浅析垂直分型无箱射压造型生产线发展与应用

张 凯，陈文强

（山东美陵化工设备股份有限公司，山东 淄博 255400）

随着社会的不断发展，市场经济也在逐步增长，人们的生活水平开始步入小康社会。但是在经济发展过程中发现传统生产模式的弊端越来越多，不仅能源消耗较大，对周边环境造成污染和破坏，而且生产线的生产效率和水平也难以满足当下市场发展需求。进入新世纪以来，随着人们环保节能意识的增强，绿色生产已经渗透到各个产业。铸造产业作为我国工业发展中的重要部分，发挥着关键作用，因此提高铸造自动化水平迫在眉睫，是我国重工业发展的核心所在。研究发现，垂直无箱射压造型机的产生在一定程度上不仅改变了传统铸造产业生产环境恶劣、能源消耗大的缺点，还有效促进了生产效率的有序提升，更利于生产管理，能够及时发现生产中存在的问题并采取措施针对性解决。基于此，我国开始大力发展和推广垂直分型无箱射压造型生产线（以下简称“垂直线”），与其他模式的生产线相比，垂直线具备结构简单、占地小、噪音低、维修量少等优势。垂直分型无箱射压造型生产线的出现开创了我国自动化设备的先河，为我国科技生产奠定了扎实基础。

1 我国垂直线分型无箱射压造型生产线的历史及现状

20 世纪60 年代我国已经意识到传统生产模式下的铸件生产效率过低，与国外相比存在明显的差距。因此，在60 年代末期我国开始尝试引进国外的垂直分型无箱射压造型生产线，但是真正投入使用要到20 世纪70 年代初期。我国保定铸造机械厂是国内首家接触和认识垂直线生产的铸造企业，其根据我国产品规格和市场要求在国外设备基础上又重新进行了改编和创造从而形成了XZZ415，并被应用到我国某汽车制造厂内，标志着我国铸造自动化生产的开端。

然而鉴于我国科技技术水平有限，当时在机器内部使用的液压元件和气动元件都是我国自主生产的，与国外引进的进口设备存在质量差异，无法与其进行良好匹配，导致生产效率依旧无法有效提高。同时，由于我国缺乏自动化专业人士，在实际操作过程中对于设备内部的机械控制箱很难掌控，因此导致漏油、漏气现象屡屡发生，机械故障率也持续升高。对于当时技术水平来说，设备维修也是一大难题，尤其是对于进口设备而言，能够提供维修服务的专业人士更是稀缺。因此，在垂直分型无箱射压造型生产线发展初期，推广进度缓慢，在70 年代到80 年代整10年时期保定铸造机械厂就仅出产了10 条垂直生产线，由此可见，垂直生产线当时在我国发展并不顺利。在同一阶段，上海某机械厂也效仿保定开始生产垂直分型无箱射压造型生产线。与保定相比，虽然其都是运用我国自主生产的液压元件和气动元件，但是其考虑到当前技术水平将机械控制箱取消了。缺乏机械控制箱在一定程度上会导致垂直线自动化生产效益降低，设备稳定性也降低了，但是同时也提高了操作便利性，减少故障概率，以当前铸造水平而言，这种设备更适合当时的技术人员进行操作。

直至90 年代，随着我国经济的增长，科技水平的提高，不仅增加了大量资金投入，还组织了科研团队，对垂直分型无箱射压造型生产线进行了深入研究，最后在专家团队的不懈努力下，结合我国生产需求，开发了更适合我国生产应用的新型垂直线。在后来的发展中，垂直线技术水平不断提高，规格也逐步壮大，成为了当前铸造产业中的主流产线。截止至今，河北保定市依然是我国垂直线生产的集中地，而保定铸造机械厂也是当前国内首屈一指的垂直线生产核心基地，其的产品规模、技术水平都堪称业界一流，引领着我国垂直线生产的潮流和趋势。而上海某机械厂由于当时政策原因而逐步退出了垂直线的生产研究行列，目前已经改型发展其他产业。

然而，从整体出发，虽然我国垂直线生产技术从最初的青涩懵懂已逐步成熟，但是与国外相比还是存在一定的发展差距，例如，设备配套不全、制造和装配水平过低、对于细节处的把控并不到到位等。我国在垂直线生产发展中还有很大的发展和提升空间。

2 国内垂直线分型无箱射压造型生产线应用的现状和问题

进入21 世纪之后，迎来了新的发展时代，我国市场经济发展迅猛在国际市场经济中占据了相当大的份额。尤其是2004 年之后，由于我国国际声誉的提升，口碑的建立，迎来了垂直线发展的巅峰，市场规模不断扩大，技术不断提升。而2008 年之后，由于国家优惠政策的扶持和鼓励更是将垂直线生产推到了高潮，根据相关数据显示，2010 年保尔铸造机械企业垂直线订货数量就高达80 多条，创造了历史新高。截止至今，我国约有300多条垂直线投入生产，铸件生产产量一年可以达到300 万t 以上。我国垂直线生产企业主要集中在安徽、山西、广东和山东地区，虽然其他地区也有生产企业，但是数量和规模比较小，仅供应就近地区的铸件产量需求。

从当前我国垂直线生产总体数据分析，生产的铸件产品类型主要是一些小规格、大批量、造型简单，易于生产操作的简单铸件，而材质也集中在灰铁、可铸造钢铁和小件球铁三种之中。而在汽车制造行业中，垂直线的生产主要投放在离合器压盘、制动盘、制动钳等方面。从市场价格了解到我国垂直线铸件产品价格参次不齐，就最近一次市场调研情况发现，质量较高的、材质较好的芯球铁件均价在10000 元/t 左右，而灰铁件的产品价格则在9000 元/t 上下浮动，但是质量较差的铸件产品则在7000/t左右，基本是原件处理，甚至是亏本促销。

由此可见虽然垂直线生产在我国发展迅猛，但不可否认，目前我国垂直线生产中仍旧很多问题需要亟待解决。首先，从用户角度分析，国内大多数用户对于垂直线生产的了解和认知还停留在表面，认为其本质上还是脱离不了传统铸件生产的傻、大、黑、粗等特点，因此在垂直线推广应用中并没有能够为其切实提供所需的原材料和生产环境，不可避免地影响了垂直线生产的最优化发展。以实践应用中常常会出现的几类问题为例，型砂质量未达到标准、电源质量较差、操作人员不固定等都容易导致铸件生产效率低，铸件质量差、设备故障率高。其次，从人员配置方面出发，我国垂直线生产发展速度较快，但是人才培养速度较慢，专业操作人员和维修人员极为稀缺，所以导致大多数企业在操作、维修中缺乏规范性，无法生产和制造出符合质量标准的铸件产品，在设备故障之后也未能提供专业维修服务，非但不能帮助设备恢复正常生产，还会增加设备的损害，减少使用寿命。最后从制造商来说，我国在发展垂直线生产时主要是依赖进口设备，所以在处理机械故障时掌握的技术和资料并不够完整，而且安排的产品服务人员从质量和数量角度来说也难以满足市场需求。所以很多时候工厂都是自己安排人员进行维修，制造商在售后服务方面比较欠缺。

3 垂直分型无箱射压造型生产线实际经验及对策

从实际应用角度出发，要想充分发挥垂直分型无箱造型生产线的作用和价值关键在于操作人员和维修人员掌握的技术水平。如果工作人员技术水平较高，能够很好地掌握机械设备，那么最初生产出的铸件产品质量也较高。如果对于机械设备上的控制键是一知半解状态，不仅故障率高，而且还会影响生产效率和产品质量。所以，在垂直线投入使用之前需要对相关人员进行基础培训。

首先，要从思想层面上转变过来，在执行浇注工作时要从传统的“水平”分型转变为“垂直”分型。通过模型演示可以直观地了解到浇注的流动情况和充型情况，从而加深相关人员的理解和印象，将“垂直”分型充分贯彻到实际操作中。

其次，浇注过程也是垂直线生产应用中的重要环节。需要通过透明材料或有机玻璃将一个垂直分型的单面进行密封，然后将混有液压油、带颜色的水、稀的石膏或具有特殊性质的塑料浇注到型腔中。这种浇注过程看似简单，但是实际上需要注意的事项颇多。例如，要时刻关注型腔中的排气状况。如果排气状况不能达到预定标准，则会影响铸件产品的整体造型，导致产品的紧实感不够，即硬度不达标。同时为了提高生产效率，浇注过程并不宜过长，讲究一气呵成，时长通常不会超过8s。可以把成功的浇注过程拍摄成短片，从而可以为其他工作人员提供参考和借鉴。

然后要重视模型材料的选择。其实从本质上来说，任何模型材料能够被运用，但是由于不同产品的使用时长不同，所以选择的模型材料也要与之相匹配。模型材料的标准将直接决定最终生产的产品使用寿命。通常来说，利用高压造型法生产的铸件产品对于模型材料的质量要求更高。

最后要注重排气，简单来说，垂直线生产的原理就是通过对造型腔产生射或压来形成产品的。尤其是在型砂射入造型腔时，要及时将造型腔排除，使其处于半真空或真空状态。一旦排气状况不理想时，就会造成产品紧实不均匀，即最终出产的铸件产品表面粗糙，内部胀砂。而为了满足更好排气需求，在造型腔壁上和模型上都设置了排气塞，所以在投入使用之前需要对排气塞进行严格检查，确保其能够正常使用。

4 垂直分型无箱射压造型生产线未来发展及应用方向

根据近几年垂直线发展市场来说，发展前景并不乐观，2011年的订单数量与2010 年相比已有明显的下降趋势，2012 年第一季度的订货数量与2011 年的同期相比也表现出一定比例的下降浮动。由此可以知道未来我国垂直线市场将很难再有2010 年的发展盛景，大规模的生产拓展和资金投入已经彻底成为了过去式，再加上新时代背景下其他产业的竞争，垂直线生产市场将逐步趋于常态，甚至进入发展瓶颈期。通过近几年市场调研情况发现，目前部分垂直线生产企业由于订单数量不够，设备机械都处于半停工状态，更有甚者，有些垂直线生产企业已经接不到订单面临着破产和转型的窘境。因此可以预计在未来几年内垂直线生产企业将会逐步减少，在一定程度上也会减少铸件自动化的生产产能，从而对整体市场销售产生制约影响。所以提高生产质量，加快生产速度，降低成本投入将成为未来垂直线发展的核心和主流。除此之外，提高生产工艺，挖掘辅助功能也是我国垂直线生产企业可持续发展的重要关注焦点。