冷室壓鑄機

隨著大型壓鑄的迅速發(fā)展, 實現(xiàn)自動化的趨勢迫在眉睫, 誠然, 自動化對中小型壓鑄機來說也同樣重要, 于是, 需要有自動化壓鑄機進行自動化壓鑄生產(chǎn)便很快地提到議事日程上來。初期自動化壓鑄機的組成主要是: 以主機作為核心, 配備澆料、噴涂、取件等3 項裝置, 有時加上切邊機, 然后把相關程序的運作銜接起來, 實現(xiàn)壓鑄生產(chǎn)過程自動化。1964 年, KUX 公司提出了實現(xiàn)自動化應解決的問題, 除了壓鑄機主機配置3 項機械手以外, 還應考慮其他的配備和問題,包括: 防止分型面金屬飛濺、合模過程的機器與模具的安全性、模具吹氣清理和噴涂、壓鑄件的取出方法、壓鑄件水冷卻并放置在傳送帶上、操作程序、生產(chǎn)效率、機器的構造、保溫爐的容量及金屬運輸、壓鑄件的切邊、等等, 這基本上就是一個壓鑄單元的要求。

約在20 世紀60 年代中, 機器人( Robot ) 開始在壓鑄工業(yè)中應用， 極大地推動了自動化壓鑄機的發(fā)展, 美國Allen Stevens 公司成為最早用機器人于壓鑄生產(chǎn)的壓鑄廠之一。T oshiba 公司于1970 年介紹了日本開發(fā)自動化壓鑄機的進展情況, 據(jù)稱, 日本進行全自動壓鑄機的試驗是在1961 年開始的, 但那時的壓鑄機的構造尚不能適合自動化的要求, 工業(yè)上的配套問題也未解決, 但就在不到10 年的時間, 日本有了自動化的壓鑄機。20 世紀70 年代的10 年里, 壓鑄生產(chǎn)廠家對自動化壓鑄機的需求日漸增多, 有的公司如SouthernDie Cast ing & Engineering 公司, 除了對壓鑄機自動化裝備提出建議之外, 還認為必須配備好的模具才能體現(xiàn)出壓鑄自動化的優(yōu)點。還有, 歐洲同樣也加快了采用自動化壓鑄機的步伐, 1983 年, Weingarten公司介紹了4 缸汽缸體在2 500 t 級壓鑄機上的生產(chǎn)情況, 當時這臺壓鑄機已經(jīng)采用了數(shù)字控制,同時著重對全自動壓鑄機的自動化生產(chǎn)進行了較為全面的闡述?？梢? 這個時期, 壓鑄生產(chǎn)自動化、建立柔性單元已成為壓鑄業(yè)界全球性的新話題。

20 世紀60 年代以后, 液壓技術、自動化控制技術、電子計算機技術、檢測技術、冶金技術、材料工程、化工技術等各種工業(yè)技術迅猛發(fā)展, 新的工業(yè)產(chǎn)品也是日新月異, 而機械制造技術和模具制造技術也在同步地迅速發(fā)展。在這種時代背景下, 必然為壓鑄生產(chǎn)技術的發(fā)展創(chuàng)造了最有力的技術基礎, 通過對各種技術的應用, 自動化壓鑄機也就得以日益完善。當以自動化壓鑄機為核心, 配置了各種輔助裝置和配備了周邊設備, 并加以按預定的程序運行, 便形成了壓鑄單元。臥式冷室壓鑄機上通常配置的輔助裝置包括: 澆料、模具清理和噴涂、潤滑劑的壓送、取件、預熱并放置鑄入鑲件、沖頭及壓室潤滑、壓射參數(shù)檢測、壓射過程監(jiān)控、鎖模力檢測, 大杠自動抽出和復位、機器運動副潤滑、壓力液液面位置及溫度顯示、故障診斷及報警、快速換模、安全護欄等, 有的將噴涂、取件、放入鑄入鑲件等其中的2 項或3 項裝置合用一臺機械手; 周邊設備則指: 保溫爐、熔化爐、金屬液( 或料錠料塊) 添加和運送、鑄入鑲件加熱、壓鑄件出模后的冷卻、壓鑄件疵病部位即時簡易檢測、壓鑄件切邊、壓鑄件噴丸或光飾、壓鑄件工序間及成品的傳送、抽排煙霧等; 當壓鑄工藝需要時, 再配置模具溫度控制裝置、真空裝置、帶密封環(huán)的沖頭及其配用的壓室、局部加壓裝置等, 此時

主機操縱程序應具有與之相銜接的控制功能。

上述配置的齊全程度, 與產(chǎn)品的壓鑄工藝和技術要求有關, 也與機型大小有關。此外, 每個壓鑄單元就是一個獨立的工作主體, 當一個廠房內(nèi)布置的都是由壓鑄單元組成的, 便成為一個沒有操作工的壓鑄自動化生產(chǎn)線。這時, 還可以將加料和輸送壓鑄件成品這2 個首尾工序各自分別連接成運輸線, 使廠房更加整齊。由于壓鑄生產(chǎn)自動化的核心是壓鑄機主機, 因此,壓鑄單元和壓鑄自動化生產(chǎn)線的發(fā)展, 便成為壓鑄機發(fā)展的重要部分。

在20 世紀40 年代的中后期, 我國只有為數(shù)不多的進口壓鑄機, 其中有: 英國的小型氣動熱室機( 上海) 、捷克的Polak 600 型( 鎖模力76 t ) 立式冷室壓鑄機( 昆明) 和美國KUX 的鎖模力100 t 的臥式冷室壓鑄機( 重慶) 。

20 世紀50 年代, 我國自行設計制造出全液壓的50 型臥式冷室壓鑄機, 鎖模力有500 kN 和1 000 kN兩種規(guī)格。當時, 也成批地進口了捷克的Polak 立式冷室壓鑄機, 共4 種規(guī)格, 最大的鎖模力為2 200 kN,前蘇聯(lián)的臥式冷室壓鑄機, 曲肘式合模, 共3 種規(guī)格,最大的鎖模力為5 300 kN。到了20 世紀60 年代初,開始自行制造立式冷室壓鑄機和臥式冷室壓鑄機, 即900 型( 鎖模力1 150 kN) 和J 1113 型( 鎖模力1 250kN) 。進入20 世紀70 年代, 為了發(fā)展系列化產(chǎn)品, 組織了以濟南鑄鍛機械研究所為主, 有上海工藝研究所和上海壓鑄機廠參加, 聯(lián)合進行一些有關的技術工作:編制壓鑄機型譜草案, 初步規(guī)范了我國壓鑄機的系列的主要技術參數(shù); 設計和試制了J 1125、J 1140 和J1163 型全液壓臥式冷室壓鑄機; 設計制造了1 臺鎖模力4 000 kN 全液壓臥式冷室壓鑄機( 上海鍛壓機床廠制造) ; 生產(chǎn)了第一臺熱室壓鑄機和第一臺自動澆料裝置。及至20 世紀80 年代和90 年代初, 有關單位繼續(xù)完成了鎖模力16 000 kN 以下的臥式冷室壓鑄機系列產(chǎn)品的開發(fā); 立式冷室壓鑄機也形成了鎖模力2 500kN 以下的系列產(chǎn)品; 1986 年試制出國內(nèi)第一臺J1163 A 型自動壓鑄機組; 1990 年開發(fā)出國內(nèi)第一臺柔性壓鑄單元, 鎖模力為4 000 kN; 其后的幾年里, 又將輔助裝置和參數(shù)檢測裝置加以定型并形成產(chǎn)品。在壓鑄機的設計工作方面, 20 世紀80 年代, 設計的壓鑄機壓射性能已接近當時的國外水平; 合模機構全部采用液壓驅動、曲肘機械擴力結構取代了全液壓。而熱室壓鑄機在當時也形成了鎖模力1 500 kN 以下的系列化產(chǎn)品, 全立式壓鑄機也有了鎖模力3 150 kN 以下的系列化產(chǎn)品。

為了進一步推動我國壓鑄機生產(chǎn)的發(fā)展, 1980 年頒布了第一個壓鑄機參數(shù)標準, 1990 年在重新修訂和頒布壓鑄機參數(shù)標準的同時, 還頒布了第一個壓鑄機精度、技術條件標準, 使壓鑄機的設計、制造和驗收有了可遵循( 或參照) 的依據(jù) 。

壓鑄技術發(fā)展至今有150 余年的歷史, 與傳統(tǒng)的、古老的鑄造技術相比, 只能說是一種年輕的工藝技術。然而, 由于壓鑄技術所具有的許多特點, 使壓鑄件的應用領域日益擴大, 遍及各個工業(yè)門類, 因而發(fā)展速度十分驚人, 受到了普遍的關注。

壓鑄機是壓鑄生產(chǎn)中重要的基礎技術裝備, 與壓鑄工藝的互存、互動關系非常突出, 壓鑄工藝的改進或采用新的技術, 都要有與之相應的或新型的壓鑄機作為技術支撐。所以, 在壓鑄技術的發(fā)展進程中, 壓鑄機始終擔負著重要的角色, 起著積極的、直接的推動作用。

壓鑄技術起源于印刷工業(yè)的鉛字鑄造技術。據(jù)文獻報道, 19 世紀初, 世界印刷工業(yè)蓬勃發(fā)展, 活字( 單字母的鉛字) 的需求量日益增多, 于是鑄字機

應運而生, 較早的鑄字機是美國William Wing 于1805 年制成的。1822 年, 美國William Church制造了一種用活塞壓射的鑄字機。后來, 美國DavidBruce于1838 年制造了一種新的鑄字機, 其生產(chǎn)效率更高, 并且很快便在世界上流傳, 一直延續(xù)到19世紀中葉。

最早問世的冷室壓鑄機可以追溯到1920 年, 是由Carl Roehri率先發(fā)明并制造的, 這臺冷室壓鑄機就是熔爐與機器分離的, 當用手工把熔爐中的熔融金屬澆入壓室( 料筒) 后, 隨即就有一個沖頭將熔融金屬壓射入模具內(nèi), 其后, 在頂出鑄件的同時, 壓室內(nèi)多余金屬形成的余料餅隨著鑄件一起取出?？梢? 即使用現(xiàn)在的標準來說, 這完全是典型的冷室壓鑄機一次工作循環(huán)的過程。隨著不斷的研究、試驗, 發(fā)現(xiàn)冷室壓鑄機不但適用于鋁合金、鎂合金的壓鑄, 也適合于銅合金的壓鑄。還有, 更可以生產(chǎn)大型而復雜的鋅合金壓鑄件。經(jīng)過一系列的改進和變革, 冷室壓鑄機分為立式冷室壓鑄機和臥式冷室壓鑄機2 種。

立室冷室壓鑄機的壓射方式呈垂直放置, 顯然沿襲了熱式壓鑄機的壓射方式, 典型的和成熟的立式冷室壓鑄機是由捷克工程師Josef Polak于1927 年發(fā)明制成的。其初衷原是為了銅合金壓鑄而開發(fā)的, 但后來發(fā)現(xiàn)同樣適用于鋁合金和鎂合金的壓鑄。從那時起, 這種機器在東歐流行了30 余年之久, 但因自動澆料不便、生產(chǎn)效率相對稍低以及維護費時等不足之處, 向大型化發(fā)展的難度也很大, 故后來用量逐漸減少。然而, 由于這種立式冷室壓鑄機最大的特點是可以開設中心澆口, 故在個別場合還保留其應有的地位。至于另一種立式冷室壓鑄機呈上下開合模的結構, 其壓室置于下模內(nèi), 熔融金屬從底部壓射入模具, 這種機器在壓鑄電機轉子的生產(chǎn)中仍占有一定的位置。

臥式冷室壓鑄機于20 世紀20 年代初就已開發(fā)制造, 因具有較多優(yōu)點, 特別是一次工作循環(huán)的程序比立式冷室壓鑄機更為簡便, 經(jīng)過其后的十幾年的改進而漸趨定型, 在歐美各國廣為流傳。

自第二次世界大戰(zhàn)以來, 成為鋁合金、鎂合金和銅合金的壓鑄生產(chǎn)的典型機型。由于臥式冷室壓鑄機在大型化、單元化、集成化、自動化等方面, 顯示出巨大的優(yōu)勢, 還有, 臥式冷室壓鑄機對鋅、鋁、鎂、銅等有色金屬的壓鑄都適用, 并且也適用于黑色金屬的壓鑄, 因此, 在壓鑄機的發(fā)展進程中, 始終占據(jù)著主導的地 位。

20 世紀60 年代, 上海壓鑄機廠成為國內(nèi)第一家壓鑄機專業(yè)生產(chǎn)廠, 不久, 壓鑄機的生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn), 相繼有隆華、灌南、阜新等一批專業(yè)生產(chǎn)壓鑄機的骨干企業(yè)。多年來, 這些壓鑄機廠生產(chǎn)了大量的國產(chǎn)壓鑄機,為我國壓鑄事業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。在大型壓鑄機方面, 阜新壓鑄機廠還曾生產(chǎn)了鎖模力為28 000 kN 的大型壓鑄機, 為當時填補了國內(nèi)的空白。

20 世紀90 年代, 我國的壓鑄機發(fā)展更為迅速, 壓鑄機的設計水平、技術參數(shù)、性能指標、機械結構、制造質(zhì)量等都有不同程度的提高, 有的已經(jīng)達到或接近國外水平, 正在向大型化、自動化和單元化進軍。在此期間, 國內(nèi)新的壓鑄機企業(yè)陸續(xù)嶄露頭角, 其中, 香港力勁公司是典型的代表, 該公司開發(fā)了多項國內(nèi)領先的壓鑄機機型, 例如: 臥式冷室壓鑄機最大空壓射速度6m/ s( 1997 年) 和8 m/ s( 2000 年初) 、鎂合金熱室壓鑄機( 2000 年初) 、勻加速壓射系統(tǒng)( 2002 年) 、最大空壓射速度10 m/ s 及多段壓射系統(tǒng)( 2004 年6 月) 、實時控制壓射系統(tǒng)( 2004 年8 月) 和鎖模力30 000 kN 的大型壓鑄機( 2004 年7 月) 等。近年來, 上海壓鑄機廠、灌南壓鑄機廠等骨干企業(yè)都開發(fā)了最大空壓射速度為8 m/ s 以上的臥式冷室壓鑄機和鎖模力在10 000 kN以上的大型壓鑄機?？梢? 我國正在形成一個有實力的、具有自主知識產(chǎn)權的壓鑄機制造業(yè)。

隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)增長的大好形勢, 我國的壓鑄工業(yè)的前景定會更加輝煌, 壓鑄機制造業(yè)將繼續(xù)努力, 為進一步促進我國的壓鑄工業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻 。

《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）規(guī)定了冷室壓鑄機的術語和定義、型式與參數(shù)、精度及檢驗方法、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則以及標志、包裝、運輸、貯存。該標準適用于臥式冷室壓鑄機和立式冷室壓鑄機。

冷室壓鑄機修訂背景

《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2007）自發(fā)布以來，對指導壓鑄機生產(chǎn)行業(yè)的設計、生產(chǎn)、銷售等起到了規(guī)范作用，對提高中國壓鑄裝備行業(yè)技術水平起到了積極的推動作用。隨著技術水平的進步和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2007）已經(jīng)不能適應壓鑄裝備的發(fā)展需要，為指導壓鑄裝備的安全生產(chǎn)、保證人身和財產(chǎn)的安全、提高壓鑄裝備安全水平、促進技術進步、限制進口產(chǎn)品等因素，急需對該標準進行修訂。

冷室壓鑄機編制進程

• 標準計劃

2016年1月4日，國家標準計劃《冷室壓鑄機》（20153897-T-604）下達，項目周期12個月，由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出，TC186（全國鑄造機械標準化技術委員會）歸口上報，TC186SC2（全國鑄造機械標準化技術委員會金屬熱成形分會）執(zhí)行，主管部門為中國機械工業(yè)聯(lián)合會。

• 發(fā)布實施

2018年5月14日，國家標準《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）由中華人民共和國國家市場監(jiān)督管理總局、中華人民共和國國家標準化管理委員會發(fā)布。

2018年12月1日，國家標準《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）實施，全部代替標準《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2007）。

冷室壓鑄機修訂依據(jù)

國家標準《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）依據(jù)中國國家標準《標準化工作導則—第1部分：標準的結構和編寫規(guī)則》（GB/T 1.1-2009）規(guī)則起草。

冷室壓鑄機修訂情況

《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）與《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2007）相比，主要技術變化如下：

1. 修改了“壓鑄模具厚度”的術語和定義；

2. 修改了“頂出力”的定義；

3. 修改了“一次空循環(huán)時間”的定義；

4. 修改了“慢壓射”的定義；

5. 增加了“閉環(huán)控制”的術語和定義；

6. 增加了“閉環(huán)實時控制”的術語和定義；

7. 刪除了“參數(shù)”的補充條款；

8. 修改了“壓射室軸線與壓射活塞桿軸線的重合度公差值”；

9. 增加了運動部件的技術要求的表述；

10. 修改了集中潤滑系統(tǒng)的技術要求的表述；

11. 修改了液壓系統(tǒng)工作液溫度的技術要求的表述；

12. 修改了液壓系統(tǒng)清潔度的技術要求的表述；

13. 增加了壓鑄機能耗的技術要求的表述；

14. 增加了壓鑄機模板材料的機械性能的技術要求的表述；

15. 刪除了“外露的表面、焊縫、涂層”等外觀質(zhì)量的描述，統(tǒng)一到“壓鑄機其他外觀的技術要求”；

16. 修改了“臥式冷室壓鑄機主要壓射性能參數(shù)”；

17. 刪除了“安全性能”的部分條款，已在GB 20906中有規(guī)定；

18. 修改了空運轉要求的條款；

19. 修改了具有閉環(huán)控制性能的壓鑄機的壓射速度調(diào)控誤差的表述；

20. 修改了具有閉環(huán)實時控制性能的壓鑄機的壓射速度調(diào)控誤差的表述；

21. 刪除了“油缸內(nèi)部清潔度”的試驗方法；

22. 增加了“閉環(huán)控制速度誤差的測定”的試驗方法。

冷室壓鑄機起草工作

主要起草單位：深圳領威科技有限公司、廣東伊之密精密機械股份有限公司、寧波力勁科技有限公司、重慶大江美利信壓鑄有限責任公司、佛山市南海雄新壓鑄有限公司、嘉瑞科技（惠州）有限公司、東莞捷勁機械設備有限公司、蘇州三基鑄造裝備股份有限公司、廣東文燦壓鑄股份有限公司、重慶固高科技長江研究院有限公司、江門市蓬江區(qū)珠西智谷智能裝備協(xié)同創(chuàng)新研究院、佛山聯(lián)升壓鑄科技有限公司、深圳市昊丹機電設備有限公司、廣東銘利達科技有限公司、北京華德液壓工業(yè)集團有限責任公司、濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司。

主要起草人：劉相尚、徐年生、帥華元、余壯志、王新良、蔣漢金、王洪飛、李遠發(fā)、葉偉雄、許善新、申龍、葉云波、吳迪、龐程、李曉湛、李哲、熊輝、陶誠、葉榮科、盧軍、周剛。

《冷室壓鑄機》（GB/T 21269-2018）的修訂，不僅可以提高行業(yè)的設備的安全水平和節(jié)能減排的環(huán)保意識，對壓鑄裝備產(chǎn)業(yè)的結構調(diào)整和優(yōu)化升級起到積極的推動作用，同時，對已列入中國國家專項的壓鑄裝備的批量化生產(chǎn)起到了一定的推動作用，也為企業(yè)生產(chǎn)、貿(mào)易、政府監(jiān)管提供了統(tǒng)一的技術依據(jù)。 2100433B