蘭少寬，渠廣偉，王俊亮

（天津市昆塔科技有限公司，天津 300270）

本文介紹了將傳統(tǒng)的Z148 造型線改造成為自動(dòng)化造型線的過程，供同行參考，圖1 所示為改造后造型線的平面布置圖。

圖1 改造后造型線平面布置圖

傳統(tǒng)的Z148 造型線，既解決了手工脫箱和無箱自動(dòng)線只能生產(chǎn)20 kg 左右以下的小件問題，也解決了大型有箱自動(dòng)線可以生產(chǎn)80 kg 左右大件的問題，并且最關(guān)鍵的是投入少，只有普通靜壓造型線投入資金的1/3～1/10，既可實(shí)現(xiàn)基本的生產(chǎn)條件，同時(shí)還非常適合多品種少批量的生產(chǎn)模式。所以Z148 造型線的生產(chǎn)模式，有著非常優(yōu)越的生存空間。但是，傳統(tǒng)的Z148 造型線，在高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)要求下表現(xiàn)出了一些問題：1）不容易實(shí)現(xiàn)模具的快換；2）鑄型上線無法定位放置；3）不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)澆注；4）大件毛坯不方便轉(zhuǎn)運(yùn)拋丸等問題。通過不斷的實(shí)踐積累，將傳統(tǒng)的Z148 造型機(jī)進(jìn)行了改造，形成了Z148F1 造型機(jī)，同時(shí)將傳統(tǒng)Z148 造型線改造成了高效率的自動(dòng)化Z148F1 造型線。

1 造型工序的改造升級(jí)

1.1 造型機(jī)潤滑系統(tǒng)改造

舊式的Z148 造型機(jī)潤滑系統(tǒng)是在震擊缸前上側(cè)按有油嘴，采用手工油槍注油，如圖2 所示，如果后期裝有防砂或灰塵進(jìn)入壓實(shí)缸的布簾，維修保養(yǎng)時(shí)，還要首先拆除布簾，操作非常不便。

圖2 傳統(tǒng)造型機(jī)注油潤滑

改造后的Z148F1 造型機(jī)配備了設(shè)備的自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，徹底改變由操作者或保全工定時(shí)手工加油的做法，如圖3 所示。

圖3 新型注油方式

1.2 造型機(jī)壓頭回轉(zhuǎn)、起模方式改造

舊式的造型機(jī)采用的是手工人力，將壓實(shí)頭轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去；起模采用氣壓油推動(dòng)頂桿機(jī)構(gòu)的方式，容易出現(xiàn)4 支頂桿不能同步上升的問題。

通過改造，將回轉(zhuǎn)壓頭和起模機(jī)構(gòu)均選用氣壓油形式，分成3 個(gè)不同的小油箱，同時(shí)改造了起模頂桿機(jī)構(gòu)形式，并安裝了防砂保護(hù)罩。實(shí)現(xiàn)了壓頭氣動(dòng)回轉(zhuǎn)、氣壓油增壓壓實(shí)等功能，操作方便簡捷，無多余動(dòng)作。圖4 和圖5 分別為傳統(tǒng)和新型起模方式。

圖4 傳統(tǒng)起模方式

圖5 新型起模系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.3 模具型板與設(shè)備連接形式改造

傳統(tǒng)Z148 造型機(jī)模具型板與設(shè)備連接形式基本是采用型板與設(shè)備的固定螺栓孔直接用螺栓擰緊固定的方式，如圖6 所示?，F(xiàn)在采用增加過渡板的形式，用螺栓通過過渡板孔與設(shè)備的盲孔緊固，防止多次反復(fù)更換模具時(shí)螺栓孔損壞；過渡板上再與模具型板用螺栓螺母連接緊固，如圖7 所示。

圖6 改進(jìn)前型板形式

圖7 改進(jìn)后型板形式

1.4 模具改造

通常Z148 造型機(jī)采用的是單面型板，模仁直接布置在型板上，如圖8 所示。這種形式比較浪費(fèi)材料，模具更換需找正調(diào)平，非常浪費(fèi)工時(shí)，容易產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量問題；現(xiàn)在將模具型板分兩種情況：產(chǎn)品型板帶有凹凸形狀的，即為前述連接緊固方式；相對(duì)分型為平面的，我采用更為方便快換的簡單型板模式：即將型板制成帶有凹面的固定模塊型板，產(chǎn)品模樣與簡單型板一起做成可快速更換的形式，方便多品種少批量的更換，同時(shí)省去了模具調(diào)整時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)快換，更換時(shí)間從12 min 減少至5 min，如圖9 所示。

圖8 帶凹凸形式的型板

圖9 方便快換的簡板

2 鑄型轉(zhuǎn)運(yùn)工序改造

2.1 砂箱的改造

舊式的砂箱比較適合手工造型，隨意擺放，操作簡單隨意，只有上下箱采用銷（套）定位，可以保障不錯(cuò)箱，但是不能實(shí)現(xiàn)放置包括運(yùn)轉(zhuǎn)小車在內(nèi)的精確定位，如圖10 所示。

圖10 改善前砂箱形式

針對(duì)這種情況，對(duì)砂箱進(jìn)行了改造，除保留砂箱的基本功能外，還保留頂桿起?；蜉伒榔鹉Ｐ问?，再保留了合箱導(dǎo)向銷（套）的方式；重點(diǎn)增設(shè)了砂箱與轉(zhuǎn)運(yùn)小車的定位箱耳，在箱耳上加工出定位孔，與轉(zhuǎn)運(yùn)小車上的孔配套使用，如圖11 所示。

圖11 改善后砂箱形式

2.2 轉(zhuǎn)運(yùn)小車上實(shí)現(xiàn)砂箱定位改造

傳統(tǒng)Z148 造型線是將合箱好的鑄型直接簡單放置在環(huán)形或開式線小車的適當(dāng)位置即可，不存在精準(zhǔn)定位問題，如圖12 所示。現(xiàn)在要采用澆注機(jī)進(jìn)行在線澆注，所以砂箱與轉(zhuǎn)運(yùn)小車需要精確定位，方可保障容易尋找到正確的澆注位置；采取在轉(zhuǎn)運(yùn)小車臺(tái)面上設(shè)置定位孔的形式，使砂箱箱耳的定位孔與轉(zhuǎn)運(yùn)小車臺(tái)面上的定位孔之間通過導(dǎo)向銷，實(shí)現(xiàn)定位效果，并且定位銷在放置好砂箱后可以馬上取走，不會(huì)影響后序自動(dòng)澆注操作，如圖13 所示。

圖12 傳統(tǒng)方式

圖13 改善后的定位方式

3 澆注工序改造

3.1 澆注方式改造

傳統(tǒng)Z148 造型線的澆注方式多種多樣，有采用起重機(jī)直接吊運(yùn)、直接澆注形式，有采用倒包分包，懸軌吊包澆注形式，還有更為原始的人力端包、抬包澆注的形式；需要的人力較多，不安全因素突出，另外輔助工作如起重機(jī)工、隨流孕育工、甚至引火工至少還需要3～4 人，如圖14 所示。

圖14 傳統(tǒng)澆注形式

改造后由于轉(zhuǎn)運(yùn)小車上的砂箱可以實(shí)現(xiàn)定位放置，這樣澆口位置也就實(shí)現(xiàn)了能夠定位控制，方便利用澆注機(jī)進(jìn)行澆注。采用半自動(dòng)澆注機(jī)，就可以完成自動(dòng)尋找澆口位置，定點(diǎn)澆注，自動(dòng)隨流孕育，隨線連續(xù)澆注等功能（如圖15 所示），解決了難以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確澆注的問題；這樣改變了傳統(tǒng)操作模式，現(xiàn)在1 人即可輕松完成這項(xiàng)工作。

圖15 實(shí)現(xiàn)澆注機(jī)定位澆注

3.2 澆注模式的延伸

靠人力或簡單操作不能實(shí)現(xiàn)的工作，澆注機(jī)即可輕易實(shí)現(xiàn)。如澆注機(jī)可輸入設(shè)置100 種產(chǎn)品的澆注位置，可以實(shí)現(xiàn)一鍵回原位和一鍵自動(dòng)尋找澆注位置等功能，非常實(shí)用方便，徹底改變?cè)袧沧⒎绞剑钛a(bǔ)了在Z148 造型線上采用澆注機(jī)澆注的空白。

4 推箱落砂工序

傳統(tǒng)Z148 造型線的落砂方式基本就是直接將砂型倒入落砂機(jī)上振動(dòng)出砂，砂箱和毛坯件分別吊出，也有少數(shù)采用推箱上方振動(dòng)脫箱落砂形式的，但是都不需要特別的精度要求，后續(xù)細(xì)節(jié)操作還需更多人工完成。

改造后由于轉(zhuǎn)運(yùn)小車上的砂箱是定位放置的，所以推箱落砂更為精準(zhǔn)，不會(huì)出現(xiàn)偏移現(xiàn)象，同時(shí)砂箱與小車之間的定位在側(cè)面，不干涉推箱；采用壓頭式落砂脫箱，毛刷清掃器清理砂箱內(nèi)側(cè)，氣吊分箱，下箱定位處已返在上面，不會(huì)影響回箱轉(zhuǎn)運(yùn)，且簡便快捷，完成了傳統(tǒng)設(shè)備無法連續(xù)操作的全部動(dòng)作內(nèi)容，如圖16 所示。

圖16 推箱脫箱機(jī)構(gòu)

5 毛坯轉(zhuǎn)運(yùn)拋丸工序

毛坯落砂后在地面堆放，雜亂無序，再進(jìn)行人拉肩扛式的搬倒，是傳統(tǒng)鑄造企業(yè)的普遍做法，好一些的企業(yè)可能配一輛叉車；產(chǎn)品毛坯件無法實(shí)現(xiàn)不落地，后序生產(chǎn)過程需要大量人工才能完成。

改造后帶砂毛坯件，連同澆冒口，經(jīng)電葫蘆吊轉(zhuǎn)至吊架上，再經(jīng)懸軌輸送系統(tǒng)直接運(yùn)至吊拋處拋丸，如圖17 所示。搬運(yùn)方式改變和距離大大縮短，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品不落地操作，并只需1 人即可完成此項(xiàng)操作，節(jié)省人工，安全方便。

圖17 懸軌輸送轉(zhuǎn)運(yùn)

此外，在這條線上還采用了澆注側(cè)吸除塵系統(tǒng)，通道吸風(fēng)冷卻系統(tǒng)，大件生產(chǎn)增加壓鐵的搬運(yùn)系統(tǒng)，落砂加熱吸風(fēng)除塵系統(tǒng)，造型剩余砂自動(dòng)回收皮帶系統(tǒng)，廢砂返回系統(tǒng)，舊砂定量加入系統(tǒng)等。

6 結(jié)語

通過對(duì)Z148 造型線的升級(jí)改造，造型機(jī)實(shí)現(xiàn)了模具快換功能，再不需要頂桿等備件的調(diào)整，換模時(shí)間縮短至5 min；砂箱與轉(zhuǎn)運(yùn)小車的導(dǎo)向定位，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定位澆注，縮短了尋找澆口定位澆注時(shí)間5 s/箱左右；止口定位，不產(chǎn)生錯(cuò)箱，鑄件精度未受到影響；將傳統(tǒng)一條線需要13 人，減至7 人，大幅節(jié)省人工和其他轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備。同時(shí)生產(chǎn)效率提升20%左右。從每大班生產(chǎn)240 箱左右，現(xiàn)在可以生產(chǎn)290 箱。

對(duì)傳統(tǒng)Z148 線的升級(jí)改造，是在資金有限的情況下，進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)設(shè)備潛力的一個(gè)辦法，希望能夠給同行帶來參考。