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淺議壓鑄工廠總體布局
發布時間:2015-01-07 | 來源: | 瀏覽:

綜述淺議壓鑄工廠總體布局廣東湛江德利化油器有限公司陳國策壓鑄生產廠需要考慮的問題是多方面的,不僅有熔化、壓鑄、清理、時效、拋丸、模具、鑄件檢驗等工序,還有工廠的總體布局,牽扯到物流、水、電、燃料及原料的采購、倉儲和運輸等因素。

我國現有上千家壓鑄廠,小到只有1臺壓鑄機,年產壓鑄件不過百噸,大到擁有50臺以上壓鑄機、年產壓鑄件近萬噸。有的是總公司下屬的壓鑄廠,其生產訂單來源比較固定有的是專業壓鑄生產廠家,面臨整個市場,其生產品種繁多,而且生產任務變化較大,要保證立于不敗之地,就要求它具有很強的應變能力。

所以,壓鑄工廠的總體布局需要根據各自的實際情況,合理地確定各種模式,才能得到較好的效果。

1壓鑄工廠的組織機構機構管理部門精煉,只設總務科和管理科就分管了資材、總務、人事、財務、安全、計劃、供應和外協工作,其行政管理部門的工作效率較高。

在眾多部門中尤其要重視:①品質管理部門:應投入足夠的力量。因為壓鑄產品不同于其它工業產品,雖然壓鑄件在出廠前檢查了外觀、合金成分、尺寸、氣孔和縮孔等,但是壓鑄件是否合格的最終檢查還是在采購商處,由于壓鑄件加工中會出現材質發粘和過硬難加工的問題,采購商會將不合格品退回給壓鑄廠,勢必造成壓鑄件的成本上升。②銷售部需要大力加強,不僅需要具有激勵作用的銷售政策,鼓勵銷售人員努力開發市場,更需要有一只高素質的銷售隊伍。專業的壓鑄工程技術人員不僅要充實到生產技術管理部門,而且要將技術人員中的精英送到品質部學習,然后再到銷售部工作。這必將有益于銷售市場的開拓與穩固。

例如日本的利優比(RYOBI)公司靜岡工廠就是采用這樣的組織結構。

2壓鑄工廠的平面布置壓鑄廠房的跨距一般有15 m、18 m、21 m、24 m等,根據廠區的面積和條件以及壓鑄機的噸位,確定廠房的跨距。壓鑄廠房的跨距越大越有利于壓鑄機的布局,但廠房的造價隨著跨距的增加按比例增加,所以要綜合考慮廠房的利用率、造價等因素。

根據熔化、壓鑄、清理、時效、拋丸、加工、檢查、倉儲的具體情況,充分利用工廠的土地面積,合理地確定其建筑的結構、跨距和下懸高度等,降低土建投資費用。

廠房內壓鑄機的布置一般有兩種形式。

陳國策,男, 1963年出生,工程師,廣東湛江德利化油有限公司,湛江市赤坎區海田路27號(524043)2.1中間一條物流通道,兩邊布置壓鑄機中小噸位的壓鑄機(噸位在800 t以下)只需布置在車間的兩側,中間留出熔融鋁合金和壓鑄件的輸送通道即可。

按此類型布置廠房的有廣東德利公司和廣東江門大長江公司等。此方案廠房的面積利用率較高。

2.2中間是壓鑄機,兩邊是物流通道大噸位的壓鑄機布局應按順序布置在車間的中間,兩側留有通道。其中一條通道作為熔融鋁合金的輸送路線,另一條通道作為壓鑄件的輸出路線,使兩種相對的物流分離,避免了相互干擾。由于中大噸位壓鑄機的物流量很大,所以這種布局對中大噸位壓鑄機是非??扇〉?。如果工廠的生產量有限,可將集中熔化爐放在壓鑄車間內,靠近最大噸位的壓鑄機,盡可能的減少不必要的物流量。

日本利優化(RYOBI)公司靜岡工廠和廣東東莞永成電器公司就是采用的此種方案。

廠區的面積也應充分利用。在每個車間之間的空地鋪上水泥,上面架設簡易棚,便可以作壓鑄件的中間庫,充分地利用了空地。

例如:日本利優化(RYOBI)公司靜岡工廠的占地面2,而建筑面積為24 642 m 2,土地利用率為52.5 .由此可見,它的土地利用率是比較高的。而我國壓鑄廠的土地利用率普遍偏低(土地資源沒有得到充分的利用)。

在靜岡工廠的大門處有一塊700~800 m的空地,它是鋁合金新料的堆放地,最大堆放能力是250 t左右,與它平均日產鋁合金壓鑄件120 t的能力相比是遠遠不足的,但這種存儲量與其生產量相結合是可行的。

因為它日產量巨大,使其生產均衡性很好。每日所需的鋁錠從鋁合金生產廠源源不斷地運來,不需要鋁錠專用存放倉庫,在鋁錠熔化前使用氣吹和必要的清洗及爐前烘干即可。如此,就可以省去鋁錠存放倉庫的建設投資。

我國大多數廠家需要鋁錠存放倉庫,其存放面積需要根據壓鑄件日產量和鋁錠運輸周期而定,平均5~10天。由于鋁錠的存放時間較長就不能采用露天存放的方式,不得不建造一個鋁錠存放倉庫,增加了生產成本,削弱了競爭能力。

3壓鑄工廠的壓鑄工藝流程壓鑄工藝流程如圖2所示。

4壓鑄工廠應配備的主要設備根據壓鑄工廠的工藝流程配備的設備主要為:①熔化設備②壓鑄機③后加工設備(機加工、清理、拋丸、時效、電鍍、涂裝等)④模具加工設備⑤檢驗設備。

設備的具體配置可根據工廠的規模和壓鑄件的技術要求而定。

5熔化和鋁液運輸5.1集中熔解和爐前保溫鋁合金的熔化設備分集中熔解爐和機前保溫爐兩部分:①鋁合金集中熔解爐的爐體型式主要有坩堝傾斜爐和熔池爐。鋁合金集中熔解時,鋁錠的新舊料配爐前保溫爐的爐體型式主要有坩堝爐和熔池爐。

熔解爐和保溫爐的能源有電、柴油和液化氣。

在壓鑄件生產成本的比例中,鋁合金熔化、保溫所消耗的能源費用僅次于鋁合金材料費和模具攤銷費。

而我國許多壓鑄廠還在使用電熱坩堝爐。由于電熱坩堝爐的熱效率最低,國內工廠的工業用電價格普遍在1元/kW?h左右,致使電熱坩堝爐的運行費用最高。如果使用柴油坩堝爐的話,其能源消耗費僅是電熱坩堝爐的60 ~70 如能將坩堝爐改為反射熔池爐,能源消耗費還會降低。現在市場上有一種用液化氣加熱的熔池爐,其能源消耗費最低,缺點是一次投入較高。

例如,保溫量為500 kg的液化氣保溫爐,一日三班24 h工作的液化氣消耗量是20 kg.鑄鐵坩堝爐的優點是價格低廉,但易造成鋁合金增鐵石墨坩堝爐雖然能免除鋁合金增鐵,但石墨坩堝爐的價格太高,進口的石墨坩堝爐在1萬元以上,且平均壽命只有3個月,雖然國產的石墨坩堝爐價格較低,平均壽命卻僅有半個月。

在湛江德利公司,由于鋁合金壓鑄的生產能力僅為1000余噸,投資力度也有限,所以集中熔解爐和保溫爐選擇的是柴油傾斜坩堝爐和柴油坩堝爐,這樣既能滿足生產要求又能保證鋁液質量。

在東莞永成公司,集中熔解爐和保溫爐選擇的是柴油熔池爐和液化氣熔池爐。該公司的壓鑄件以往是這樣的選擇,盡管一次投入較大,但提高了鋁液的質量又可以降低熔化的能源費用。

日本利優比(RYOBI)公司靜岡工廠的熔解爐共有7臺,而且型式多樣,其中最大的集中熔解爐的容量為4 t.

5.2鋁液運輸鋁液的運輸方式有三種,一是專用地下輸送線和懸掛輸送線二是用專用叉車三是用人工手推車。

①鋁液的專用地下輸送線和懸掛輸送線投資大,適應生產量變化的能力差,僅適用于企業下屬的大型壓鑄廠,由于產量大,生產均衡,投資效益較好。②專用叉車輸送鋁液的方式適用面較廣,優點較多,許多工廠都在采用,例如湛江德利、東莞永成、日本靜岡、廣州柳河和江門大長江等。熔融鋁合金的輸送用帶旋轉叉的專用叉車沿著廠內專用路線快速運輸,其好處是熔融鋁合金輸送速度快,鋁合金的溫度下降少另外專用叉車機動靈活,且輸送的專用設備投資少,可隨著壓鑄生產能力的提高,逐步增加專用叉車的數量,避免一次性投資過大。叉車配用的澆包方式有二種:一是叉車配有專用旋轉器二是人工搖動澆包翻轉。前者的澆包不受叉車的叉距所限,一次輸送量較大后者的輸送量較少,但投資較低。廣州柳河精機使用叉車的情況就比較好。③小壓鑄廠由于受到資金限制,采用人工送鋁液也不失明智之舉。

6壓鑄機6.1壓鑄機的噸位壓鑄機的噸位選擇是按照鑄件的大小而定的。

6.2壓鑄機的數量按能力負荷計算壓鑄機的生產能力是按每天工作24 h、每年工作250天計算的。

這里以靜岡工廠為例介紹大型壓鑄廠的壓鑄機配置情況。

靜岡工廠的壓鑄機共有37臺,分布在四個車間:第一車間有10臺,為1 200~2 250 t 第二車間有10臺,t)壓鑄機全部直接座在車間地面上,1 000 t以上的全部下沉,下沉的深度隨壓鑄機的型號不同而不同,原則上是壓鑄機的導軌面與地面等高,以降低車間的高度,減少廠房造價。

每個操作者同時控制兩臺壓鑄機,即使是3 500 t壓鑄機。

每臺壓鑄機都配有自動給湯裝置、取件機械手、自動切邊機。壓鑄件切邊后經滑道流到兩臺壓鑄機中間,操作工只需目視檢查外觀質量,然后將它們整齊地擺放在周轉箱內。由于日本與我國的國情不同,人工費相對較高,所以我們可以改自動切邊為人工去澆道和渣包,除非是特大壓鑄件不得已而為之。

7模具7.1模具設計制造模具的設計和制造是壓鑄工廠的一個主要部分。

模具是自制還是外委取決于模具的制造難度和每年的需求量。大型工廠的模具應自己制造,便于模具的管理和生產服務。為了提高模具設計、制造的質量和進度,需要配置3D設計軟件,如PRO/E、UGⅡ等,最MAGMA及類似的壓鑄模設計分析軟件,以對模具進行填充和溫度場分析,確保模具設計的準確可行性。

日本利優比(RYOBI)公司靜岡工廠的模具設計就是采用美國EDS公司的UGⅡ三維設計軟件。模具從設計、制造到熱處理等整個過程平均3個月就足夠了。

模具制造流程可考慮以下兩種。

(1)鍛料→調質→銑六方→加工型腔→真空淬火→鉗工修理→試?!涮氐閌悄>叩某哪>嬋沾慊鷙篤涑嘰繅話閎雜猩倭勘湫?,真空淬火設備投資較大,一般的廠家無需配備,通過外委加工,模具成本較低。

(2)鍛料→調質→銑六方→淬火→高速銑削和電火花加工型腔→試?!涮氐閌悄>叩男頹懷嘰緹冉蝦?,但模具的生產成本較高。因為進口高速銑床、刀具價格貴,必要時還需配置進口的五軸聯動工具磨床,其價格也不菲。

模具襯模的熱處理后硬度是HRC45.

7.2模具存放面積有的模具很重,可以采用平面擺放,因此模具維修的占地面積很大,也可以采用立體存放,對于模具的存放是采用立體式還是平面式,要根據模具的數量、質量和倉庫造價來定。

我國某些企業內的壓鑄廠在規模有限的情況下,配置模具車間。由于有限的模具生產數量使得模具的制造能力不能充分發揮。影響了模具的設計制造水平的提高和模具成本的降低。

8表面處理及時效鋁合金壓鑄件表面拋丸最好采用不銹鋼丸。

鋁合金壓鑄件的時效溫度為250℃,時間為4 h.

9品質檢查9.1氣孔檢查壓鑄件的氣孔對產品性能有較大的影響,比較好的檢查方法是用線切割機切開有可能產生氣孔的區域,氣孔的數量和大小一目了然,對于大中型的復雜壓鑄件,線切割的準確性、工作效率均比手工鋸高,但成本相對較高。小壓鑄件采用手工鋸比較合適,但只適用檢查直徑在1 mm以上的氣孔,因為過小氣孔易被鋸出的鋁屑堵塞。

9.1耐溫、裂紋檢查對有耐高溫要求且需100 檢驗的壓鑄件,可安排一條高溫檢測線,以大幅度提高檢測效率。

對有受力要求的壓鑄件最好是用X光機檢查鑄件的內部裂紋,確保壓鑄件的品質。

10結語壓鑄工廠總體規劃對工廠的生產效益起著至關重量的作用,全面的合理布局要綜合考慮以下因素。

(1)廠房規劃以實用為主。

(2)壓鑄機的選型應根據壓鑄件的尺寸、質量、產量和生產難度綜合考慮。

(3)與壓鑄機配套的自動化生產設備是否選用,要在設備投入費用和人工費用比較后,全面考核。

(4)熔化設備的投資額、運行費及合金溫度的控制精度應進行全面對比。

(5)物流與生產批量、壓鑄件質量關系很大。

(6)充分重視模具制造、維修工作。

(7)精確控制合金成分,避免壓鑄件的后續加工困難。

(8)用戶重視壓鑄件的外觀,表面處理設備及工藝不能掉以輕心。

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