鑄造工藝裝備建設(shè)

吳惠源

（經(jīng)緯股份有限公司榆次分公司，山西 晉中 030601）

鑄造行業(yè)生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程，而鑄造工藝裝備是鑄件成型的基礎(chǔ)和重要保證。目前，我國已成為鑄造生產(chǎn)大國，重視和發(fā)展鑄造工藝裝備建設(shè)是鑄造行業(yè)的迫切要求。

1 鑄造工藝裝備分類

鑄造工藝裝備是指在鑄造生產(chǎn)過程中所使用的各種模具的總稱。不同的鑄造工藝方法采用不同的工藝裝備，傳統(tǒng)砂型鑄造工藝中手工造型一般采用木單型、鋁單型、鐵單型，機(jī)械化造型普遍采用鋁型板、鋁木型板，隨著現(xiàn)代鑄造工藝技術(shù)的發(fā)展，精鑄模、壓鑄模、低壓鑄造模被廣泛使用。表1為常用鑄造工藝裝備分類。

表1 常用鑄造工藝裝備分類

2 鑄造工藝裝備準(zhǔn)備過程

鑄造工藝裝備準(zhǔn)備周期長、技術(shù)含量高、制造難度大，需要多工藝、多工種配合才能完成。鑄造工藝裝備準(zhǔn)備過程是將產(chǎn)品零件圖紙通過工藝工裝設(shè)計、模具備料加工、裝配檢驗(yàn)、工藝工裝驗(yàn)證，為最終獲得合格模具所做的一系列工作。圖1為鑄造工藝裝備準(zhǔn)備工作流程圖。

3 鑄造工藝裝備在生產(chǎn)中的重要作用

1）可提高生產(chǎn)效率，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和半機(jī)械化生產(chǎn)。

2）保證零件產(chǎn)品質(zhì)量，提高鑄件合格成品率。

3）降低成本，節(jié)約原材料。

4）可制造出用其它加工工藝方法難以加工的形狀復(fù)雜的零件如箱體、風(fēng)扇等。

5）可完成一次性成型，精度較高，不需要再加工的零件如壓鑄件、精鑄件等。

4 鑄造工藝裝備準(zhǔn)備過程存在的問題

1）制造周期長。從圖1中可以看出鑄造工藝裝備需要經(jīng)過一系列工序和眾多人員配合才能完成，從我公司歷年的新產(chǎn)品開發(fā)情況看，鑄造工藝裝備準(zhǔn)備過程一般需要3個月左右時間，是鑄造生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)的瓶頸。

圖1 鑄造工藝裝備準(zhǔn)備工作流程圖

2）中小企業(yè)CAD/CAM的應(yīng)用較少?，F(xiàn)階段我國鑄造行業(yè)中民營企業(yè)較多，他們在信息化建設(shè)方面投入少，重視程度不夠，信息化知識和應(yīng)用水平較低，嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展。

3）技術(shù)人才流失，缺少具有一定的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工藝、工裝設(shè)計人員由于企業(yè)普遍存在重設(shè)計、輕工藝的現(xiàn)象，工藝技術(shù)人員得不到應(yīng)有的重視，所以導(dǎo)致他們紛紛轉(zhuǎn)行從事營銷或管理等工作。

4）模具制造技工青黃不接，企業(yè)缺少一專多能，具備多種操作技能的高級技工，藍(lán)領(lǐng)工人嚴(yán)重缺乏。如我公司的模具制造車間原有近百人，各工種齊全，積聚了一批技術(shù)精湛的優(yōu)秀工人，制造能力相當(dāng)強(qiáng)，壓鑄模、精鑄模、木單型、鋁單型、鐵單型、鋁型板、鋁木型板等從設(shè)計到制造全部自制，而且質(zhì)量好、制造周期短，新產(chǎn)品開發(fā)和轉(zhuǎn)批生產(chǎn)工裝準(zhǔn)備的速度很快。近年來，隨著老職工逐漸退休，年輕技工未能及時補(bǔ)充，該車間現(xiàn)僅有約20人，制造能力和水平大幅度下降，企業(yè)核心制造技術(shù)面臨失傳和后繼無人的局面。

5）加工制造工藝水平參差不齊，新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的應(yīng)用率較低。因技改資金缺乏，大部分企業(yè)仍在使用上世紀(jì)中后期的設(shè)備，四新技術(shù)得不到推廣，加之制造成本高，工藝落后，致使其在市場的競爭能力逐漸下降。

5 加快發(fā)展鑄造工藝裝備建設(shè)的對策

1）推廣和普及模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用，及時更新升級最新設(shè)計軟件。我公司使用北航CAXA電子圖板CAD軟件，在三維造型實(shí)體上直接進(jìn)行模具設(shè)計，可提高模具設(shè)計水平、縮短設(shè)計時間、減少差錯、保證模具設(shè)計的正確性，設(shè)計制造出轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的紡紗器殼體、活絡(luò)通道等大型復(fù)雜壓鑄模效果非常好。

2）淘汰落后加工設(shè)備，采用先進(jìn)的制造和工藝技術(shù)，發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的優(yōu)越性，如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、線切割、電火花等加工設(shè)備可快速敏捷地制造出高質(zhì)量的鑄造工藝裝備，減少制造周期。

3）采用鑄造模具新材料、新工藝。如鑄鐵模、塑料模代替木模和鋁模，具有強(qiáng)度高、加工性好、成本低、使用壽命長的特點(diǎn)。對于復(fù)雜模具使用可加工的泡沫塑料新工藝一次性成型，如公司為軍工單位生產(chǎn)的螺旋風(fēng)扇，采用此新工藝順利制造出螺旋風(fēng)扇的型盒。另外在壓鑄模具的型腔部分采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口的H13、瑞典的8407等新材料可提高模具的穩(wěn)定性，確保模具型腔的質(zhì)量，延長模具的使用壽命。公司采用上述新材料后模具的使用壽命提高了50%以上。

4）進(jìn)一步做好模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)件的使用范圍。如在壓鑄模具中模架、模板、頂桿、澆口套等使用標(biāo)準(zhǔn)件不但可以降低制造成本、縮短制造周期，還具有互換性的特點(diǎn)。公司使用標(biāo)準(zhǔn)件后每年可降低模具制造費(fèi)用十幾萬元。

5）運(yùn)用同時工程（SE）的方法進(jìn)行鑄造工藝裝備的管理，即在產(chǎn)品零件設(shè)計時工藝工裝設(shè)計人員就參與進(jìn)行工藝分析和工藝性審查，制訂工裝設(shè)計方案，在工裝設(shè)計初期即確定材料尺寸，先行備料和加工，通過并行作業(yè)大幅度壓縮工裝制造周期。如公司近年開發(fā)的JWF1522型細(xì)紗機(jī)印度市場急需供貨，鑄工工裝較多，按照傳統(tǒng)工藝工裝準(zhǔn)備需要75 d，而我們采用同時工程的方法進(jìn)行鑄造工藝裝備的管理，僅用50d就完成了工藝工裝準(zhǔn)備，有效縮短了工藝技術(shù)準(zhǔn)備周期。表2為鑄造工藝裝備準(zhǔn)備計劃進(jìn)度圖。

6）充分利用行業(yè)內(nèi)部的資源優(yōu)勢，將工裝設(shè)計與制造外包到設(shè)計能力強(qiáng)、制造工藝先進(jìn)、質(zhì)量好、價格低、交貨周期短的專業(yè)廠，這是鑄造工藝裝備生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。公司已嘗試將工裝設(shè)計與制造外包到江浙一帶的專業(yè)廠并初見成效。

7）注重培養(yǎng)鑄造工藝工裝設(shè)計和制造專業(yè)人才。企業(yè)對新招收的大學(xué)畢業(yè)生應(yīng)首先進(jìn)行鑄造專業(yè)知識培訓(xùn)。有條件的企業(yè)可送到“鑄造技術(shù)和管理專業(yè)進(jìn)修班”系統(tǒng)學(xué)習(xí)鑄造專業(yè)的基礎(chǔ)課程，通過鑄造專業(yè)再教育和生產(chǎn)實(shí)踐使他們盡快成為鑄造工藝工裝設(shè)計骨干力量；同時企業(yè)還應(yīng)注重培養(yǎng)模具制造技師，對于有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的技工要組織他們進(jìn)行技師培訓(xùn)和考核，參加行業(yè)內(nèi)的技術(shù)比武活動，評聘為模具制造技師后應(yīng)享受工程師的各種待遇；對于現(xiàn)有的鑄造專業(yè)技術(shù)人員要不斷進(jìn)行新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備和CAD/CAM等方面的知識更新，提高鑄造專業(yè)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)；加強(qiáng)和穩(wěn)定工藝技術(shù)隊伍的建設(shè)。

表2 鑄造工藝裝備準(zhǔn)備計劃進(jìn)度

6 結(jié)束語

雖然我國已成為鑄造生產(chǎn)大國，但還不是鑄造生產(chǎn)強(qiáng)國，因此，我們必須盡快提高鑄造工藝工裝設(shè)計和制造水平，為鑄造生產(chǎn)提供工藝先進(jìn)、制造精良的裝備，進(jìn)一步提高鑄造行業(yè)的整體實(shí)力，縮小與先進(jìn)國家的差距，使我國的鑄造工藝制造能力和鑄件質(zhì)量達(dá)到國際一流水平，實(shí)現(xiàn)成為鑄造生產(chǎn)強(qiáng)國的目標(biāo)。

［1］黃乃瑜.鑄造工藝裝備設(shè)計［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.

［2］李云程.模具制造工藝學(xué)（第二版）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［3］潘家軺，曹德弼.現(xiàn)代生產(chǎn)管理學(xué)（第二版）［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2003.

［4］齊二石.現(xiàn)代工業(yè)工程與管理［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2007.