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压铸生产的装备配置与厂房布局
发布时间:2020年07月20日 10:03


压铸是一种少、无切削的近净形金属热成型技术,压铸件具有质量轻盈、轮廓清晰、尺寸精密且一致性好和互换性高等特点,并且只要经过少量的机械加工或甚至不必加工,就可以直接装配使用。还有,压铸生产过程又有节能、高效、低耗等诸多优点,因而在汽车、摩托、家电、仪表、航空、电子、兵器、五金、灯具等许多领域得到广泛的应用,加上又有诱人的高效益和高回报率所驱动,极大地吸引了众多的投资者,多数人采取了科学的态度、稳健的步伐、积极的进取,取得了成功。现在压铸工业的蓬勃发展足以说明其强劲的势头。

压铸生产的装备与厂房都应符合专业的要求,其相关的和周边的物料资源则应按压铸的专业需要加以配置。为此,在组建压铸企业时应对此有所了解和认识,从而根据投资规模来确定装备的种类、规格、项目、和数量,并且以所选择的装备来考虑相应的厂房布局。


一、 压铸生产的装备配置

压铸生产所应配置的装备较多,下面分别简述。


1、基本设备

基本设备包括:压铸机、保温炉和熔化炉。

压铸机是压铸生产的主体设备,锁模力≤4000KN为小型机、4000-8000KN为中型机、10000KN以上为大型机。压铸机的规格与型号可通过压铸件的选型工作加以确定。

保温炉是将熔化好的金属液保持在工艺需要的温度范围的设备,通常摆放在压铸机的旁侧。当生产规模小(例如压铸机只有1-2台)的情况下,保温炉也可作为熔化金属之用,暂时不另配备熔化炉,但这种做法只是权宜之计,金属液的质量会受到影响。


熔化炉是专用于熔化金属料锭或料声的设备,其熔炉的容量应足够,能向一定数量的保温炉配送金属液。当配置熔化炉时,对金属液的质量较为有所保证。


2、辅助设备

辅助设备是为主机实现机械化或自动化而配备的。辅助装置包括:浇料装置、喷涂(含清理装置和取件装置。配备辅助装置不但为了减轻劳动量、提高劳动效率、增加经济效益,而且对铸件的质量合格证尢为重要)。

(1)浇料装置只是对冷室压铸机配置的,有了这种装置,浇入压室的金属液得以定量,有利于压射过程的各段行程点的位置比较稳定,料饼厚度也比较一致,这对冷室压铸机来说非常重要。热室压铸机的熔炉则是放置在机器内的,不必另配浇料装置。

(2)喷涂装置的功能是:压铸操作过程中,在模具开启的情况下,对模具分型面进行清理金属片和碎屑、喷涂脱模剂,与此同时,喷涂用的压缩空气对模具还能起到一定的冷却作用。

(3)取件装置用来将压铸出的压铸件从模具的开档之间取出。

(4)对于喷涂或取件的工作,也有配置机械手来完成的。更有用一个机械手完成喷涂与取件二项功能的。

对于实现机械化或自动化的生产方式来说,应对每台压铸机同时配齐这三种装置。对于一般的生产方式,可不配置辅助装置:也可只单独配置一种或二种,这时,根据这些装置的作用的重要程度,按浇料、喷涂、取件这样的顺序加以配置。


3、 周边设备

在压铸机生产线上,周边设备通常包括:切边机、铸件出模局部检查装置、铸件出模即时冷却装置、脱模剂压送装置、铸入镶件预热装置,配置的设备项目根据具体情况而定。对于压铸单元来说配置的项目可能要多些。


4、 附加的特种装置

当有特种工艺需要时,还应配置真空装置、模温自动控制装置和局部加压装置等。


5 、清整设备

清整工序是压铸生产线的后道工序,其设备主要有:切边机、带锯机、砂带机、砂轮机、喷砂机、喷丸机、滚筒去毛刺机、振动光饰机等等。


6 、检测仪器和设备

压铸生产中用的检测仪器和设备应根据产品零件的精度、检测项目和要求内容等具体情况进行配备。一般从初级的、简单的到高级的、复杂的,可以分别梯次配置,也可以选择几种相互搭配进行配置。对于产品种类多、技术要求高、生产规模大的企业,则尽量配置刘全。相关检测装备如下:

(1)长度计量常规量具、千分尺、千分表、量规、角度仪、投影仪、三坐标以及专用量具等。

(2)外观表面人工目视、平面度检测仪、粗糙度检测仪等。

(3)化学成分化验分析、光谱仪等。

(4)力学性能材料试验机、硬度计等。

(5)内部缺陷金相试验设备、工业X光探伤机、荧光试验设备、着色试验设备、超声波控伤仪、密闭耐压试验设备等。

(6)对于暂时没有条件配齐检测仪器或设备的企业,可以委托相关计检中心检测。


7 、运输与起重设备

压铸生产中,厂房内运输的物料主要是指金属料锭、金属液、压铸成品件、压铸废品件、浇口与排溢系统的金属、料饼、模具、工艺装置、各种设备的检修时的零部件和备件等。对于这类物料的运输没备通常采用叉车、电瓶车、行车吊运。当按自动化程度较高或组成压铸单元进行配置时,对于压铸件等金属,可以采用传送带装置。至于从熔化炉向保温炉自动运送金属液的方式,可采用架空轨道式配送装置、金属液流槽式输送装置等,也可以采用金属块传送分配装置。


8、 环保、污染物治理装置

压铸生产过程中,金属的熔炼过程、润滑剂的喷涂、压铸件的清理、金属液和模具的热辐射、压铸机的运转等,会产生有害气体、烟雾、粉尘、热量、油污和噪声等,这些都对环境和人体健康产生影响和污染。为此,需要和条件,首先从降低和减少污染源做起。其后,采取必要的治理措施。由于压铸生产的专业性较强,需要治理环保方面的工作又较多,目前,多数企业主要是先配备抽排烟雾装置和废水装置入手。有的城市对环保有更高的要求,不允许将烟雾任意排放至厂房之外,则还需要增设烟雾过滤与清洁处理装置。


9、 动力配备

压铸生产需要的动力源包括电、气、水。通常,按常规配备。

(1)电源设备所供给的电源的要求通常为:三相五线制、交流380、50HZ、接地电阻≤1Ω,必要时应配备相应的容量的稳压电源装置。

(2)当熔炉用燃气时,按要求配置供给。

(3)空气压缩机,必要时应有相应容量的压缩空气罐,压缩空气的压力为0.4-0.6MPa

(4)供水装置,水源水压≥0.2MPa。对于需要循环用水时,应配置水冷却塔。


10、 厂房环境的设施

压铸生产属于热加工作业,厂房内应提供良好的作业环境,符合工业卫生要求,满足操作人员的安全保障。采取的措施有如:供暖采暖、排风通风、采光照明等,可根据不同地区和当地气候配置相应的设施。


二、  压铸生产的厂房

压铸生产对厂房的要求大致如下:


1、主厂房

(1)主厂房内布置压铸机、保温炉以及为压铸机(简称主机)配套的辅助装置和需要的部分周边设备;对于组成压铸单元时,则按所生产产品需要的自动化生产线所需的周边设备配齐。

(2)敷设供各种设备和装置所应配备的线缆、管道。自接人厂房后的主线缆、主管道,除天车和照明电缆置于天车轨道上方以外,其余的线缆、管道的敷设都以采用加防护的掩埋地下的方式为宜。向机台连接的分支线缆、管道更应如此,以免与天车的运输或周边设备发生干扰。所有与主机和装置有关的线缆、管道的出口接口位置,应符合压铸机、装置和设备的说明书的要求。

(3)压铸机及其配套设备和装置(以下简称机台,压铸单元亦同)按要求布排。

(4)机台的面积不但要按设备说明书的要求,而且还应留有充分的余地。

(5)当机台较多并且要相连排列时,应根据厂房的跨度作不同的排列(见工艺布局)。

(6)对于从熔化炉向保温炉补充金属液的方式是采用自动化运送时,不论在上方还是在地面,都不能置于主通道的空间范围内,以确保主通道的安全性和畅通无阻。并且也不能与天车的运行与起吊的运作空间发生干扰。

(7)主厂房的高度:以天车需要起吊的高度(包括起吊最大模具、机器或设备的最大零部件)来确定天车轨道面的位置,天车上方则按建筑物要求加以确定的高度。通常,锁模力为1000吨以下的压铸机来说,其天车轨道面的高度约为8.5 m为宜,更大的机型则应更高些。

(8)主厂房内还应设置环保治理装置,以及给厂房提供维护健康与良好的工作环境的设施。其中排风通风系统最为关键,天车以上的厂房建筑结构以及屋顶结构应与选用的排风通风系统的要求相适应和匹配。


2、熔化间

(1)熔化间是集中熔化金属的工作场地,集中熔化作业既能够满足多台压铸机对金属液的用量,又便于保证金属液的质量。

(2)生产的合金牌号多于2种(含)时,熔化间的面积必须满足对不同合金牌号进行分类、分级管理的要求。

(2)熔化间应与主厂房紧邻并应有隔墙,可以是主厂房的一个部分,其位置以设在主厂房的长度方向的一端为宜,便于将金属液运送至各个机台的保温炉内。

(3)熔化间的动力源应根据选用的熔炉的要求而定。

(4)熔化间内应有单独的起重设备、装料、上料装置.

(5)应有足够功率的通风送风和抽排烟雾的装置。


3、清整厂房

(1)清整厂房包含手工操作部分和机床部分。全部具备压铸单元的生产形式或自动化生产线时,不设清整厂房,但仍有从事人工辅助作业的场地。有的企业专有对压铸件进行外观目视检查的工序(通常称为检分工序),把外观不合格的压铸件(废品)剔除出来。对此,常常将检分工序的作业场地放在清整厂房内。

(2)清整厂房的面积与清整工作的方式有关,尤其是与采用切边机、机械设备的种类和数量有关。当具备了相当数量的机床后,则手工清理就较少,作业面积可以小很多,清理工也相对少些,并且清理的效率较高,质量也比较稳定。

(3)清整厂房应与主厂房靠近或相连,便于压铸件的运输。清整厂房的高度可以比主厂房的低,可以按轻工业的厂房要求建造。

(4)当产品的合金种类和牌号不止1种的情况下,为了便于将不同的合金进行分类、分级管理,清整厂房还应为此留有充分的暂时存放的面积。

(5)对于某种压铸件来说,在清整过程中,有可能将局部部位的清整工序与后续机加工工序合并,使该部位直接达到成品尺寸。同时,也便于在压铸件转送前,了解该加工部位的表面存在气孔的情况。为此,在清整厂房内需要增设精度较高的机加工设备(现时多为数控加工中心),这时,清整厂房内应另设精加工的场地。


4、附属厂房

附属厂房是为压铸生产配套的技术、管理、维修、生活等方面所需要的场所。以设在与主厂房同一个建筑主体内为宜,可以比较集中地分布在建筑主体的同一侧。

(1)金属材料库  金属料锭存放场地应与厂房有同样的要求。当合金种类和牌号较多时,应加强管理,严格按合金种类和牌号加以分类、分级,不得交叉相混。料锭应避免受湿受潮,以免产生霉点,降低合金料的品质,影响压铸件的质量。为了便于运输,料库的位置尽量紧靠熔化间为宜。

(2)成品库  经过检验确认为合格的压铸件进入成品库加以管理,然后按要求或装入周转箱(筐)待运至后道工序、或包装装箱待发运。

(3)模具库  其面积应足以按模具管理制度整齐码放模具。并且还应另有一定的作业面积便于进|行护理(清洗、清理、涂油等)和简单的维修(打磨、更换易损件等)工作。还有,与压铸工艺或模具有关的特种工艺的装置,也与模具一样按制度妥善存放和管理

(4)检测工作室  也称为检测中心,包括计量和理化试验的工作,设施较少的情况下,设在与主厂房同一个建筑主体内。对于有条件的企业,仪器和设备比较齐全,计量、理化试验室也可以单独设立在恒温建筑体内。

(5)备件库  是压铸机与其他设备的备件和易损件的存放和管理的处所。有条件时,也可以同时兼做机器的维修站之用。其面积根据备件和易损件的数量以及维修工作量(与压铸机和其他设备的台数有关)而定。

(6)工具库  是压铸生产过程各个工序所用的各种工具的存放和管理的处所。所指的工具包括:操作者的手用工具、通用工具、专用工具以及特制的工艺装备。

(7)辅料库  存放压铸生产过程需要的一些低值易耗品,如脱模剂、涂料、润滑剂、熔炼用的熔剂和辅料、油类、操作人的安全保护用品等。

(8)动力间电源、水源、压缩空气、燃气等都应有配房,除变电站按建筑工程的要求配置外,水、气的配房尽量靠近压铸厂房。由于压铸时,压铸机和压铸模需要大量的水作冷却之用,为了对水进行循环冷却,以增设水冷却塔为宜,也可以用较大容量的水池代替,但效果可能要差些。

(9)管理用场所  厂房内应设有办公室、工程技术室、会议室等。

(10)生活用场所压铸生产作业的劳动量大,操作环境艰苦,高温作业时间长,容易产生疲劳。为此,应为操作人员提供较好的环境,保持充沛的精力,确保安全操作。生活用场所包括:更衣室、淋浴问、洗手问、饮水休息室等。

附属厂房所划分的场所、库房和工作室,可以按上述的细分,也可以部分合并兼用,应根据企业规模的大小和产品的要求而定。经过清整的压铸件)一一金属料库(废品件和清整后的浇口、排溢系统的金属)。


三、压铸厂房的工艺布局

压铸厂房的工艺布局应根据所选定的设备、仪器、装置和工具,结合与之相适应和匹配的厂房建筑结构的具体情况加以确定。工艺布局的要点如下:

1、按铝、镁、锌、铜等合金种类组建车间,并且各自配有熔化间。对于生产规模小,不分合金种类组建的车间,应对合金种类严格分类、分级,加强管理。

2、压铸生产过程中的物料流程应符合工序的衔接与连贯,通常的流程大致为:金属料库(炉料)——熔化间(金属液)——分配至各机台的保温炉——清整厂房的检分作业场地——清整作业场地(对检分后的成品件进行清整)——成品库(合格的产品)。压铸机及配套设备和装置的布排,应根据厂房的跨度、长度、总面积以及机型的大小和配备装置的项目而定。现以主通道通行方向为基准,按压铸机的长度作为摆放的方向,压铸机与主通道平行摆放,如图1的示;呈垂直摆放的,如图2或图3所示。平行或垂直的摆放方式,既适合于大、中、小型机器,也适合于压铸单元式的机台。对于小型机来说,当只有基本没备(主机),或配各的辅助装置的项数较少的情况下,限于厂房面积的缘故,才考虑按≥60o斜向摆放,并将压射机构置于主通道侧,如图4所示。



3、关于保温炉的摆放,必须在机台范围内,对于配有自动浇料装置时,保温炉的位置可以在操作侧,也可以在非操作侧;但对于手工浇料时,则保温炉必须摆放在操作侧。

4、当机台为2台以上的并行排列时,机台的面积不但要按设备说明书留有充分的余地,而且机台之间的间距还应满足如下的要求:操作人遇险时迅速撤离的通道、机台如围留有供人员可以通过并进行检查的空间、设备维修时留出拆装零部件的空间和面积、压铸出的零件码放或放置用的装具的面积、操作人员用的工作台。

5、当机台较多并且要相连排列时,应根据厂房的跨度作不同的排列。一种是主通道为一侧,其旁侧排列机台,如图1、2、3、4所示;另一种是主通道在中间,机台在两侧排列,其排列的方式与单排相同,这种适合于厂房跨度足够的情况时采用。主通道是指供人员行走、叉车和电瓶车通行的平坦路面。对于中小型机器的厂房,主通道的宽度应≥3米。有大型机器的厂房的主通道应更宽些。

6、机台与厂房的墙面应有足够的距离,一般为≥3米,并且以能够满足机器设备维修拆装零部件的需要的距离为限。机型越大,距离应大些。

7、由于金属液向保温炉的输料方式不同,保温炉与压铸机的相对位置也应与之对应和匹配。

1)、采用叉车或天车吊包运送金属液:压铸机与主通道平行摆放时,操作侧应靠近主通道,保温炉也靠近主通道;对于压铸机垂直摆放时,压铸机的压射机构端靠近主通道,保温炉也靠近主通道,并与操作者同一侧。对于小型压铸机斜向摆放时,参照垂直摆放的位置安放保温炉。

2)、采用沿着墙面架空的轨道式运送金属液,压铸机必须配备自动浇料装置:对于压铸机与主通道平行摆放时,操作侧仍然靠近主通道,但保温炉摆放在非操作侧的指定位置;对于压铸机与主通道垂直摆放时,压铸机的压射机构端不在主通道旁,保温炉可以摆放在操作侧,也可以摆放在非操作侧。

3)、采用流槽式装置输送金属液时,保温炉的位置应视具体情况而定。

8、采用传送装置输送压铸件成品、废品、浇口和排溢系统金属、料饼时,对传送带安装的位置应有如下的要求:

1)、不应占用主通道和安全通道

2)、不要妨碍操作人员临危时迅速而安全地撤离现场。

3)、与其他运输方式所用的地面或空间没有干扰。


压铸厂房的工艺布局需要考虑的方面很多,原始情况和生成条件的差异也很大,很难用统一的模式加以概括。现将小型规模、中等配置的压铸厂房作为典型的示例,如图5所示



总之,仅就工艺布局而言,应根据规模、配置、厂房、工序以及具体情况和需要,按前面所提的各种要求,以照图5示例,相应地加以扩展或缩减,作适当的调整后,再进行布局。


由于压铸单元具有较大的独立性,多数都按每个单元独立排布,但同样要考虑为每个单元的进口和出口设足通道或空间。当若干个压铸单元在进口和出口联成生产线时,则厂房的各项要求应根据产品、材料、机型、生产节奏加以考虑。下图6为汽车发动机缸体生产单元。


综上所述,说明压铸生产的装备配置和厂房布局要考虑的问题很多,所涉及的内容也很广。其中,对厂房的环境保护、工业卫生、防暑降温、排风送风、抽排烟雾等事项,则首先应结合当地的条件和要求给予必要的保证以外,其余生产上的需要的项目和内容,并不是所有压铸生产单位都要全面完善和全部配齐的。从工厂或企业的角度而言,当规模较大时,并且压铸产品的技术要求的项目也比较多的情况下,配置的装备就要齐全些,厂房布局和物流的路线也要考虑得较为周到些。总之,装备配置和厂房布局应根据实际需要和具体条件,并在兼顾企业利益和社会效益等诸多因素的情况下进行综合的评做和决定。