小型批量球鐵件的生產(chǎn)工藝優(yōu)化改進

（廣東中天創(chuàng)展球鐵有限公司，廣東英德 513000）

本公司小件車間為批量生產(chǎn)小型鑄件的車間，常年生產(chǎn)各種50 kg 以下鑄件，大概每月產(chǎn)量400 t左右，每種鑄件數(shù)量在30～500 件。原工藝為樹脂砂型板工藝，有以下缺點：1）生產(chǎn)效率低，每天只能做六箱；2）工藝出品率低，砂鐵比高，大概5：1～8：1，造成鑄造成本較高；3）鑄件在拆箱過程中丟失，經(jīng)常補做，不能按時交貨；4）鑄件披鋒不宜控制，造成打磨困難。為了解決以上問題，類似鑄件嘗試采用冷芯機工藝、采用疊起來澆鑄的方法，徹底解決了相關的困擾，提高了鑄件的質量和生產(chǎn)效率，取得較好的改進效果。

1 冷芯盒工藝生產(chǎn)流程

1.1 砂模制作

根據(jù)鑄件結構特點，設計冷芯盒疊鑄造型工藝，根據(jù)鑄件的大小可以一型一件或一型多件，也可以不同鑄件組型來制作冷芯盒鑄造模具，生產(chǎn)效率成倍提高，鑄件冷芯盒模具見圖1，生產(chǎn)的鑄件砂芯見圖2.

圖1 鑄件冷芯盒模具

圖2 鑄件砂芯

1.2 浸涂、組模、造型

涂料采用醇基涂料，采用浸涂的模式，組模采用多種鑄件組合，也可以是同一種鑄件，一般采用底注工藝，充型平穩(wěn)排氣順暢。疊好砂型后套入砂箱，考慮到球墨鑄鐵膨脹特性，鑄型必須有較高剛性，所以選擇采用樹脂砂填充，還有另外兩種填充方式可選擇，采用干砂負壓的模式或者填充鋼丸。砂芯浸涂見圖3，造型砂芯組模見圖4.

圖3 砂芯浸涂

圖4 造型砂芯組模

1.3 鑄件澆注、拋丸清理

原來單箱重量一般為幾十到100 kg 左右，現(xiàn)在單箱重量大多500 kg 以上，砂箱的高度也由原來500 mm 增加到1 200 mm 以上，大大方便了澆注工人的操作。以前砂箱高度500 mm 左右用5 t 包澆注，初期鐵水包鐵水太滿，砂箱低，澆注起來不好控制，容易斷流造成冷隔，后期鐵水包水少了，鐵水溫度降低了也容易出現(xiàn)冷隔?，F(xiàn)在砂箱高度提高了，適合滿包水澆注，出現(xiàn)冷隔的鑄件和原來比減少90%以上，鑄件壓頭也相對較高，縮松缺陷大大減少，鑄件質量提高，不合格品率降低。加之鑄件樹型串在一起，所以鑄件不容易脫落，容易找到鑄件，而且鑄件披峰也比原來薄，減少了打磨的成本，拋丸單拋的數(shù)量也比原來大幅提高，提高了拋丸效率。鑄件樹串如圖5 所示。

圖5 鑄件樹串圖

2 采用機器人代替人工打磨鑄件，提高生產(chǎn)效率

打磨一直是鑄造企業(yè)的一個瓶頸工序，隨著環(huán)保要求越來越規(guī)范；職業(yè)健康因素影響使得打磨工越來越稀缺，而且人工成本逐步攀升，清理工序問題一直無法得到很好的解決，也成了制約公司上產(chǎn)能的卡口。為了解決這個問題，嘗試采用機器人打磨取得了較好的經(jīng)濟效益與較高的效率，釋放了產(chǎn)能，人工打磨一天（8 h）每人可以打磨20 件，采用機器人一天（12 h）可以打磨200 件，不但提高了打磨效率，而且改進了打磨質量。鑄件機器人打磨如圖6所示，鑄件機器人打磨效果如圖7 所示。

圖6 鑄件機器人打磨

圖7 機器人打磨效果

3 冷芯盒工藝與成本

冷芯盒制芯工藝與其他各種制芯工藝相比各有特點，經(jīng)綜合測算，冷芯盒工藝其綜合成本是各種樹脂砂工藝最低者。采用冷芯盒疊鑄造型工藝和傳統(tǒng)工藝比較，砂鐵比降到2∶1～3∶1，鑄件加工余量減少，由原來的4mm～5mm 降到2 mm～3 mm，質量也提高了，加工余量的減少降低了原材、能源消耗；由于應用冷芯盒工藝鑄件出現(xiàn)冷隔與原來比減少90%以上，成本節(jié)約50%.

4 結論

1）針對小型鑄件結構特點，采用冷芯盒造型工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)樹脂砂造型工藝，大幅度提高了生產(chǎn)效率，解決了交期和質量的困擾；

2）采用冷芯盒疊鑄造型工藝和傳統(tǒng)工藝比較，砂鐵比降到2∶1～3∶1，鑄件加工余量減少，由原來的4 mm～5 mm 降到2 mm～3 mm，鑄件缺陷減少，質量提高，降低了生產(chǎn)成本；

3）采用機器人打磨代替人工打磨，提高了鑄件后處理階段的生產(chǎn)效率，并提高了鑄件打磨質量的一致性。