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摘 要：介紹了一種新型水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)。對該造型線(xiàn)用于剎車(chē)盤(pán)鑄件生產(chǎn)進(jìn)行了全面的工藝分析、型砂與鐵水匹配計算，以及生產(chǎn)能力統計?？蛻?hù)的使用結果也印證這些分析和計算。

關(guān)鍵字：水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)，剎車(chē)盤(pán)，鑄造工藝

 

1 研發(fā)XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)的原由 

自2008年始，無(wú)錫市華佩機械制造有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：華佩）為8家鑄造廠(chǎng)提供了8條XZ42-7060型水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)，用于剎車(chē)盤(pán)鑄件的生產(chǎn)。在造型線(xiàn)實(shí)際使用過(guò)程中，客戶(hù)普遍存在以下反映：

1）單箱鑄件重量?jì)H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(chē)盤(pán)，每箱只能擺放1件。

3）在做鑄造工藝設計的時(shí)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(shí)候容易引起跑火現象。

總之，客戶(hù)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(hù)要求，華佩自2016年元月起，開(kāi)始研發(fā)XZ42-8070H（800x700x220/220）水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)，歷時(shí)5個(gè)月投放市場(chǎng)（萊州隆通汽車(chē)配件有限公司成為該型造型線(xiàn)的首位用戶(hù)；其后萊州華魯汽車(chē)配件有限公司、龍口市靈芝機械廠(chǎng)、龍口天工機械配件有限公司陸續采購了此型號造型線(xiàn)，而且龍口天工機械配件有限公司在使用華佩X(qián)Z42-7060H造型線(xiàn)一年半以后又一次性采購兩條XZ42-8070H造型線(xiàn)）。

2 XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)用于剎車(chē)盤(pán)鑄件生產(chǎn)的工藝介紹

2.1 型腔布置

    根據單片剎車(chē)盤(pán)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(xiàn)砂型總高為440mm,可以實(shí)現剎車(chē)盤(pán)雙層鑄造工藝。雙層工藝使剎車(chē)盤(pán)鑄件產(chǎn)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?jì)H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(jìn)入振動(dòng)落砂機前，水分不能得到應有的蒸發(fā)，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(jīng)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(chǎn)的影響

2.4.1XZ42-7060H型水平造型線(xiàn)單個(gè)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(chē)盤(pán)往四周拉開(kāi)，影響了吃砂量或限制了剎車(chē)盤(pán)鑄件尺寸。二是從中間澆注時(shí)，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(fēng)險及收包的困難。

2）如采用600mm寬一側三個(gè)澆注位置，不利于盤(pán)形剎車(chē)盤(pán)鑄件的工藝布置。

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

澆注位置設置在800mm長(cháng)一側，其優(yōu)點(diǎn)有：

1）不影響盤(pán)形剎車(chē)盤(pán)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(chē)盤(pán)鑄造生產(chǎn)而言，砂型的排氣至關(guān)重要，為此我們設計了專(zhuān)門(mén)的排氣裝置。由于剎車(chē)盤(pán)的型腔布置（圖1）已做系列化設計，每件剎車(chē)盤(pán)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(dòng)成型排氣裝置（圖6）。

造型時(shí)，該排氣裝置與剎車(chē)盤(pán)各模型中央的排氣銷(xiāo)（針）相對應，直接將排氣孔制造出來(lái)，避免了剎車(chē)盤(pán)鑄件因排氣不暢而產(chǎn)生氣孔。

2.6 壓鐵的設置

考慮到剎車(chē)盤(pán)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(wèn)題。實(shí)踐證明，這種方式簡(jiǎn)單、實(shí)用、安全、不抬箱跑火。避免了因套箱產(chǎn)生的錯箱、鑄機停機等問(wèn)題。如（圖7）是XZ42-8070H型水平造型線(xiàn)壓鐵，單個(gè)壓鐵重量約320kg。

2.7 關(guān)于下芯時(shí)間和生產(chǎn)節拍的說(shuō)明。

XZ42-8070H型水平造型線(xiàn)生產(chǎn)效率為120箱/小時(shí)，該效率情況下的下芯時(shí)間為27秒（即含27秒下芯時(shí)間）。大剎車(chē)盤(pán)每箱砂芯少可采用1人下芯，小剎車(chē)盤(pán)每箱砂芯多需采用2人下芯，實(shí)現全效率運轉。

 

3  XZ42-8070H型水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)生產(chǎn)能力分析

 

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

生產(chǎn)效率：                      120箱/小時(shí)

單班生產(chǎn)時(shí)間：                  8小時(shí)

設備開(kāi)動(dòng)率：                    90%

單班產(chǎn)量：                      50x120x90%x8=43.2噸

月產(chǎn)量（26天、1天1班）：        1123.2噸

年產(chǎn)量（1天1班、300天/年計）：    13478.4噸

年產(chǎn)量（1天2班、300天/年計）：    26956.8噸

 

4  型砂、鐵水與造型線(xiàn)匹配關(guān)系

 

4.1 型砂的需求量

每箱砂型重量：                    約360kg

生產(chǎn)效率：                        120箱/小時(shí)

開(kāi)動(dòng)率：                          90%

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

所以，需要匹配一條混砂能力為40噸/小時(shí)的砂處理系統。

 

4.2 鐵水的需求量

每箱鐵水重量：                    約60kg

生產(chǎn)效率：                        120箱/小時(shí)

開(kāi)動(dòng)率：                          90%

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

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

5、華佩X(qián)Z42-8070H全自動(dòng)水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)與靜壓線(xiàn)的優(yōu)劣分析

 

華佩X(qián)Z42-8070H

優(yōu)點(diǎn)

1、 投資少

2、 上馬快

3、 管理要求低

4、 維護簡(jiǎn)單

5、 模具成本低

6、 設備基礎簡(jiǎn)單

7、 風(fēng)險低

8、 鑄件質(zhì)量?jì)?yōu)

 

靜壓線(xiàn)

優(yōu)點(diǎn)

1、產(chǎn)量高

2、鑄件質(zhì)量?jì)?yōu)

 

 

 

華佩X(qián)Z42-8070H 

缺點(diǎn)

產(chǎn)量稍低

 

 

 靜壓線(xiàn)

1、投資大

2、上馬周期長(cháng)

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(fēng)險大

 

結束語(yǔ)

XZ42-8070H水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)與XZ42-7060H水平分型脫箱射壓造型線(xiàn)相比，產(chǎn)量增加了80%～100%，工藝靈活，效率更高，是剎車(chē)盤(pán)鑄件生產(chǎn)廠(chǎng)家實(shí)現大批量、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)選選擇。