鐵比達到12:1（單副砂型重量為360kg左右）。顯然砂鐵比偏大。砂型在進入振動落砂機前，水分不能得到應有的蒸發，增加落砂的困難。

雙層鑄件工藝下，每箱鐵水重量約為60kg,砂鐵比達到理想的6:1（理想的砂鐵比為6:1~10:1），這是為經濟的砂鐵比。型砂的溫度、有效成分的燒損及水分含量都在可控范圍內。

2.4 澆注系統位置及澆注方法對生產的影響

2.4.1XZ42-7060H型水平造型線單個砂型的澆注位置如（圖4）共四處。

 其有以下不足：

1）如采用中間澆注位置，一是勢必將剎車盤往四周拉開，影響了吃砂量或限制了剎車盤鑄件尺寸。二是從中間澆注時，澆包必須往中間靠攏，勢必要提高澆包的高度，以致提高了澆包嘴和砂型澆注口之間的落差，增加了沖砂的風險及收包的困難。

2）如采用600mm寬一側三個澆注位置，不利于盤形剎車盤鑄件的工藝布置。

2.4.2針對以上問題，我們調整了XZ42-8070H型水平造型線的澆注位置，如（圖5）。

澆注位置設置在800mm長一側，其優點有：

1）不影響盤形剎車盤的工藝布置，布置靈活。

2）從邊上澆注，澆包可以放的低些，降低了澆包嘴和澆口杯間的落差，使澆注平穩、不沖型、收包快而準。

 

2.5 砂型排氣裝置

對于剎車盤鑄造生產而言，砂型的排氣至關重要，為此我們設計了專門的排氣裝置。由于剎車盤的型腔布置（圖1）已做系列化設計，每件剎車盤相應的中心位置已確定。所以我們在其中心位置對應的上脫箱板上預設了螺紋孔，用于連接一種自動成型排氣裝置（圖6）。

造型時，該排氣裝置與剎車盤各模型中央的排氣銷（針）相對應，直接將排氣孔制造出來，避免了剎車盤鑄件因排氣不暢而產生氣孔。

2.6 壓鐵的設置

考慮到剎車盤鑄件是灰鐵扁平件，我們直接采用上壓鐵而不套箱的方式解決抬箱跑火問題。實踐證明，這種方式簡單、實用、安全、不抬箱跑火。避免了因套箱產生的錯箱、鑄機停機等問題。如（圖7）是XZ42-8070H型水平造型線壓鐵，單個壓鐵重量約320kg。

2.7 關于下芯時間和生產節拍的說明。

XZ42-8070H型水平造型線生產效率為120箱/小時，該效率情況下的下芯時間為27秒（即含27秒下芯時間）。大剎車盤每箱砂芯少可采用1人下芯，小剎車盤每箱砂芯多需采用2人下芯，實現全效率運轉。

 

3  XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線生產能力分析

 

單箱鑄件重量：                  50kg(40~60kg之間)

生產效率：                      120箱/小時

單班生產時間：                  8小時

設備開動率：                    90%

單班產量：                      50x120x90%x8=43.2噸

月產量（26天、1天1班）：        1123.2噸

年產量（1天1班、300天/年計）：    13478.4噸

年產量（1天2班、300天/年計）：    26956.8噸

 

4  型砂、鐵水與造型線匹配關系

 

4.1 型砂的需求量

每箱砂型重量：                    約360kg

生產效率：                        120箱/小時

開動率：                          90%

型砂需求量：                      0.36x120x90%=38.9噸/小時

所以，需要匹配一條混砂能力為40噸/小時的砂處理系統。

 

4.2 鐵水的需求量

每箱鐵水重量：                    約60kg

生產效率：                        120箱/小時

開動率：                          90%

鐵水需求量：                      60x120x90%=6480kg/小時

所以，鐵水的熔煉能力需要達到7噸/小時。根據自動化造型線邊造型邊澆注的特點，宜選用3～4噸/小時一拖二兩臺套的熔煉裝置。

5、華佩XZ42-8070H全自動水平分型脫箱射壓造型線與靜壓線的優劣分析

 

華佩XZ42-8070H

優點

1、 投資少

2、 上馬快

3、 管理要求低

4、 維護簡單

5、 模具成本低

6、 設備基礎簡單

7、 風險低

8、 鑄件質量優

 

靜壓線

優點

1、產量高

2、鑄件質量優

 

 

 

華佩XZ42-8070H 

缺點

產量稍低

 

 

 靜壓線

1、投資大

2、上馬周期長

3、管理要求高

4、維護復雜、維護成本高

5、模具成本高

6、設備基礎龐大（土建成本高）

7、風險大

 

結束語

XZ42-8070H水平分型脫箱射壓造型線與XZ42-7060H水平分型脫箱射壓造型線相比，產量增加了80%～100%，工藝靈活，效率更高，是剎車盤鑄件生產廠家實現大批量、專業化生產的優選選擇。