案例研究 · 河南汽车零部件制造
全自动静压造型线 —— 河南汽车零部件制造企业定制项目
该产线专为河南省一家大型汽车零部件制造企业设计，用于灰铁、可锻铸铁、球墨铸铁及铸钢件的粘土砂（湿型砂）连续批量造型生产。
涵盖从填砂、压实到开箱、下芯、浇注、冷却、落砂的全流程工艺，并根据客户的铸件结构、批量规模与车间布局进行定制配置。
120 / 110 型/小时
设计 / 实际产量
1000×1000mm
砂箱尺寸（上箱380/下箱320mm）
±0.15mm
合箱精度
21
浇注工位数
工艺流程
造型线工艺流程
1
填砂
2
压实
3
起模
4
翻转 / 浇口铣削
5
手工下芯
6
合箱
7
自动浇注
8
冷却90分钟
9
落砂
主要技术参数
产线关键参数
1. 砂箱尺寸1000×1000×380（上箱）/320（下箱）mm
2. 拖车节距1285 mm
3. 砂箱节距1280 mm
4. 设计产量120型/小时（实际110型/小时）
5. 冷却时间90分钟（三线冷却轨道）
6. 合箱精度±0.15 mm
7. 型砂硬度85–92°（GF硬度计）
8. 下芯工位6个手工下芯工位
9. 浇注工位21个
10. 供电380V/50Hz，装机容量约350kW
11. 液压系统压力12–16 MPa
12. 气动系统压力0.5–0.7 MPa
造型机子参数：起模行程500mm·模板高度250/350mm·生产节拍32–36秒/型·压实力最高150t（可调）·最大比压1.0–1.5MPa·多触头数量36–64个（行程300mm）·最小起模斜度≥0.5°。型砂性能：湿压强度≥15N/cm²·透气性>80·紧实率38–42%·有效膨润土8–10%·水分3.8–4.2%。最终数值以详细设计阶段确认为准。
配置详情
核心部件品牌
| 序号 | 部件 | 产地 | 品牌 |
|---|---|---|---|
| 1 | PLC及现场总线（S7-1500） | 德国 | 西门子 |
| 2 | 编程/监控/网络软件 | 德国 | 西门子 |
| 3 | 交流变频器 | 日本 | 三菱 |
| 4 | 9寸触摸屏 | 德国 | 西门子 |
| 5 | 7寸触摸屏 | 德国 | 西门子 |
| 6 | 主要电气元件 | 法国 | 施耐德 |
| 7 | 接近开关 | 德国 / 日本 | SICK* / 欧姆龙 |
| 8 | 位移传感器 | 德国 | 巴鲁夫 / 诺沃泰克 |
| 9 | 拉线位移传感器 | 德国 | 巴鲁夫 / 诺沃泰克 |
| 10 | 安全继电器 | 法国 | 施耐德 |
| 11 | 伺服控制器 | 德国 | 西门子 |
| 12 | 内置比例放大器 | 德国 | 力士乐 |
| 13 | 接线端子 | 德国 | 魏德米勒（WAGO） |
| 14 | 称重系统 | 德国 | HBM |
| 15 | 控制柜柜体 | 青岛 | Rittal式机柜 |
| 16 | 气动元件 | 日本 | SMC |
| 17 | 液压缸 | 美国 | 派克（Parker） |
| 18 | 电磁 / 液压阀 | 德国 | 力士乐 |
| 19 | 插装阀 | 美国 | SUN |
| 20 | 减震缓冲器 | 美国 | ACE |
| 21 | 比例换向阀 | 德国 | 力士乐 |
| 22 | 液压泵（变量、恒功率柱塞泵） | 德国 / 美国 | 力士乐 / 派克 |
| 23 | 压力 / 液位 / 温度传感器 | 德国 | HYDAC |
| 24 | 蓄能器 | 中国 | 丰华超日 |
| 25 | 伺服电机 | 德国 | SEW |
| 26 | 减速电机 | 德国 | SEW |
| 27 | 主回转支承 | 瑞典 | SKF |
| 28 | 辅助轴承 | 中国 | 国产 |
| 29 | 橡胶弹性元件 | 瑞士 | ROSTA |
*接近开关采用德国SICK与日本欧姆龙（Omron）产品。
供货范围
设备清单
除特别注明外，比例阀均为德国力士乐（Rexroth）、换向阀为力士乐、液压缸为美国派克（Parker）、导柱均经感应淬火并配自动润滑、位置传感器为欧姆龙 / SICK。
| 序号 | 设备 / 子部件 | 主要规格 | 数量 |
|---|---|---|---|
| 1 | 静压造型机 | 1 | |
| 顶升工作台 | 力士乐比例阀驱动，带位置反馈；日本HWS单缸四立柱结构 | 1 | |
| 多触头压实机构 | 64个触头，直径⌀50mm；最大压力150t；比例减压阀；最大比压1.0MPa | 1 | |
| 百叶窗式称量斗 | HBM称重传感器；内壁不锈钢/PTFE衬里；双层8闸门百叶窗；油缸驱动多连杆同步 | 1 | |
| 上砂斗 | 双层4闸门，多角度可调 | 1 | |
| 进/出箱辊道 | 淬火发黑辊子 | 1 | |
| 砂箱定位装置 | 90°自定位头，感应淬火 | 2对 | |
| 模板回转台 | 进口缓冲器及轴承 | 1 | |
| 模板清扫装置 | 多喷嘴，快速响应吹气阀 | 1 | |
| 上机架横移装置 | 进口缓冲器，比例液压驱动 | 1 | |
| 机架及焊接结构 | 大电流焊接，去应力退火 | 1 | |
| 机上管路 | 氩弧焊接、钝化处理、四层钢丝编织软管 | 1 | |
| 2 | 快速更换模板装置 — SEW变频驱动控制 | 1 | |
| 3 | 压实（自硬）模板架 — 球墨铸铁QT500-7，铜排气塞，聚氨酯缓冲垫，铸后退火处理 | 5套（上箱5+下箱5） | |
| 4 | 开箱钩取装置 — 液压夹紧+同步开钩机构 | 2 | |
| 5 | 分箱机 — 分箱与顶升 | 1 | |
| 顶升机械手 | 机械自锁 | 1 | |
| 夹箱装置 | 液压钩式松开 | 1 | |
| 顶升单元 | 比例阀+位移传感器定位 | 1 | |
| 机架及防护/管路 | — | 1 | |
| 6 | 分箱转运车 | 1 | |
| 车体 | 双导向轮转向 | — | |
| 轨道系统+驱动 | SEW伺服，齿轮齿条，行程S=3000mm，3kW | — | |
| 7 | 砂箱内壁清扫装置 — 瑞士ROSTA弹簧刮板，液压升降 | 1 | |
| 8 | 上/下箱翻转机 — 变频2.2kW，链轮减速机，铸钢车轮×2 | 1 | |
| 9 | 造型段推送辊道 | 1 | |
| 辊道输送机 | 宽度B=1200mm，高出砂箱顶面1200mm | 1 | |
| 推送装置 | 比例阀，行程S=1490mm | 1 | |
| 定位装置 | 90°自定位，感应淬火 | 2对 | |
| 上下箱面清扫装置 | ROSTA弹簧刮板 | 各1 | |
| 10 | 上/下箱分配机 — 转运、顶升、刮砂 | 1 | |
| 顶升机械手 | 机械自锁 | 1 | |
| 横移装置 | 变频，行程S=2500mm，4kW | 1 | |
| 顶升单元 | 比例阀+传感器定位 | 1 | |
| 刮砂器 | 硬质合金刀片 | 1 | |
| 11 | 分配转运车 — 结构同#6 | 1 | |
| 12 | 下芯段辊道 | 1 | |
| 辊道输送机 | 宽度B=1200mm，高出砂箱顶面1000mm | 1 | |
| 定位装置 | — | 2 | |
| 防护挡板 | 约10米 | 1 | |
| 13 | 自动浇口铣削机 | 1 | |
| 铣削头 | 1.5kW/1300rpm，耐磨合金铣刀 | 1 | |
| X / Y轴 | SEW伺服，齿轮齿条 | 各1 | |
| 液压升降 | 双导柱，电磁阀控制 | 1 | |
| 14 | 自动通气孔钻孔机 | 2 | |
| 伺服横移 | 10孔，⌀10–30mm | 1 | |
| X / Y轴 | SEW伺服，齿轮齿条 | 各1 | |
| 液压升降 | 力士乐比例阀控制 | 1 | |
| 15 | 上箱翻转机 — 变频2.2kW，三菱变频器，链轮减速机，铸钢车轮×2 | 1 | |
| 16 | 合箱机 — 落箱与合箱 | 1 | |
| 合箱机械手 | 开合机构 | 1 | |
| 顶升单元 | 比例阀+传感器定位 | 1 | |
| 17 | 合箱转运车 — 结构同#6 | 1 | |
| 18 | 砂箱夹紧装置 — 气动，同步动作 | 2 | |
| 19 | 自动输送系统 — 23个子系统，三级背压缓冲 | 1 | |
| 冷却段转运车A/B（带缓冲） | 力士乐重型缸缓冲，伺服/变频齿轮齿条，3kW | 2 | |
| 末端转运车A/B | 伺服齿轮齿条，3kW | 2 | |
| 转运车轨道系统 | 感应淬火齿轮齿条 | 2 | |
| 末端起吊搬运机 | 比例阀控制 | 2 | |
| 固定推送装置（回程/造型/下芯/合箱段） | 宽度B=1600mm，比例阀，派克缸缓冲 | 4 | |
| 固定缓冲装置（回程/造型/下芯/合箱段） | 宽度B=1600mm，力士乐阀，派克缸缓冲 | 4 | |
| 浇注段伺服推送装置 | 宽度B=1600mm，SEW伺服减速电机 | 1 | |
| 末端转运车固定缓冲装置 | 宽度B=1600mm | 1 | |
| 双向定位装置 | — | 8 | |
| 防倒退装置 | — | 6 | |
| 液压双向定位（夹箱） | — | 1 | |
| 浇注/冷却线轨道系统 | 四排轨道，轨枕及扣件 | 1 | |
| 机上管路 | 四层钢丝编织软管 | 2 | |
| 拖链系统 | — | 4 | |
| 20 | 落砂机 — 25t推出力 | 1 | |
| 横移装置 | 变频齿轮齿条，2×3kW | 1 | |
| 升降装置 | 四导柱双层固定架 | 1 | |
| 落砂装置 | 底部破碎机构（落砂前先破碎砂块） | 1 | |
| 行程限位装置 | 双面四点调节 | 4 | |
| 台车清扫装置 | 橡胶弹簧刮板 | 1 | |
| 22 | 台车/转运车清扫装置 — 减速机驱动，ROSTA刮板，三级不锈钢钢丝刷 | 1 | |
| 23 | 全线气动系统（SMC） | 1 | |
| 末端转运车定位 | — | 8 | |
| 浇注/冷却线回程定位 | — | 4 | |
| 合箱/分箱系统 | — | 2 | |
| 24 | 机上液压控制系统 — 力士乐阀组，15个工位（造型、辊道、分箱/合箱、浇口铣削、钻孔、推送、清扫、落砂、定位、控制） | 1套 | |
| 25 | 液压泵站 | 1 | |
| 油箱 | 8000L | 1 | |
| 泵组 | 11MPa，力士乐+派克泵 | 4 | |
| 冷却泵/加热器 | — | 各1 | |
| 过滤器 | 800 L/min | 5 | |
| 压力传感器 | 进口德国品牌 | 1 | |
| 26 | 蓄能器组 — 有效容量64L | 1 | |
| 40L囊式蓄能器 | — | 20 | |
| 27 | 电气控制系统 | 1 | |
| PLC/现场总线 | 西门子S7-1500+以太网模块 | 6套 | |
| 变频器 | 三菱（日本） | 8 | |
| 高低压柜 | Rittal式机柜 | 4套 | |
| 主控台/就地操作箱 | 10寸触摸屏/6寸触摸屏 | 1 / 4 | |
| 接近开关及高压开关 | 欧姆龙 / SICK* | 约200 | |
| 比例阀控制器 | 力士乐 | 9 | |
| 28 | 安全装置 — 报警器、造型机/转运车/翻转机/合箱机防护装置 | 1套 | |
| 29 | 现场安装材料 — 电缆、桥架、支架、管路、管件、紧固件 | 一批 | |
| 30 | 全线润滑系统 | 1 | |
| 31 | 砂箱 — 1000×1000×380/320mm，HT250，节距1280mm，单只约1.05吨 | 221套 + 4套备用 | |
| 32 | 拖车 — HT250，节距1285mm | 225套 + 4套备用 | |
| 含备件：油缸密封件×5套·砂箱定位销×20套·台车轮×10套·欧姆龙/SICK接近开关×20个·气缸磁性开关×10个·施耐德继电器×20个。 | |||
技术与自动化
工程亮点
多触头压实工艺
有效降低整个砂型的硬度偏差，偏差≤8°（GF硬度计）。
西门子S7-1500 + Profinet总线
全线网络化控制，手动/自动双模式并具备互锁保护。
起模合格率>95%，噪音≤85dB
起模合格率高，运行低噪音、无振动。
约200个位置传感器
闭环反馈，具备实时故障诊断与远程监控能力。