П.Доценко, А.Попов

Модернизация литейного производства японского концерна Mazda

Состояние автомобильной промышленности в 2006 г. В 2006 г., как и в прошлом году, самым большим рынком сбыта легковых машин в мире оставался рынок США. Здесь по-прежнему “воюют” американские, японские и европейские концерны. Хотя “отставшие” от мировых тенденций в автомобилестроении американские концерны и пытаются отвечать на “удары” передовых японских концернов Toyota, Honda, Nissan и Mazda, предлагающие сверхсовременные модели с отличным сочетанием “цена - дизайн - качество - экономичность” и значительными скидками, сегодня все “японцы” вместе уже владеют > 40% рынка США. Американским же концернам GM, Ford, Chrysler вместе принадлежат 52% рынка (что на ~12% ниже их рыночной доли в 2005 г.), остальные 8% распределяются между европейскими концернами и “корейцами”, причем ведущие в этой группе немецкие Porsche, BMW, Mercedes-Benz, Audi, VW. Французские Renault, Peugeot, Citroen, а также “шведские” Volvo, Saab и “английские” Jaguar, Rover на американском рынке присутствуют символически.

 

Иная картина — в странах ЕС. Здесь по-прежнему рынок за концернами Германии и Франции, но “японцы”, особенно Toyota, Mazda и Honda, продают все с большим успехом и вытесняют в основном производителей легковых машин компактного и среднего класса, как VW, Renault, Opel (GM), Ford (Германия). В отличие от американских клиентов, которые предпочитают тяжелые машины с большим объемом двигателя, европейцы выбирают компактные машины низкой стоимости и с экономичными двигателями, которые можно быстро и удобно припарковать и которые отвечают повышенным экологическим требованиям. Все “японцы” вместе уже занимают 25…30% рынка Зап. Европы. Это отличный результат, имея в виду, что большой рынок Германии мало уступает американскому по продажам легковых машин.

 

В России доминирует “АвтоВАЗ”, но общая доля “иномарок” российской сборки постоянно растет, и по прогнозам специалистам, к 2010 г. “иномарки” российской сборки типа Toyota, Renault, Ford, Hyundai займут > 50% рынка России.

 

Динамично и с нарастающей тенденцией сбыта развиваются рынки Китая и Индии, причем, независимо от жесткой конкуренции, ведущие автомобильные концерны уже давно сотрудничают между собой. Например, как для Toyota, так и для Peugeot-Citroen на одном заводе в Чехии для европейского рынка выпускают микролитражные автомобили. Общие монтажно-сборочные платформы планируют запустить Nissan (44% акции которой принадлежат Renault), Suzuki (25% акции которой до марта 2005 г. принадлежали GM) и Mitsubishi Motors Co.

 

Примеры сотрудничества немецкой фирмы Laempe с Mazda Motor Co. Концепция быстрого развития, позволяющая Mazda быть на уровне и даже несколько впереди ожиданий и требований рынка, имеет решающее значение в опережающем технологическом обеспечении своих производств, в том числе литейного.

 

Проекты 1998…2001 гг.

 

В 2001 г. фирма Laempe запустила комплексную автоматизированную производственную линию для получения отливок типа блоков 4-рядных двигателей из Al-сплава по Cos-worth-процессу на заводе концерна Mazda в г. Хиросима. Все стержни изготовляют по процессу Cold box (Амин-процесс). Внешние размеры пакета (длина х ширина х высота) 650 х 460 х 700 мм (max). Масса пакета без отливки (max) — 184 кг. Производительность линии — 90 двигателей/ч. Все технологические этапы (производство стержней, их поверхностная обработка, сборка в пакет и их передача транспортным конвейером на участок заливки) осуществляются с применением роботов. Стержневые автоматы, смесеприготовительный участок, периферийное оборудование и автоматизированные системы для замены комплектов модельной оснастки спроектированы и выполнены фирмой Laempe.

 

Проект реализован в три этапа, начиная с 1998 г. Во время этапа I Laempe поставила независимый производственный центр, в составе:

 

• пескострельный автомат LFB50H/2;

• смеситель периодического действия типа LM4.2;

• газогенератор типа LG1.5.

 

Пескострельный автомат LFB50H/2 — новое поколение стержневых машин с широкими техническими возможностями. Машина выполнена конструктивно для применения в условиях постоянной 24 ч-суточной нагрузки и служит для изготовления сложнейших стержней для автомобильной промышленности.

 

Основные конструктивные особенности и технические характеристики автомата:

 

• конструктивное исполнение — с двумя пескострельными головками, каждая объемом 50 л (всего 100 л), для получения стержней различных типов в многогнездной оснастке;

• в каждом пескострельном резервуаре контакт между смесью и металлической поверхностью предотвращается вставкой пластмассовой трубки;

• ультракороткий машинный цикл.

 

Пескострельный автомат спроектирован с большим световым пространством между колонами, что делает возможным заменить оснастку не только спереди, но и сзади или сбоку, в зависимости от условий клиента. Продувная каретка выполнена с интегрированной верхней толкательной плитой, чем время производственного цикла уменьшается на 5…6 с.

 

Крепление пескострельной и верхней толкательной плиты — вакуумом (патент Laempe) с дополнительной фиксацией гидроцилиндрами. Винтовые соединения отсутствуют, что дает возможность быстро заменять комплект модельной оснастки в автоматическом режиме.

 

Смеситель LM4.2 выполнен с системой самоочистки внутреннего пространства трубки перемешивания компонентов. Суммарная доля связующего/отвердителя в смеси 0,6…1,0%.

 

Во время этапа I исследовали реальные производственные возможности автомата LFB50H/2 в условиях максимальной нагрузки, применяя пять многогнездных ящиков для изготовления всех стержней, необходимых для производства методом Cosworth блоков двигателя. Пакет собирается из 13 стержней.

 

Ниже показано распределение стержней по ящикам 1…5.

 

Время производственного цикла, в зависимости от массы стержней, 40…52 с.

 

При отработке технологии клиент принял решение заменить горизонтальную оснастку для стержня блока картера и цилиндров ящиком с вертикальным разъемом, что существенно облегчает автоматическую простановку втулок перед заполнением ящика и гарантирует качество стержней.

 

Кроме этого приняли решение получать по два стержня масляных каналов за цикл на автомате типа LFB25H с объемом головки 25 л, которые после зачистки заусенцев нужно обрабатывать огнеупорным порошком.

 

 

 

На этапе II проекта были поставлены шесть производственных центров (ПЦ) для получения стержней с  распределением указанным в таблице справа, под рис.1

  

Каждый ПЦ оснащен роботами для съема, зачистки заусенцев и размещения стержней на сборочный конвейер. Стержни масляного канала и дренажной линии масляной системы после съема и зачистки заусенцев подвергаются вакуумной обработке для устранения летучих фракций связующего, а затем обрабатываются противопригарным порошком.

 

Локальными роботами предварительно склеивают:

 

• стержень левой дренажной линии масляной системы и стержень входа водяной системы — к левому торцовому стержню;

• водяную рубашку — к перекрывающему стержню.

 

В объем поставки  входили 10 роботов АВВ  и периферийные устройства. Гарантированная   производительность производственного участка на этапе  II  реализации  проекта  —  70  стержневых  пакетов/ч.

 

На этапе III проекта Laempe поставила дополнительно два новых стержневых пескострельных центра и интегрировала ПЦ, установленный во время этапа I проекта в уже существующий производственный конвейер.

 

Новые ПЦ применяли для производства следующих стержней:

 

Каждый из дополнительно поставленных автоматов обслуживается роботами, выполняющими те же функции, как для этапа II. Пескострельные автоматы размещены в двух линиях. Каждая обслуживается манипулятором для автоматической замены оснастки и транспортирования “грязных” комплектов оснастки на участок интенсивной очистки комплекта от смеси. Сообразно с требованиями японского клиента, робот производит зачистку водяной струей. Каждый комплект оснастки подвергается обязательной очистке каждые 2 ч. Производительность линии по окончании этапа III — 90 пакетов/ч.

 

Проекты 2003…2004 гг.

 

После официального представления разработанного и запатентованного фирмой Laempe процесса BeachBox на базе неорганического связующего LaempeKuhsBinder, концерн Mazda Motors Co. подписал второй крупный контракт с фирмой Laempe на поставку современного роботизированного комплекса стержневого оборудования в составе двух производственных линий для производства отливок в стержневых пакетах типа головок цилиндров рядных двигателей литьем под низким давлением.

Комплекс оборудования состоял из 14 автономных ПЦ на базе стержневых автоматов LBB25H в комплекте со смесителями и периферийным оборудованием по двум процессам (амин-процесс и BeachBox).

До февраля 2005 г. произведены монтаж, пуск оборудования в эксплуатацию и наладка технологии, до конца 2005 г. — полная автоматизация процесса роботами для съема и сборки пакетов, перемещение пакета роботом на участок заливки, а также перемещение пакета с залитой отливкой на участок охлаждения и выбивки.

Производительность каждой из двух линий для головки цилиндров по процессу Cold Box — 45 пакетов/ч. Технология изготовления стержней по процессу BeachBox отрабатывается параллельно с основным производством. Поставленный ранее на заводе Mazda Motors Co комплекс оборудования для получения блоков 4-цилиндровых рядных двигателей по методу Cold Box (амин-процесс) фирмой Laempe был дополнен в 2004 г. шестью независимыми ПЦ на базе автомата LFB50H. Этим проектом на заводе в г. Хиросима Mazda Motors Co увеличила производительность своих линий изготовления блоков в стержневых пакетах на 25% до 110 блоков/ч в трехсменном режиме.

 

Проекты 2005—2007 гг.

 

 

В середине 2005 г. Laempe получила третий крупный заказ со стороны Mazda Motors Co. — на этот раз для сверхсовременного нового алюминиевого литейного завода фирмы в г. Нанджин (Китай). Контракт предусматривает поставку 15 автоматов типа LFB25H в комплекте со смесителями LM3 и газогенераторами по процессу Cold Box amin, а также поставку пяти стержневых автоматов типа LFB50/2, каждый из них с двумя независимыми пескострельными головками, со смесителем LM4.2 и с газогенератором по тому же процессу.

 

Оборудование применяют для изготовления компонентов стержневых пакетов для головки цилиндров и блоков двигателей, следующим образом:

 

• первый  ряд автоматов с четырьмя  парами машин типа LFB25H;

• второй ряд из семи автоматов типа LFB25H;

• третий ряд из пяти автоматов типа LFB50/2.

 

Стержневые пакеты для головки цилиндров собирают на двух линиях, а пакеты для блока — на третьем конвейере. Поставка первой партии из восьми машин типа LFB25H будет осуществлена до осени 2006 г., запуск всего оборудования в эксплуатацию — до апр. 2007 г. Наладка технологий и запуск производственных мощностей при максимальной нагрузке — до конца 2007 г.

 

Сотрудничество фирмы Laempe с японскими автомобильными концернами продолжается