机床铸造车间设计

【文章编号】１００７－９４６７（２００７）０５－０１０５－０３

机床铸造车间设计■任永明（机械工业第一设计研究院，安徽蚌埠２３３０１７）

【摘要】介绍了一个年产１５０００ｔ高档机床铸件车间的设计过程，重点分析车间设计的要点，各生产工序的关系、总体布局和主要设备的选择。

【关键词】机床铸件；树脂砂；铸造车间

【中图分类号】ＴＢ４９１；ＴＵ２７４【文献标志码】

ＤｅｓｉｇｎｏｆｅｎｇｉｎｅｂｅｄＦｏｕｎｄｒｙ

ＲＥＮＹｏｎｇ－ｍｉｎｇ

（ＦｉｒｓｔＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｃｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＭＩ，Ｂｅｎｇｂｕ２３３０１７，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｆｏｕｎｄｒｙｙｅａｒｌｙｐｒｏｄｕｃｅｓ１５，０００ｔｏｎｕｐｓｃａｌｅｅｎｇｉｎｅｂｅｄｃａｓｔｉｎｇ，ａｎａｌｙｚｅｄｐｒｏｄｕｃｔｃｌａｓｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｓｈｏｐｗｉｔｈｅｍｐｈａｓｉｓ，ｍａｉｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃｈｏｉｃｅａｎｄｏｖｅｒａｌｌｌａｙｏｕｔ．Ｔｈｉｓｗｏｒｋｓｈｏｐｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｓｅｒｖｉｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ．

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｅｎｇｉｎｅｂｅｄｃａｓｔｉｎｇ；ｒｅｓｉｎｓａｎｄ；ｆｏｕｎｄｒｙ

１设计任务

某机床铸造车间年产机床铸件１５０００ｔ，产品主要为各种机床厂配套及出口；主要铸件为床身、工作台、升降台。最大件４５９０×１２５０×７１０ｍｍ（长×宽×高），７４００ｋｇ。材料为高强度孕育铸铁。

２机床铸件生产的特殊性

１）ＨＴ３５０高强度孕育铸铁，具有良好的精度稳定性，抗压强度和减震性，高的弹性模量和耐磨性。

２）单件小批量生产方式；大型铸件多采用地坑造型，床身等箱体类铸件大量采用组芯生产。

３）外形多箱形，易产生应力，不宜上落砂机振动落砂。

４）铸件的重量、尺寸差别大，生产组织复杂。其中，工作台铸件由于长宽比大，要特别关注生产的特殊性。

３车间设计要点

１）熔化方式必须使铁液出炉温度达到１４７０℃￣１５２０℃，能够可靠加大炉料组成中废钢比例（质量分数达到４０％￣５０％），可灵活采用Ｃ－Ｓｉ，Ｃａ－Ｂａ和ＣａＭｎＳｉＢｉ系孕育剂等技术措施，多措施保证铸件的材质要求。能够适应不同重量铸件的生产，特别要满足大型铸件对铁液供应的要求。

２）针对不同铸件的特点，具备包括地面有箱造型、地坑造型、简易造型线（小件）等多种造型方式；混砂机的配置与造型任务相适应。

３）充分考虑组芯生产特点，组芯精度保证措施，对起吊设备的要求。

４）砂芯的生产能力与造型能力的匹配问题要引起足够重视。由于机床铸件需要大量砂芯，仅考虑砂芯混砂能力是不够的，必须解决砂芯涂料、烘干、储存、转运等一系列问题；同时考虑制芯工序的机械化程度，提高生产效率和面积利用率。

５）由于机床铸件大部分不宜上落砂机，在砂再生落砂机选择上要考虑落砂机台面尺寸与承载力的合理关系，做到大台面中等承载。

６）重视各工序间的转运，包括熔化的铁液到合

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制造工程设计

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箱浇注区、砂芯到合箱区、铸件到清理区，未浇注完铁液到炉料区等各方面转运要求和转运手段。

７）铸件表面清理应避免一台设备适应所有铸件，对不同铸件应采用不同的清理方式。单件、特大型铸件可采用喷丸；特长型铸件如工作台可采用长室体吊钩式专用抛丸室。提高清理效率，降低设备投资成本和运行成本是优先考虑的问题。

８）注意公用设施的配套，特别是砂再生系统冷却水、压缩空气、除尘系统以及各控制间位置的安排，公用系统能力充分满足工作班次要求。

９）行车吨位的安排要兼顾铸件的生产要求与厂房的造价，特殊大件的起吊应考虑两台行车合抬，降低土建投资。

４车间的组成及工作制度

本车间由熔化工部、造型工部、制芯工部、清理工部、树脂砂再生工部、化学成分分析室、型砂试验室、变配电所、空压站、车间办公室、卫生设施、露天库、生产准备等组成。工作制度采用三班阶段工作制，即一班造型、制芯、合箱；二班熔化、浇注、冷却；三班开箱、落砂、旧砂再生及输送、准备。

５主要生产工艺说明

５．１熔炼工艺及质量的控制

主要工艺为冲天炉——

—电炉双联熔炼。

２台１０ｔ／ｈ冲天炉采用外水冷式，保证熔化的稳定和可控。１５ｔ中频感应保温电炉，双向供电，可满足最大２５ｔ重铸件的铁液要求。冲天炉采用高架，解决打炉时废料的运出。爬式加料机和优化控制管理系统，使冲天炉完全在最优熔化状况下自动运行。设置的炉前快速分析室，配备有各种分析设备，保证铁液成分准确性和分析的快速性。

５．２造型工部

呋喃树脂自硬砂造型工艺，根据机床铸件大小、重量的不同，采用不同混砂量的连续式混砂机。特别是４０ｔ／ｈ移动式混砂机旁配备４０ｍ长，宽２．５ｍ，深２ｍ的造型地坑，可同时解决４个９ｍ长工作台的造型要求。３２ｔ的双梁起重机最大可满足２５ｔ铸件的调运（该铸件采用开箱后调运）。

造型工部配箱区配置多台半龙门行车，轨高６．５ｍ，专门用于下芯操作，解决生产过程中抢行车问题，降低大行车使用成本。

５．３制芯工部

呋喃树脂自硬砂制芯工艺，１台５ｔ／ｈ和２台１０ｔ／ｈ固定式混砂机并配备振实台。醇基涂料，手工喷涂，贯通式电热循环气流烘干炉烘干。造型工部和制芯工部厂房柱上配备柱式悬臂吊，方便砂芯的起吊、翻转和直接转运到造型配箱区。

５．４树脂砂旧砂再生工部

旧砂再生能力为２５ｔ／ｈ（选用２套１２．５ｔ／ｈ砂再生系统并联）。落砂机重点考虑铸件外皮的落砂，而不是铸件直接上落砂机振动落砂，因而，落砂机台面尺寸大，承载力适中。旧砂再生生产工艺流程较为普通，不再叙述。

５．５铸件清理及热处理工部

小件清理采用Ｑ３７１０型吊钩抛丸清理机，方形中大铸件（＜２０ｔ）采用Ｑ７３２０型转台抛丸清理室，细长形铸件采用长室体吊钩式（起重量５ｔ）抛丸清理机，特大件采用喷丸清理室。热处理采用台车式热处理炉。

６车间布局

车间总长为１２０ｍ，宽为１２０ｍ（一共六跨，其中一跨露天跨１８ｍ），见图１。

图１铸造车间布局

除尘器

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主厂房为３个平行跨组成的矩形厂房，铸件清理及热处理工部为２个平行跨组成的矩形厂房，两个矩形厂房间设置露天跨。

布局优点：

１）相互干扰小，各工部间独立又便于联系，物流无交叉，运输路线短。

２）设置的露天跨不仅解决砂箱、铸件的存放和辅助设施的用地（除尘器），更为重要的是避免了多联跨厂房的通风不畅问题。

３）在熔化工部和砂处理工部之间设生产准备工部，解决模型维修、整理、浇注、保温、冒口制作等若干问题，而这些以前往往考虑不足。

４）可根据生产要求灵活设置厂房跨度、行车吨位、厂房高度，既保证生产需要，又最大可能降低厂房投资。

５）由于采用钢结构厂房，该布置可采用屋面外排水形式，相对设置内天沟排水，优势明显。

６）熔化工部、生产准备工部、砂处理工部一侧，设置的除尘系统、循环水冷却系统、车间变配电所、空压站等公用设施，保证厂房外观整洁，又有利于线路的走向和布置。

【参考文献】

【１】铸造车间和工厂设计手册编委会编．铸造车间和工厂设计手册［Ｋ］．北京：机械工业出版社，１９９５．

【２】铸造设备选用手册编委会编．铸造设备选用手册．北京：机械工业出版社，２０００．

【收稿日期】２００７－０１－２０

任永明（１９６３￣），男，安徽蚌埠人，高级工程师，从事

工程设计工作。

作者简介

制造工程设计

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志高空调高端新品倍受外商青睐

本刊讯４月１５日，记者程建设在刚刚开幕的第１０１届广交会上了解到，凭借突出的成交业绩和良好的品牌影响力，志高成为整个广交会的亮点，引起了商务部领导和广大海内外客商的极大关注。据志高营销副总裁张平女士介绍，志高此次所推出的三超王、变频冰蓄冷模块机等一系列高端、高技术新品吸引了众多的海外客商。开幕当天，志高现场所签订的意向性订单就达８０００万美金，预计本届广交会可完成４．５亿美金的总成交额。

三超王、变频冰蓄冷模块机获外商青睐

记者在展位现场看到，志高此次展出的产品主要涵盖家用空调和中央空调两大类别。其中，三超王、变频冰蓄冷模块机因代表了当今行业技术的最高水平，而受到众多海外客商的极大青睐。

“近年来，志高在产品结构上做了明显调整，不断加大了对高端、高技术新品的展示和推介。事实证明，高端市场也正成为志高海外业务新的增长点。”张平副总裁表示。

据不完全统计，自０７冷冻年度以来，志高海外业务继续保持强劲的发展势头。截止到３月底，已完成全年销售任务的６０％，同比增长３５％，再次创下志高海外销售新高。与０６年同期数据相比较，增幅较大的国家主要有北美、西欧、东欧、西非等。

外销价继续走高，上涨幅度为５％左右

针对空调出口提价问题，张平副总裁表示，今年空调行业总体外销价预计将继续走高。而志高通过大力增加产品的附加值，此次价格上涨幅度将大约维持在５％左右。而从海外市场反馈的信息显示，提价不会影响到志高海外业务的持续增长态势。当前，志高已在俄罗斯及整个东欧地区的销量已经翻了几番。根据双方预测，志高的销量将在未来两年由目前的８万余套突破至２０万套的大关！

欲建立海外销售公司

据记者了解，志高已在全球范围内建立起了一个庞大、反应敏捷的国际化营销网络。还加强与韩国现代、日本三菱、德国威能等跨国巨头在深层次上的战略合作，这进一步提高了志高品牌在海外市场的影响力。

张平副总裁向记者透露，除进一步加大海外合资建厂的力度外，结合当前的市场需求情况，志高在前一段时间还派出了海外业务骨干专程赴海外市场进行了实地考察。预计将于近期内在澳洲、东南亚等市场建立起自己的海外销售公司。

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