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浅谈V法铸造的应用领域 —— 机械化铸造装备是中国V法的发展方向

来源:未知 佚名 2019-09-09 浏览
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  铸造是制造业的基础,也是国民经济的基础产业。V法铸造在众多铸造方法中因其固体废弃物少,不需任何化学添加剂,无污染,符合节能减排和清洁生产的要求。 进入21世纪后,在发达国家受到青睐并获得迅猛发展,也符合我国的可持续性发展战略和绿色环保理念,所以,我国在制定《铸造行业“十二五”发展规划》时,将大力发展“绿色铸造”作为铸造的主要发展方向之一。

  V法造型工艺最初是由日本发明的一种特种铸造方法,我国对V法技术的引进和跟踪比较早,但是受各方面的影响,V法发展速度缓慢,从2005开始,V法铸造进入了一个崭新的发展阶段,纵观中国铸造业和中国V法铸造的发展,前景十分广阔,铸造装备和技术是制约其发展的主要因素:

  1. V法铸造应用的行业和领域

  V法铸造因其铸造成本低、能耗低、污染少,得到的铸件具有尺寸精度高、轮廓清晰、表面光洁、加工余量小等优势,被越来越多的用户选用。下一步V法铸造将会应用到更多的行业和领域中:

  1.1 汽车行业

  汽车行业是我国近几年来快速发展的行业,目前已经有前桥、后桥、轮毂、制动鼓、壳盖等铸件应用V法作为主要成型工艺,如图1所示。福建的龙岩也是一个重要的汽车零部件生产基地。

  1.2 机车行业

  机车行业的铸件材质和性能要求都很高,经过国内V法工艺人员的不懈探索和努力,已经有承载鞍、摇枕、侧架、火车车钩、车体、道岔等产品使用了V法铸造,如图2所示。其中:河南天瑞集团现在已经形成用V法铸造年产达到16万吨铁路配件的企业,其产品已经销往美国、俄罗斯、乌克兰等国家。

  1.3 工程机械

  V法生产工程机械最早、最多的配件要属配重铁,生产各种型号和规格的配重生产企业比较多如表1所示。同时也可以生产箱体、支称架、桥壳、驱动轮、引导轮、履带板、斗齿、管件等铸件,现在龙工、徐工、临工、成工等许多知名工程机械的配件均采用V法铸造,下一步对其他工程机械厂要重点关注。

  1.4 机床行业

  V法铸造的典型特点是生产结构简单的中、大件,机床类铸件中有床身(见图3)、底座、立柱、配重、盘体等都有用V法铸造的案例。河北泊头、四川乐山、陕西西安等地都有此类厂家正在生产。

  1.5 耐磨材料

  矿山机械、水泥机械中的配件如:鄂板、轧臼壁、护板、耐磨锤头等均有采用V法铸造工艺,国内目前用V法生产比较成熟的厂家有许多。

  1.6 石油机械

  石油行业在此轮的经济危机中是迎难而上的行业,许多做石油机械的企业供不应求,石油机械的曲柄、锤头、平衡块等采用V法铸造成本低、质量好,四川乐山、黑龙江大庆等地都有较多生产此类产品的铸造企业,特别是黑龙江的大部分铸造企业现在还在采用手工V法造型,效率低、工人劳动强度大,面临着设备升级。

  1.7 卫浴洁具行业

  用V法生产浴缸毛坯是从发明V法之时开始的,也是最成熟的,用V法生产的浴盆表面光洁度高、质量稳定、降低成本,所以,以国外三大卫浴品牌为代表的在国内建厂的大多数卫浴生产企业都采用这种铸造工艺。

  1.8 其他行业

  V法铸造经过国内V法工艺人员的不懈努力,已经克服了薄膜、涂料、下芯等一系列技术难题,成功应用到了许多行业中去:

  (1)各种弯头、阀门等管类件;

  (2)泵体、叶轮、皮带轮等铸件;

  (3)钢琴琴排、铜像等艺术品;

  (4)箅条、炉门、炉框、锅炉片等铸件;

  (5)门扇、屏风等有色金属铸件;

  (6)井盖、桥梁支座、隧道拱形补板等铸件

  另外,V法铸造工艺还应用到了橡塑机械、造纸机械、纺织机械等配件的生产中。近些年来由于国家取缔小高炉,部分企业选择了短流程,也是需要我们重点关注的方面。

  2 机械化装备将是V法铸造装备的发展方向

  V法铸造应用的行业和领域越来越多,但是我国铸造装备生产企业的装备水平普遍较低,出现了哪家都能做的怪像,但生产出的设备技术水平都不高,且以仿制为主,这种铸造装备,表面上推动了我国V 法铸造的发展,使很多企业可以土法上马,但实际上阻碍了我国V 法铸造的发展,致使V 法铸造技术很难提高。所以,面临着产业升级、产品升级、人工短缺、成本增加等一系列问题,V法装备逐步向大型化、机械化、智能化方向发展。

  2.1 国外V法铸造的发展

  1971年日本最早发明了V法造型方法,随着V法技术的成熟和规模化,国外主要有两家知名企业从事V法装备的生产,分别是日本新东公司和德国HWS(豪斯)公司,其中HWS公司近十年来已经生产了50余条生产线销往世界各地,生产线以高端、机械化为主,效率最高的要数2003年出口到俄罗斯的生产线,主要用于浴缸生产,效率可达45型/h。

  2.2 国内V法铸造的发展

  我国自引进V法技术,特别是从国外引进了几条V法生产线以来,通过国内铸造工作者的不断摸索和实践使这项技术得到了快速的发展。截止到2012年底,国内拥有450余家V法铸造企业,30余项V法技术获得国家专利,数百套V法设备,除了引进德国的一条V法机械化生产线以外,都为国内生产的普通的手工造型和半自动生产线,由于受技术水平和装备制约等诸多方面的影响,V法铸造发展缓慢。

  2.3 国内V法生产线的几种主要形式

  经过三十多年的发展,国内V法铸造生产线从无到有,在借鉴消化吸收国外尤其是日本和德国生产线的基础上,已经发展了多种形式、适合于不同铸件、不同生产规模的生产线。V法铸造生产线可根据用户的铸件类型,投资规模,生产效率,自动化程度,厂房空间等情况的不同设计出不同形式的生产线。

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.3.1单机V法造型线

  单机V法造型线有两台造型机组,分别造上下箱。该线采用覆膜器烤膜覆膜,固定震实台震实,起模机或行车起模。

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.3.2穿梭式V法造型线

  穿梭式V法造型线设备投资较小,生产灵活,生产效率也较高,可达到4型/h,目前应用此种类型的生产线较多。

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.3.3转台式V法造型线

  转台式V法造型线占地面积小,造型效率高,核心的转台造型将造型各工步环形分布,通过一转盘实现模样在各工步间的移动。转台的形式有两工位,四工位,六工位,八工位等多种形式。工位越多,分工越细化,工序之间的干扰越小,造型的速率也就越高。

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.3.4机械化V法造型线

  机械化V法造型线一般是大型开式自动化线,不但性能可靠技术先进,而且机械化程度高,效率高,造型效率可达20型/小时。河南某公司2005新上了一条机械化组合式V法造型线,用来生产摇枕、侧架等铁路乐虎国际娱乐官网,年产量达10万吨。

  2.4 机械化生产线的主要特点

  我们通过正在机械化生产线和国内常用的穿梭式V法造型线进行对比:

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.4.1人工和效率方面(不含熔炼、浇注、行车工)

  穿梭式生产线:1条生产线正常生产至少需要18人,效率可达4-6型/h;

  机械化生产线:1条生产线正常生产需要16人,效率最高可达45型/h;

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.4.2工作环境方面

  穿梭式生产线:造型、浇注采用摆地摊方式(图4),工人的劳动强度高、现场的管路散乱、安全隐患多、现场环境差;

  机械化生产线:造型、浇注在定盘小车上完成(图5),工人的劳动强度降低、通过固定真空梁和移动真空梁的换接实现自动化、人员采用定员定岗降低了现场安全隐患,设备的扬尘点、衔接点都有设备保证,由于自动化程度高,工人的劳动强度降低;

  nth="12" year="1899" w:st="on">2.4.3设备和生产产品的质量

  穿梭式生产线:起模、翻箱、合箱依靠行车、起模机配合完成,在起模、合箱和转运过程中人工参与的比较多,铸型的精度需要准确控制,成品率不高;

  机械化生产线:起模、翻箱、合箱依靠机械手完成,浇注在定盘小车上完成,便于控制和管理,产品的成品率达到96%以上,生产线中的各组成设备自动化程度高,减少了对人的依赖程度。

  2.5 机械化生产线的几种主要形式

  nth="12" year="1899" w:st="on">  2.5.1 机械化浴缸生产线

  2007年国内某知名企业设计、制造了一条20型/h的浴缸V法生产线(图6),这是由我国第一次完全独立设计、制造的一条,具有自主知识产权的大型自动化V法造型生产线,年产浴缸9万只,填补了国内空白,结束了我国大型自动化V法造型设备全部依赖进口的历史。这条生产线无论是从生产效率还是自动化程度都达到了国际先进水平。因此,该项目被国家科技部列为“2008-2009年国家新产品计划”,得到了国家专项资金的重点支持。

  nth="12" year="1899" w:st="on">2.5.2机械化摇枕、侧架生产线

  河南某公司2005新上了一条机械化组合式V法造型线(图7),用来生产摇枕、侧架等铁路乐虎国际娱乐官网,年产量达10万t。

  通过以上的介绍我们可以看到V法应用的领域在不断扩大,机械化V法铸造装备在以后的生产中的将起到重要的作用,《铸造行业“十二五”发展规划》中指出:未来铸造技术的发展重点是向大型化、轻量化、精细化、智能化、数字化、网络化及清洁化的方向发展。我将它引申到V法行业的发展方向是:由单机造型向机械化发展,由注重工艺性向工艺和安全并举,由低可靠性向高可靠性发展。通过生产线的合理布置,改善车间的生产环境及车间各种物流流向的最优化。

  随着V法技术的不断更新和推广,机械化V法生产线已经引领中国的V法铸造向更高效、更环保、更节能的方向发展,并且会逐渐走向国际市场。

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