李志，黨波濤，索留偉，靳寶

西峽縣內(nèi)燃機進排氣管有限公司 河南南陽 471500

1 序言

西峽縣內(nèi)燃機進排氣管有限公司是國內(nèi)專業(yè)化的汽車排氣管生產(chǎn)基地，成立30多年來，先后為國內(nèi)外一百多家主機廠開發(fā)3000多種排氣歧管，由于Z148造型機（見圖1）結構緊湊簡單、維修方便、剛性好等特點，在公司造型生產(chǎn)中大量使用，本文主要從增加氣壓過低報警控制、震壓時間固化控制等方面對造型機進行升級改造，以滿足使用性能。

圖1 Z148震擊式造型機

2 問題現(xiàn)狀

Z148震擊式造型機（以下簡稱Z148造型機）是一種機械化程度較低的設備[1]，由于維修方便、成本較低等優(yōu)點，在汽車配件類企業(yè)被大量使用，公司有3條環(huán)形線18臺Z148造型機，每月保證了幾百個品種產(chǎn)品的生產(chǎn)。近幾年，隨著對汽配件質(zhì)量要求的逐步提高，加之Z148造型機使用年限較長，造出的砂型硬度低，生產(chǎn)的鑄件外觀差[2]（見圖2）、內(nèi)部縮松傾向大（見圖3），以及產(chǎn)品一致性差等問題逐漸顯現(xiàn)，在一定程度上制約了Z148造型機的使用，迫切需要對現(xiàn)有Z148造型機進行升級改造，以延長設備使用年限并滿足產(chǎn)品質(zhì)量提升的要求。

圖2 鑄件外觀

圖3 內(nèi)部縮松

3 原因分析

Z148造型機生產(chǎn)的鑄件外觀差及內(nèi)部縮松傾向大的原因如下。

1）造型氣壓不穩(wěn)定，操作工不能識別出壓力低對造型質(zhì)量的影響，在造型壓力不能穩(wěn)定輸出的情況下，造型工依然在按照正常流程生產(chǎn)，砂型硬度不能穩(wěn)定地控制在85以上，在澆注凝固過程中，較低的砂型硬度不能抵擋鑄件的膨脹，造成內(nèi)部縮孔、縮松缺陷嚴重。

2）排氣歧管的產(chǎn)品結構也有一定的影響，由于排氣歧管產(chǎn)品有一定的落差（最大落差達到150mm），而壓實板是平面結構，這樣壓實板的壓力是一樣的，就造成了落差小的部位造型硬度高、落差大的部位造型硬度低的現(xiàn)象，因此在同一砂型中產(chǎn)生鑄件局部外觀差的缺陷。

4 改造過程

針對造型氣壓不穩(wěn)定而造型工不能有效識別的問題，首先想到的是在每臺Z148造型機旁邊增加一個氣包，通過氣包儲存的壓縮空氣來保證造型壓力的穩(wěn)定輸出，前期預算評審，增加氣包、壓力表以及管路改造等相關費用，每臺Z148造型機需增加費用1萬余元，18臺造型機全部改造完畢就需要投入超20萬元，加之這個改造方案需要占用現(xiàn)場操作場地，使操作受限，因此這個方案最終沒有實施。

再次進行改造工藝評審，決定采用在每臺造型機的進氣管道上加裝防錯壓力表（見圖4），當輸入氣壓低于造型所需氣壓時，壓力表會自動斷掉空氣輸入，使造型機停止工作，防止因造型硬度低而造成的廢品出現(xiàn)。同時對壓實板進行改造，對排氣歧管落差大的位置在壓實板上面增加凸起，以增加壓實壓力。這樣每臺造型機的改造費用約500元。

5 改造效果驗證

對同樣產(chǎn)品進行為期一周生產(chǎn)驗證，產(chǎn)品清理拋丸后鑄件外觀質(zhì)量得到很大提升（見圖5），內(nèi)部縮松比例也明顯下降，取得了初步改善效果，但是產(chǎn)品經(jīng)過機械加工后，發(fā)現(xiàn)了新的問題，關鍵的位置（安裝的法蘭、定位凸臺等）尺寸一致性差，有的產(chǎn)品尺寸偏差≥1mm，有的產(chǎn)品尺寸偏差≤1mm，這樣對加工尺寸的調(diào)整影響很大，加工出來的產(chǎn)品尺寸偏差大、廢品多。再次組織人員評審，對廢品進行分析，發(fā)現(xiàn)有的班次產(chǎn)品一致性很差，廢品特別高，而有的班次產(chǎn)品一致性很好，廢品率很低，那么都是同一臺造型機生產(chǎn)的產(chǎn)品，為什么出現(xiàn)這種情況，為此對現(xiàn)場造型過程進行跟蹤，并采集了不同班次的震擊壓實時間，終于找到了問題的癥結。由于震擊壓實時間的控制是由操作工自主控制，個人隨意性較大，造成了震擊壓實時間有2～3s的出入，所以在同樣的震擊壓力下，有的班次產(chǎn)品一致性很好，而有的班次產(chǎn)品一致性較差。

因此，對Z148造型機再次進行改造，在原有的人工控制閥上面增加時間繼電器，由技術工藝人員根據(jù)不同的產(chǎn)品結構對震擊時間、震擊壓實時間進行設定并上鎖固定（見圖6），操作人員只需根據(jù)操作流程按下相關按鈕即可，這樣無論是哪個班次生產(chǎn)，都能夠保證產(chǎn)品的一致性。

圖6 時間繼電器

設備改造完成后，再次對同樣產(chǎn)品進行多班次驗證，產(chǎn)品的外觀粗糙問題徹底解決，內(nèi)部缺陷大幅降低，產(chǎn)品一致性非常好，取得了良好的效果。

6 結束語

Z148造型機在許多鑄造企業(yè)都大量存在，許多已經(jīng)到了使用年限，若閑置不僅占用空間，也浪費資源。通過此次對Z148造型機的升級改造，使廢舊的設備重新動起來，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了消耗，為企業(yè)提高了經(jīng)濟效益，因此值得推廣應用。