东风本田汽车发动机铸造车间工艺设计说明书.docx
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东风本田汽车发动机铸造车间工艺设计说明书
东风本田汽车有限公司
年产24万台汽车发动机项目
压铸车间
可行性研究
（工艺部分）
设计经理：
专业负责人：
审核：
校对：
设计：
东风设计研究院有限公司
二010年九月
8.1压铸车间
8.1.1设计依据
（1）甲方提供的1.6L系列的发动机产品图及整车与发动机的事业计划书。
8.1.2车间任务和生产纲领
8.1.2.1车间任务
本车间承担发动机铝合金缸体（含缸体和低缸体）和缸盖铸造生产任务。
8.1.2.2生产纲领
承担30万台微车发动机铝合金压铸件（缸体和缸盖）的压铸成型任务，详见纲领表。
表8.1-1生产纲领表（12.6万套纲领）
序号
零合件名称
材料
每车件数
年生产纲领
重量
单件重（Kg）
总重（t）
1
缸体
铸铝
1
252000
23.0
5796
缸盖
铸铝
1
252000
13.0
3276
合计
504000
9072
注：
铸件产量含5％备品和铸造废品5％。
8.1.2.3生产性质和产品特点
本车间属于大批量专业化铸件生产的铸造车间。
压铸生产缸体和低缸体，产品先进、技术含量高，铸件要求表面光洁，组织均匀致密，无内部质量缺陷。
8.1.3工作制度和年时基数
（1）工作制度
车间内均以三班工作制组织生产，设备全年工作303天，全年工人工作日数为251天，一二班每班工作8小时，三班每班工作6.5小时。
（2）年时基数
熔化设备：
6300小时×95％＝5985小时
压铸设备：
6300小时×95％＝5985小时
热处理炉：
6300小时×95％＝5985小时
其他设备：
3740小时×95％＝3553小时
工人：
1790小时
表8.1-2工作制度和年时基数表
序号
名称
采用班制度
每班工作时间（h）
年时基数
备注
Ⅰ班
Ⅱ班
Ⅲ班
设备
工人
1
压铸车间
3
8
8
6.5
5985
1790
8.1.4设计原则
（1）一次规划，分期实施，预留扩能发展场地。
（2）将本压铸车间建成一个具有国内先进水平的压铸中心。
（3）由于产品质量要求高，而且本车间属大批量生产性质，所以拟引进先进、可靠的生产工艺结合先进的熔炼和压铸设备，同时考虑同一型号产品有多种规格，生产线的布置必须采用能适应一定数量品种变化的柔性设计。
（4）车间新增设备选型立足国内，在关键工序上，引进国外先进的设备，引进直读光谱仪进行快速准确的成分检测。
（5）精炼除气后的合格铝液采用叉车转运至压铸机旁的保温炉。
（6）新增压铸机全部采用自动卧式冷室压铸机，由微机集中管理，压铸机采用自动进汤机械手，自动取件和自动喷涂装置等。
（7）采用通过式抛丸机对压铸件进行抛丸处理。
（8）考虑到多品种的生产性质，车间内大量的工装、模具、铸件筐等采用条码识别系统进行管理，根据生产订单进行模具、工装的直接调用，使车间实现生产有序，物流通畅。
（10）选用无污染或少污染、节能节材、高效的工艺及设备，对产生“三废”的污染源及不安全、不卫生因素采取相应的治理措施，实现环境友好的压铸生产。
8.1.5主要工艺说明
（1）压力铸造熔化采用快速集中燃气式化铝炉，以天然气为能源，熔化能力为1500㎏/h,缸体高压铸造车间原有1台，新增1台，缸盖低压铸造车间原有1台，新增1台。
缸体高压铸造车间原有2台2500t卧式冷式压铸机生产缸体毛坯，新增2台2500t卧式冷室压铸机生产缸体毛坯，压铸机配有自动喷涂、自动浇注、自动取件自动切边以及计算机自动监控系统等，还配有1.0t电热节能保温炉和冲料柄机，压铸机生产率约为100～110秒/模。
缸盖低压铸造车间采用台低压铸造机生产缸盖毛坯，生产率约12件/小时。
（2）铝液经精炼除气等处理后经叉车将不同牌号铝液送入压铸机保温炉，压铸工段的铸造模具、备件及维修设有专门维修工部。
炉前采用光谱分析仪控制化学成分，毛坯成品检验，要进行外观、金相组织及缺陷、尺寸等检查。
（3）原材料采用国产铝锭，熔化的关键辅料考虑初期采用部分进口，逐步国产化。
缸体高压铸造生产工艺流程如下：
熔炼炉准备————模具、压铸机准备
备料熔炼压铸机械手取件水冷
光谱分析（化学成分）
精炼除气、除渣
—初检清理终检入库存放
钢盖低压铸造生产工艺流程：
溶解→低压铸造→落砂→浇口切断→T7热处理→着色检查→外观确认→存放
树脂砂准备→制芯机
8.1.6劳动量
铸造车间全年劳动量392010工时，其中车间主要生产设备（3台）台时，15448小时。
车间主要设备小时平均生产率见表8.1-4
表8.1-4定额指标表（30万套纲领）
序号
设备型号及名称
小时平均生产率
备注
单位
数值
1
2500t压铸机
件
90
2
熔化气炉
吨
4.5
3
热处理炉
件
51
表8.1-5劳动量表（30万套纲领）
序号
产品型号及名称
单位
年生产纲领
劳动量
单位产品
全年
台分
台时
缸体
件
240000
7.4
15448
8.1.7设备
本次造型是根据产品而定的，主要生产设备的计算见设备计算表。
表8.1-6主要生产设备计算表
序号
设备名称
设备小时生产率
设备利用系数
设备年负荷时数（h）
年时基数
（h）
年生产纲领
设备台数
设备负荷率
单位
数据
单位
数据
计算
采用
1
缸体化铝炉
吨
1.2
0.8
3119
5985
吨
5989
1.04
2
52.1％
2
缸盖化铝炉
吨
1.2
0.8
3028
5985
吨
2904
0.61
1
50.8%
2
2150t压铸机
件
33
0.9
5556
5985
件
330000
1.86
2
92.8％
低压铸造机
件
24
0.9
5734
5985
件
330000
2.55
3
95.8%
3
热处理炉
件
50
0.9
5040
6413
件
252000
0.786
1
78.6％
合计
20995
8.1.8人员和劳动量
人员按设备配备，数量见工作人员表8.1-8
表8.1-8工作人员表（24万套纲领）
序号
名称
人员数量（人）
备注
合计
Ⅰ班
Ⅱ班
Ⅲ班
1
生产工人
48
16
16
16
2
辅助工人
15
5
5
5
占生产工人数量的30%
工人小计
63
21
21
21
3
工程技术人员
3
3
占工人数量的5.5%
4
管理人员
2
2
占工人数量的2.7%
5
服务人员
小计
5
5
人员总计
68
26
21
21
检验人员
2
2
2
不属车间编制
其中：
检验工人
占生产工人数量的2.8%
8.1.9车间组成和面积
铸造车间分为缸体压铸车间与缸盖压铸车间，原有车间面积为66×91.2=6019.2，新建车间面积为33×32+66×21＝2442㎡；部分新增设备在原有车间就地改造安装。
原有车间内设熔化、高压铸造、热处理和清理等生产工部，及机模修等辅助工部，新增车间主要设置缸盖制芯工部设备和热处理设备。
表8.1-9车间面积和组成
序号
部门名称
面积（m2）
备注
Ⅰ、生产面积
原有车间面积
新建车间面积
合计
1
压铸生产面积
1920
小计
1920
Ⅱ、辅助面积
1
铝锭存放区
432
2
毛坯存放区
1300
3
模具存放及维修区
552
4
制芯区
5
道路
1816.2
小计
5136
车间面积合计
6019.2
2442
Ⅲ、办公、生活面积
560
合计
6579.2
2442
8.1.10环境要求
全车间通风换气10次/h,夏季采用工位送冷风，冬季不采暖，光谱室封顶隔断，高3米，要求空调，空调温度22℃~28℃。
车间照度3001x。
8.1.11材料消耗和物料运输
8.1.11.1材料消耗
材料消耗按产品工业定额计算如下表：
表8.1-10材料消耗量表（30万套纲领）
序号
材料名称
单位
年耗量
备注
一
主要材料
1
铝锭
吨
8894
2
合金
吨
180
孕育剂
小计
二
辅助材料
1
分模剂
40
2
造渣剂
100
8.1.11.2物料运输
车间所要原辅料用汽车运至本车间，车间内的物料通过叉车转运，天然气通过管道输送至本车间。
表8.1-11年运输量表（24万套纲领）
序号
物料名称
全年运输量（吨）
起运地点
到达地点
备注
一、运入
1
铝锭
9000
供应商
车间料库
2
合金
4956
供应商
车间料库
4
分模剂
40
供应商
车间料库
5
造渣剂
100
供应商
车间料库
9
铝丸
200
供应商
车间料库
小计
14296
二、运出
1
合格铸件
9072
本车间
机加车间
回炉料
3995
本车间
熔炼车间
2
废铝及炉渣
900
本车间
废砂厂
3
烧损不可回收
329
小计
14296
8.1.12节能及能耗
8.1.12.1节能
（1）各种设备均选用高效节能设备，节约能源。
熔炼燃气炉设计科学合理，燃烧的热量得到充分利用，并且能预热炉料能耗低，经计算，与感应电炉和燃油炉相比，节省大量能源。
（2）压铸机、热处理炉及模具冷却等均采用冷却循环水，减少能耗。
8.1.12.2能耗
表8.1-12能耗表（12.6万套纲领）
序号
能源种类
单位
安装容量
消耗量
小时平均
小时最大
全年耗量
1
电力
KW
3392
KVA
2
压缩空气
m3
15460
19320
3
生产用水
m3
其中：
循环用水
m3
244
288
非循环用水
m3
0.45
0.55
软化水
m3
244
288
4
天然气
m3
343
395
8.1.13环境保护
（1）本车间主要污染源有：
a、铸造生产的金属熔化、低压铸过程中产生的有害气体和热气（如CO、N2等）
b、模具
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