采用串浇侧注工艺,提高半轴质量和生产效率


SZ80439S101半轴是洛阳一拖铸造公司消失模分厂生产量较大的产品,采用初始单浇工艺生产的半轴综合废品率达10.44%,铸件砂孔、皱皮缺陷较多,对生产影响较大。


万博平台代理 采用单浇工艺进行装箱,每个砂箱内装6件黄模(内外两侧各装3件),浇注时每箱内的铸件需要浇注6次,浇包浇完砂箱内侧的铸件后还要过跨吊到砂箱外侧进行浇注,浇注时间长,生产效率偏低。


万博平台代理 为了提高SZ80439S101半轴的产品质量和生产效率,对该铸件的初始工艺方案进行了分析,提出了改进方案,采用串浇侧注工艺进行组模,不仅能够提高产品质量,还能提高生产效率。经过工艺调试和小批量生产验证,铸件缺陷明显减少,铸件的产品质量和生产效率均得到了提升。


1半轴铸造工艺改进


1.1铸件原工艺方案

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率

图3黄模装箱

SZ80439S101半轴产品外形结构如图1所示,铸件单重51kg,材质为HT250,原工艺采用单浇方式组模,组模工艺简单(如图2)。


一拖铸造公司消失模分厂砂箱尺寸为1200长×1000宽×1300高,根据半轴黄模尺寸大小,装箱时每箱放置6件黄模,装箱(如图3),铸件箱重为330kg,采用1吨浇包进行浇注。


浇注时需要对箱内的铸件进行6次浇注,浇注完砂箱内侧的铸件后还要过跨吊到砂箱外侧进行浇注。

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率

图1铸件外形结构

图2白模组模


万博平台代理 根据质量统计,SZ80439S101半轴综合废品率10.44%,铸件砂孔、皱皮缺陷较多(如图4、图5)所示。


为保证生产任务按质按量完成,必须对工艺进行改进。

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率


1.2铸件原工艺分析


如图2所示,原工艺采用单浇方式,直浇棒直径φ40,横浇道截面40×40,內浇口截面8×40,为半封闭式浇注系统。由于浇注系统为单浇方式,铁水浇注时充型较快,浇注系统充满后呈有压流动状态,冲刷力大,铁水进入型腔易产生喷溅。


同时,原工艺在模型的顶端设置了两个截面呈梯形的溢流块,宽度为40mm。由于该两个溢流块相对体积较小,在铁水浇注的末期,容纳冷凝铁水的能力较弱,致使铸件顶部的铁水内含有较多的白模气化残留物,造成在铸件顶端圆形表面出现了较严重的皱皮缺陷。


万博平台代理 1.3铸件改进方案


根据铸件产品质量要求,对铸件的组模工艺进行了重新设计(如图6)。


万博平台代理 1)采用串浇侧注工艺,组模时将两个白模串接在一起,4个內浇口的截面积超过的直浇棒的截面积,呈开放式浇注方式,铁水无压流动,充型平稳。


2)在直浇棒的下端增加截面尺寸55mm×55mm×22mm的泡沫过滤网,减少浇注过程中夹杂物进入型腔。


3)增加了溢流块的数量,同时在其中的两个溢流块上面增加了一个长条形溢流块,增大了铁水浇注末期容纳冷凝铁水的能力。


万博平台代理 4)黄模装箱时装在砂箱的1侧(如图7),便于铁水浇注。

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率

万博平台代理 图6串浇侧注工艺

万博平台代理 图7串浇工艺装箱


1.4生产组织方式优化


采用串浇侧注工艺后,SZ80439S101半轴黄模的装箱方式得到了优化(装箱效果如图8),黄模在砂箱内不在两侧均放,而是放在了砂箱的一侧,装箱数量没有变动。


直浇棒数量由6个变为3个,工人在黄模装箱后清理直浇棒上端的干硬涂层的数量减少了1倍,捏泥条的数量减少了1倍,摆放耐火浇口杯的数量减少了1倍,这样,使得职工劳动量减轻了很多,铸造辅材的使用量同倍减少。

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率

图8装箱对比


由于黄模装箱时装在了砂箱的一侧,铁水浇注时只在砂箱一侧进行浇注,不再跨越砂箱进行两侧浇注,减轻了浇注的难度,同时,每箱铸件由浇注6次降为浇注3次,可节约浇注时间。


2工艺改进效果


万博平台代理 采取串浇侧注工艺后,SZ80439S101半轴进行小批量试生产,铸件表面砂孔缺陷明显减少,消除了铸件顶端皱皮,铸件外观质量明显提升。


万博平台代理 发送30件调试的SZ80439S101半轴到加工单位进行加工验证,30件半轴加工全部合格。


进行批量投产后,SZ80439S101半轴铸件废品明显降低。


万博平台代理 质量数据对比如表1:


表1:工艺改进前后铸件废品数据对比

半轴​铸造工艺改进方案:采用串浇侧浇工艺降低废品率

3、价值分析


万博平台代理 SZ80439S101半轴采取串浇侧注工艺措施,铸件废品率由原来的10.44%降低到了2.95%,按年产10000件半轴计算。


万博平台代理 采用串浇侧浇工艺后,SZ80439S101半轴可减少废品10000×(10.44-2.95)=749件,半轴重量为50kg,可减少废品铸件37.45吨,成品铸件价格按7000元/吨计算,废品铸件按2000元/吨计算,可减少废品损失37.45×(7000-2000)=187250元。


陶瓷浇口杯的使用数量由10000个降为5000个,陶瓷浇口杯单价5.2元,可节约辅材费用5000×5.2=26000元。共计可节约费用187250+26000=213250元。


万博平台代理 采用单浇工艺,每个铸件浇注时间平均32秒,加上过跨移动浇注包的时间,每箱浇注时间平均为240秒;采用串浇侧注工艺后,串浇的2个铸件的浇注时间平均为50秒,每箱浇注时间平均为175秒,每箱可节约浇注时间65秒。按每天生产300件半轴计算,可节约浇注时间300÷6*65=3250秒,折合52.17分钟,生产节奏明显加快。


4结论


1)通过对SZ80439S101半轴原工艺进行分析,找到了降低铸件废品率的工艺措施;


2)通过对数据进行对比,可以证明采用串浇侧注工艺实施效果明显。


作者:轩世成,男,河南开封人,1969年—,工程师,研究方向:铸造工艺及设计,单位:一拖(洛阳)铸造有限公司消失模工部。地址:洛阳市涧西区建设路154号。

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