精铸设备的改进与创新

东莞市力泉机械有限公司 秦胜伟 李有良

传统的硅溶胶精密铸造，是能源消耗比较大的行业之一。随着社会整体环境保护意识的日渐提高，“既要金山银山，又要绿水青山”已形成共识。这样就要求我们，提高单位时间的工作效率，以及在生产环节降低能耗。
为此，在精铸协会专家的指导下，力泉结合客户需求，积极研发探索，在射蜡机和壳模烧结炉等环节做出了自动化、节能化的改进，在面层沾浆制壳和壳模快速干燥环节有所创新。在此抛砖引玉，和大家一起做有益的探索。

A．“力泉”射蜡机实现自动化，提高生产效率，降低单件产品能耗，减少人工费用，形成系列化。
传统的射蜡机，分为带缸射蜡机和免缸射蜡机，大部分传统企业，以手工模具，手工射蜡为主，特点是生产比较灵活，更换模具方便，缺点是生产效率比较低，一般的单人班产约1000件左右，核算到单件产品，单位能耗和单位人工是比较高的。
力泉目前主推市场的是免缸型的自动射蜡机，在传统免缸射蜡机的基础上，提高了合模定位精度，加大了合模力，加大了单次射蜡量，重点强化了自动化操作，可以实现模具的自动射蜡、自动开模、自动顶出，一个工人能同时操作两个工位，大大提高劳动效率。一般单人班产约6000-7000件左右，核算到单件产品，单位能耗只是手工射蜡的约20-30%，单件人工费只是手工模的约15-20%。附图，

 
一．客户在实际使用中遇到的问题和解决办法：
1. 蜡模质量问题，传统的经验是免缸机射出的蜡模比带缸机差，容易凹陷。为此，我们特别改进了冷却缸多段接力冷却，使温度控制更加准确。在东莞宝鈦、明安、肇庆匹思通、日本工装等多家客户得到很好的验证，特别是公差要求极高的汽车变速器零件、压缩机配件、高尔夫球头等产品一步到位。
2. 自动模具的费用，自动模一般可以实现一模多件生产，如一出四、一出六、一出八等，相比普通模具，造价是高一些，一般造价相当于2-3套普通模。但优点是减少了每次手工开模时模具的移动、碰伤等，模具寿命大幅度延长，轻易可以达到数十万模次以上，核算到单件产品，模具费反而便宜的多。
3. 侧抽芯的问题，一般较短的侧抽芯，可以靠上下模的斜面加弹簧复位解决，参见附图。

 
比较长的抽芯，可以靠加装气动或液动抽芯解决，参见附图。

二．自动射蜡机的优点：
1. 提高人工效率，如原来一个人一个工位，现在可以操作两个工位，而且只是拿一下蜡模，工人劳动强度反而降低了。对工人操作技巧要求也降低了，在目前招工困难的情况下，利于找到生产工人。
2. 自动射蜡减少修蜡量，因为合模力大、模具又不容易碰伤，所以蜡模的飞边会大幅度减少，实际的生产经验是，98%小件可以不修蜡直接组树，2%的特殊产品和大的工件，还有极少的飞边，简单修整即可，修蜡的人工也大幅度降低。
3. 生产批量问题，一般自动模具，在产品订单累计量达到10000件以上时就有必要开，单次生产量超过1000件，经济上就很合算。
4. 自动射蜡机减少了蜡保温箱，节省能源，带有时间程序控制，可以定时启动加热。
5. 灵活性，当客户暂时没有自动模具时，力泉射蜡机可使用手动模具，只要把顶出选择关闭，就是和传统方式一样的手工射蜡；而且一次射蜡量达到3L-5L，转换成钢铸件达20-38KG，对小型和中大型铸件均有很强的适应性。
三．力泉自动射蜡机的独创改进：
1. 改进了蜡液冷却系统，多段接力冷却，使蜡膏更加紧实，适合做非常精密的机械零件产品。
2. 16吨双工位自动射蜡机，增加了下模板滑出功能，可以把大型的模具从压板下平稳滑动到操作者面前，再顶出取模，减少了操作者弯腰伸手的动作，进一步降低劳动强度，增加安全性。
3. 全系列可配高精度触摸屏，可直观设定和显示压力曲线，多阶段压力调整设定，实现压比流控制，能生产出高尺寸精度的中大型中温蜡件。
4. 可实现智能控制，即模具的工艺参数设定好后，存入射蜡机控制系统，当该模具再次使用时，配合条形码扫描，控制系统可将该模具的工艺参数曲线自动调出，自动设定，实现智能控制，减少人工设定的随意性，目前可存储的工艺曲线达5000条。
5. 产品实现了系列化，包括10吨，16吨，30吨，50吨，75吨等规格，最大合模力已经做到100吨，一次射蜡量30升，可实现原工位顶出或者模具滑出后顶出，适合制作超大型精密中温蜡产品。（下图100吨射蜡机已被中船重工精铸厂经国内外严格招标后采购，生产超大钛合金零件，为我国的船舶装备业进步做出了贡献）

B. “力泉”独有真空沾浆机，使复杂零件的沾浆制壳变得简单，提高合格率，减少废品，节能降耗。
带有沟槽字体或表面凸凹不平复杂的精铸产品，因为边角、盲孔容易残留空气，极易在铸件上产生铁豆等铸造缺陷。对于面层沾浆的要求比较高，要求有经验的涂料师傅细心作业，反复涂刷，才能做出合格产品，在目前技术工人越来越稀缺的大环境下，好师傅非常难找。
力泉结合多年在高尔夫球头行业的设备生产检验，独家生产真空沾浆机，使复杂产品的沾浆制壳变成简单化的批量作业。

一． 真空沾浆机的原理
真空沾浆机是把蜡串放入沾浆室内挂架后，封闭室门，抽空沾浆室内的空气，挂架自动降入浆料桶内，此时因为蜡件本身没有空气残留，浆料可以完全包覆蜡件，不留任何死角，避免了手工沾浆有些角落疏忽沾不到的缺点。蜡串在浆料中停留一段时间后，自动升起，真空解除，釜门打开，转入浮砂或淋砂作业。
二． 力泉真空沾浆机特点
1. 特别适合复杂形状的铸件，尤其有沟槽，盲孔，窄缝，字体的零件，如涡轮叶片、钉枪头，高尔夫球头等，用真空沾浆制作，对操作要求低，简单方便，质量有保障。
2. 主机采用德国BECKER真空泵，抽真空速度快，工作效率高，连续稳定可靠运行。
3. 浆桶传动部分有变频控制转速、可以实现平时定速旋转，蜡件浸入后低转速货停转，避免蜡件损伤。
4. 浆桶带有水冷通道，防止浆料连续搅动下温度升高，影响蜡件尺寸，可实现对浆料温度的精准控制。
5. 本机采用PLC程序控制，并且配合大尺寸触摸屏显示，抽真空、工件下行、沾浆、工件上升、排气等工序全自动完成，人性化设计，操作简单方便。
6. 蜡串升降采用液压缸传动，稳定可靠。
7. 双工位交替作业，工作效率高，可以实现批量化生产。
三．真空沾浆机经过东莞明安、东莞富国、宝鈦等多家客户实际使用，使复杂铸件的沾浆不良率由手工制壳的30%左右，降低到1%左右，节约了企业资源，提高了经济效益。

C．“力泉”独创壳模快速干燥室，把制壳悬挂链、恒温恒湿机、密闭式保温箱有机结合，大幅度提高了制壳工作效率。
传统的硅溶胶精铸的制壳工序，工人使用推车周转壳模，劳动强度大，壳模对温湿度要求高，一般配置空调加除湿机，壳模放置在开放式大空间内，干燥时间长。
力泉集思广益，独家推出壳模快速干燥室，一次解决了减轻工人劳动强度，温度湿度恒定控制，壳模快速干燥等问题。
一．壳模快速干燥室结构：

二. 壳模快速干燥室特点：
1. 恒温恒湿机、制壳悬挂线、密闭式保温箱一体设计，结构紧凑。
2. 悬挂线制壳自动周转，工人作业轻松。
3. 密闭式保温箱采用阻燃保温专用板材制造，节能环保。
4. 干燥时间短，制壳快速，适合高效率生产。
5. 恒温除湿主机远离制壳区域，不容易污染，保养维修便捷。
6. 节约吊顶等基建投资。
三. 壳模快速干燥室具体参数：

四. 壳模快速干燥室突出的优点：
1. 占地面积比常规制壳间小，充分利于厂房的高度，悬挂线可盘旋4、5层，实现小面积多挂模串。
2. 温湿度控制极为精确，可以实现超低湿度，背层性对湿度可达到40%±5RH，配合变频风机，利于浆料内部水分快速增发，实现快速制壳。
3. 壳模干燥时间短，使用普通硅溶胶，一般4-6小时内干燥一层，适合快速生产。比常规制壳约4-5天的干燥，节约时间一半以上。
4. 节能环保，综合节能约30%以上。
5. 悬挂线设计，工人劳动轻松；常规推车，劳动强度大。
6. 智能控制，所有温湿度可以数码显示并调整，可配干燥时间倒计时，非常方便。
7. 恒温恒湿主机与制壳灰尘基本隔离，主机故障减少，日常维护很简单。
8. 设备模块化，数量可自定，升级方便。
9. 减少精铸厂基建配套，可以根据客户现场定做，性价比非常高
五．壳模快速干燥室实际应用
1. 客户现场图片1：

 客户现场图片2

“力泉”壳模快速干燥室自2010年推向市场，已经有数十家客户使用，节能降耗效果明显，其中包括惠东吉邦，惠州凯特，东莞明安，东莞富国等著名民营、台资企业，也被上海航天，西航动力等高科技军工企业选用，取得良好的应用效果。

D．燃气壳模烧结炉改进结构，优化燃烧和控制系统，降低能耗。
壳模的烧结方式，最早是柴油炉为主，优点是有氧气助燃，残蜡燃烧充分，壳模烧结彻底，透气性好，缺点是燃料费用高。前几年使用硅碳棒的电热烧结炉得到广泛推广使用，相比燃油炉或煤气发生器炉子，电炉的优点是节能、干净、环保；缺点是没有氧气助燃，壳模烧结不够彻底，透气性差。
燃气壳模烧结炉，燃料使用成本介于柴油和电之间，优点是壳模烧结透彻，是性价比较高的烧结方式。但传统的燃气炉，体积巨大，维护保养繁琐，使用多有不便。
力泉秉承20多年生产优质壳模烧结炉的经验，结合国际先进技术，独家推出了带有变频控制的燃气壳模烧结炉。

一．力泉燃气壳模烧结炉的特点
1. 优化炉体设计，占地面积小，结构紧凑，炉体尺寸和以前的燃油炉基本一样，不会浪费宝贵的室内空间。
2. 加强炉体框架刚度，延长炉子的使用寿命，我们一直采用8MM的钢板做炉体结构，使炉体刚度在长时间高温高强度的使用状态下，保持稳定不变形，炉顶采用弧形砖做整体硬顶，长期高温也不塌顶，保证了整个炉子的8-10年以上的长寿命。
3. 采用业内顶级的“洛耐”特级耐火砖，最高耐温达1680℃，防止炉膛变形产生裂纹，保证长期使用寿命。
4. 美国HONEYWELL专利燃气烧嘴、配合德国SIEMENS公司程序控制器、针对不同种类LNG以及LPG均可实现高效燃烧。
6. 标配电子点火，由电脑控制点火时机，减少人为操作失误。
7. 独家配置变频风机控制系统，在火力的不同阶段，由电脑自动控制不同的进风量，调整到最佳空燃比，达到节能降耗的效果。
二．具体节能指标，和普通的燃气炉对比，参看附表：
两种燃气烧结炉能耗对比表

三．燃气壳模烧结炉实际应用
自2012年以来，有数十台改进型的力泉燃气壳模烧结炉在客户现场使用，如东莞明安，东莞宝鈦，东莞建力、吴忠仪表、日本工装等，均取得良好的节能效果和经济效益。
综合来看，力泉燃气壳模烧结炉比一般燃气炉节省燃气约35%，长期生产，节能降耗的效果是非常可观的。

E．力泉其他创新设备，还有一小时快速除水的全自动蜡液快速除水机，节省人力自动升降的快速配浆机，带废壳模输送功能的封闭式震动去壳机，切割打磨水帘除尘系统等，致力于解决传统工艺环节的能耗高、污染大等顽疾。

设备效率决定企业的生产效率和经济效益。“力泉”在射蜡、制壳、烧结等传统高能耗环节做了合理的改进、创新，推出了自动射蜡机、真空沾浆机、壳模快速干燥室、壳模燃气烧结炉等设备，经过实践证明，生产效率高，节能效果好，能帮助企业取得良好的经济效益，值得广泛推广。

东莞市力泉机械有限公司 2014-11-13
电话：136-0231-9958