KW静压造型线错箱问题分析及解决

摘要：线体自投产使用，所生产铸件尺寸精度高，一致性好，但随着时间的推移，该线体生产的产品开始出现错箱量增大并导致产品废品情况。

关键词：KW静压造型线；错箱问题；解决

前言

错箱是指由于合型时错位，铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开。笔者公司静压线产品错箱量严重时大于1mm，产品错箱导致铸件实际尺寸与设计尺寸出现偏差，局部壁厚变小，加工时出现跳动，严重时导致产品局部出现加工黑疤而报废，而且当铸件关键尺寸出现偏差时可能会对铸件相关安全造成影响。

1静压造型工艺

静压造型工艺是指气流预紧实加压实的造型工艺，适合于复杂铸件的生产。根据砂型的紧实难度可选择只进行高压压实或气流预紧实加随后的高压压实。所用造型机机型是下部带有举升机构的造型机，定量砂斗和多触头压头交替地运行到举升机构上方，模板通过旋转换位机构进出造型工位。举升机构一次举升后/定量砂斗向砂箱和余砂框内填加型砂，而后砂斗和压头换位，接着举升工作台再次上升并增压，实现密封。此后，气流预紧实阀快速打开，压缩空气流过型砂和模板上的排气塞，排放到空气中。在此过程中，型砂也流动起来，流向模板深凹处等难以充填和难以紧实的部位，填满加砂时出现的空穴；向下流动的型砂碰到模板表面而被预紧实。预紧实后，在模板附近的砂型紧实度最高。对于没有必要采用气流预紧实的产品，则取消此过程。气流预紧实后或举升工作台再次上升并增压后（不需要气流预紧实时），主动式多触头压头紧实砂型。最后，举升机构下降起模，设备回到初始状态，待新砂箱进入后，再造另一砂型。

气流预紧实工艺参数为了达到理想的预紧实效果，模板深凹处、模板外边缘和其他必要位置设置了排气塞。空气压力、气流预紧实阀的开通时间、气流预紧实时间都是可以预选的。气流预紧实工艺要求储气罐内压缩空气压力，公司在设计时已经考虑，在液压系统设计上保证气流预紧实工艺要求的快速开通时间。公司设定的开通时间使气流室的升压速率.，早期静压造型的升压速率。气流预紧实时间由用户设定，预紧实时间太短达不到紧实效果，太长没有必要，到设定时间后，气流预紧实阀关闭，关闭后经一段供排气塞排气时间，再启动气流室余气排气。排气塞既具有排气功能，又具有进气功能，除可以增加砂型紧实度外，还可以避免起模时造成真空，避免坏型。多触头高压压实采用主动式多触头压头按给定压力压实。根据模板布置，可设置压力分区，各分区可给定不同的压力值，以获得优良的砂型紧实效果。根据砂型成型需要，各分区可设置压实时间差，周边先压实有利于提高周边紧实度，先启动中部触头，有利于中部吊胎的紧实。压实过程中，压实缸先差动下降，即以较小的压实力压实，然后根据设置的压力值压实。压实通过定时进行控制。压实也可通过油缸的压力和流量检测进行控制，但是在技术上实现难度很大。加入加砂斗加砂称量过程可以实现自动补偿。加砂斗的每一个百叶窗门都由独立的油缸控制开闭。可以根据模板不同区域的用砂量不同确定百叶窗门的开启顺序5做为造型参数。砂斗内设松砂装置，在往砂箱内加砂的过程中5砂斗内形成松砂气流，增加了型砂的流动性，有利于气流预紧实。

2KW静压造型线错箱原因分析

2.1常规错箱原因

常规情况下，静压造型线出现错箱的一般有以下原因：（1）型板框型板定位销磨损后导致型板在型板框中位置出现偏差；（2）型板框砂箱定位销（套）磨损后导致加砂造型时砂箱与型板框配合间隙增加；（3）砂箱定位销（套）磨损后导致加砂造型时砂箱与型板框配合问隙增加；（4）砂箱定位销（套）磨损后导致合箱时上下砂箱配合出现偏差。在生产时，上下箱造型起模后经过翻箱机翻转均使得型腔分型面向上，下砂箱待下芯后推送至合箱工位，上砂箱完成铣浇口杯、铣出气孔等工序后在合箱前再次经过翻箱机翻转使得型腔分型面向下，然后上下砂箱在合箱机处完成合箱。在一个生产循环中下砂箱起模后翻转一次，上砂箱起模后翻转两次。待浇注冷却开箱后砂箱又循环至造型工位，此时上一循环中下砂箱的底面就会变成这一循环的分型面。上砂箱一面带有箱钩，每一个循环经过两次翻转保证都是箱钩向下合箱。砂箱的下砂箱上下两面均有定位销套，两个生产循环下砂箱的两面销套才各磨损一次，但上砂箱的定位销每个循环会磨损一次，常规生产时，型板框内砂箱定位销（套）日均使用（磨损）次数是砂箱定位销的一百倍以上。基于型板框砂箱定位销（套）高频次的磨损次数，对其使用过程中的状态持续监控尤其重要。在前期Kw静压线使用过程中，为了避免产品错箱持续制定了相应管理及维护制度，根据前期使用经验统计绘制出各定位销（套）的尺寸磨损推移图并持续定期对易损件进行更换。近期出现异常错箱情况后，公司对型板框及砂箱定位销（套）尺寸进行了检查，未发现定位系统异常磨损情况。

2.2异常错箱真实原因

通过仔细测量排查，发现型板框内型板定位有磨损出现，磨损后定位销（套）相关定位系统在安装时基准位置就会出现偏差。型板框材质为QT600—3，定位销材质为16MnCr5，定位销（套）在使用过程中会对安装孔造成挤压，长期拆装定位销（套）也会对安装孔尺寸精度造成影响。孔磨损发现上述原因后，一方面开始采购新型板框，另一方面随即考虑对现有磨损型板框进行修复。通过把型板框定位销（套）磨损处加工去除，并安装镶块后再次加工定位销（套）安装孔，修复后安装孔加工尺寸精度达到设计图纸要求，对生产的产品进行检验验证，错箱量小于0．3mm，满足公司产品质量控制要求，从而解决了铸件错箱问题。

3关于错箱其他需关注的事项

（1）生产过程中砂箱定位销（套）表面粘附砂粒后会加剧其磨损，Kw造型线一般配置有销套与销子清扫装置，下箱定位销套由液压操作的圆形清扫刷轴向插入清扫。上箱的定位销在造型线推送过程中经过一排固定的刷子得到清理。需定期对设备运行情况进行点检，保持清扫装置有效运行。（2）转台角度出现异常，导致型板框转不到位或者位置超出后也会导致定位销（套）磨损增加。（3）下砂箱起模翻箱后通过移箱降箱机放置至转运小车底板上，底板定位销与砂箱销套相配合，当转运小车位置出现偏差或者砂箱在移箱降箱机上位置出现偏差将加剧砂箱定位销套的磨损。（4）合箱时，下砂箱通过转运小车运送至合箱机下方，转运小车通过旋转编码器及齿轮齿条保证位置精度，当转运小车运行距离出现偏差以及转运小车上轨道磨损等都会导致下砂箱位置不准确，合箱时会加剧砂箱定位销（套）磨损。

结束语

通过对静压造型线产品错箱进行研究，分析了出现产品错箱的原因，并通过修复型板框，后期铸件在生产过程中错箱值小于o．3mm，保证了产品质量。错箱原因的分析为避免后期生产过程中产品出现错箱问题提供了理论依据。

参考文献：

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