關(guān)于消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)

摘要：隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)水平不斷提高，將自動(dòng)化、機(jī)械化成功地應(yīng)用于鑄造生產(chǎn)對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高鑄件質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著極為深遠(yuǎn)的影響，這是現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的新理念也是必然趨勢(shì)。消失模鑄造工藝是目前較為先進(jìn)的鑄造技術(shù)之一，將消失模鑄造自動(dòng)化技術(shù)融入鑄造生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鑄造生產(chǎn)自動(dòng)化，對(duì)推動(dòng)鑄造行業(yè)的發(fā)展有著積極影響。本文就消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)的有關(guān)要求及內(nèi)容進(jìn)行了較為詳盡的介紹，以期能夠?qū)氖孪ｈT造自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的有關(guān)人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：消失模鑄造；自動(dòng)化生產(chǎn)線；設(shè)計(jì)要求

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，消失模鑄造技術(shù)是推動(dòng)工業(yè)發(fā)展的技術(shù)之一，相應(yīng)地對(duì)消失模鑄造技術(shù)則提出了更高的要求。目前，現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域消失模鑄造生產(chǎn)線多數(shù)為開(kāi)放線，滿足了規(guī)模較小化工企業(yè)的生產(chǎn)需求，但是對(duì)于規(guī)模較大企業(yè)，尤其是企業(yè)在鑄造生產(chǎn)批量大、生產(chǎn)周期短的情況下，開(kāi)放線難以滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，而消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)恰恰能夠彌補(bǔ)開(kāi)放線的種種生產(chǎn)弊端，自動(dòng)化生產(chǎn)可以大幅提高生產(chǎn)效率，并能保證鑄件質(zhì)量。因此對(duì)消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究對(duì)推動(dòng)工業(yè)的發(fā)展有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.自動(dòng)化生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)格要求

生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)客戶對(duì)鑄件的需求，如尺寸規(guī)格、材質(zhì)設(shè)計(jì)砂箱尺寸，確定產(chǎn)品生產(chǎn)綱領(lǐng)，進(jìn)而根據(jù)企業(yè)車間的實(shí)際生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)生產(chǎn)線，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行整體布局。有關(guān)技術(shù)人員要計(jì)算出生產(chǎn)線每天每小時(shí)的產(chǎn)量，以此計(jì)算出生產(chǎn)線每天每小時(shí)的砂處理量，分析數(shù)據(jù)進(jìn)而選取適合生產(chǎn)線生產(chǎn)的消失模砂處理系統(tǒng)。生產(chǎn)規(guī)格計(jì)算主要分為以下幾個(gè)步驟： 第一，生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算；第二，根據(jù)鑄件圖樣對(duì)工藝進(jìn)行分析；第三，結(jié)合生產(chǎn)綱領(lǐng)、企業(yè)生產(chǎn)水平，擬定鑄件的報(bào)廢率、造型及制模報(bào)廢率；第四，對(duì)砂箱尺寸及每箱樣模鑄件數(shù)量進(jìn)行確定；第五，計(jì)算出真空系統(tǒng)、砂處理系統(tǒng)的規(guī)格型號(hào)、技術(shù)參數(shù)及數(shù)量；第六，合理選擇鑄造生產(chǎn)線的生產(chǎn)線布局形式，合理設(shè)置生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。

2. 消失模鑄造全自動(dòng)化生產(chǎn)線的砂處理系統(tǒng)分析

2.1.落砂篩分

落砂篩分主要分為兩級(jí)。一級(jí)篩分是通過(guò)振動(dòng)篩分機(jī)對(duì)篩箱子中的雜物進(jìn)行篩除處理，主要是篩除直徑大于5mm的雜物；二級(jí)篩分是分層直線振動(dòng)篩分機(jī)將砂箱中直徑在10目到100目的雜物及細(xì)沙篩除，其目的是為了增加砂子的透氣性能。

2.2.風(fēng)選、磁選功能

通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)功能將干熱砂風(fēng)設(shè)置為風(fēng)幕狀下落，干熱砂分級(jí)主要是靠調(diào)節(jié)閥調(diào)整風(fēng)量大小控制；永磁分離滾筒將砂、鐵分離，磁選分離后的干砂流入到下一工序設(shè)備中，磁選分離出干砂中摻雜的雜物，并流入廢料箱中。分離工藝過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵通過(guò)風(fēng)機(jī)口進(jìn)入除塵系統(tǒng)。

2.3.二級(jí)舊砂冷卻方式可確保生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)。

熱砂冷卻技術(shù)是消失模鑄造生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的重要核心技術(shù)之一，熱砂冷卻技術(shù)水平將關(guān)系著鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)質(zhì)量。由于消失模生產(chǎn)過(guò)程中，熱砂具有冷卻速度較慢的特點(diǎn)，因此該設(shè)計(jì)將選用二級(jí)舊砂冷卻的方式作為設(shè)計(jì)思想。鑄造落砂時(shí)通常要經(jīng)此工藝將熱砂的溫度將下來(lái)。此工藝一級(jí)冷卻采用水冷式沸騰冷卻床冷卻，二級(jí)冷卻采用砂溫調(diào)解器調(diào)節(jié)有關(guān)設(shè)備冷卻熱砂。其中，沸騰冷卻床冷卻過(guò)程中熱交換的形式較為多樣，包括水與熱砂、空氣與熱砂等熱交換形式。呈沸騰狀態(tài)的熱砂熱交換的效率較高，固采用二級(jí)舊砂冷卻方式。熱交換過(guò)程中沸騰的熱砂所產(chǎn)生的風(fēng)塵將隨著熱空氣被吸入除塵器，冷卻后的干砂純度較高，即保證了干砂的透氣性能，又起到了降溫的作用。砂溫調(diào)節(jié)器主要是通過(guò)砂子和循環(huán)水管間接觸發(fā)生熱交換起到降低砂溫度的作用，宜用于自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化生產(chǎn)。

2.4.砂輸送環(huán)節(jié)

砂輸送在落砂時(shí)溫度極高，振動(dòng)輸送機(jī)可有效將高溫砂子輸送到指定位置。此外冷卻中的砂可通過(guò)帶式提升機(jī)或者是皮帶輸送機(jī)將砂子提升到一定高度及水平距離輸送。

2.5.生產(chǎn)線控制

采用PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制。包括：計(jì)算機(jī)控制模、擬屏控制和觸摸屏控制方式。

2.6.除塵系統(tǒng)

消失模鑄造是目前較為先進(jìn)的鑄造工藝，該工藝的主要優(yōu)勢(shì)在于綠色、環(huán)保。消失模鑄造生產(chǎn)線在砂處理過(guò)程中所使用的除塵系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)砂處理量及生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力選取設(shè)備。根據(jù)砂處理系統(tǒng)除塵風(fēng)量確定除塵器風(fēng)機(jī)功率。除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后，每個(gè)揚(yáng)塵點(diǎn)要設(shè)置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，目的是確保每個(gè)管路風(fēng)量適合生產(chǎn)需求。

3. 消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的砂箱運(yùn)行

砂箱在液壓推箱機(jī)、電動(dòng)過(guò)渡小車及全自動(dòng)液壓翻箱子機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)了砂箱在系統(tǒng)軌道上的全自動(dòng)運(yùn)行。通過(guò)計(jì)算設(shè)置各設(shè)備參數(shù)，砂箱運(yùn)行節(jié)拍和生產(chǎn)線節(jié)拍保持一致。觸摸屏控制運(yùn)行節(jié)拍，砂箱全自動(dòng)化運(yùn)行。

4. 真空負(fù)壓系統(tǒng)

消失模鑄造鑄件的造型及澆筑都是在真空條件下進(jìn)行。真空負(fù)壓系統(tǒng)是由特制砂箱和負(fù)壓系統(tǒng)共同組成，形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。在真空消失模鑄造工藝中真空泵是最基本最主要的設(shè)備。真空負(fù)壓系統(tǒng)主要組成部件包括；真空泵、穩(wěn)壓罐、濕法除塵器和汽水分離器。選取真空本時(shí)要保證其吸氣量大，而對(duì)于真空泵的其它要求并不是很嚴(yán)格。其中真空泵吸氣量大小可根據(jù)澆鑄件體積、鑄件的金屬材質(zhì)、砂箱的體積及澆注過(guò)程中所用的砂箱數(shù)量進(jìn)行選擇判斷。

5. 消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線加砂方式

消失模鑄造的加砂方式主要有軟管人工加砂、螺旋給料加砂及雨淋加砂。其中，雨淋加砂是目前消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用最為廣泛的加砂方式。該加砂方式主要是通過(guò)對(duì)多孔板中動(dòng)板、靜板相對(duì)位置的調(diào)節(jié)來(lái)改變漏沙孔橫截面積。進(jìn)而控制砂雨的大小。該加砂方式加砂速度快、加砂均勻，提高了消失模鑄造自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。

6.結(jié)語(yǔ)

消失模鑄造技術(shù)是目前鑄造業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)消失模鑄造技術(shù)的研究，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)出消失模鑄造生產(chǎn)線自動(dòng)化運(yùn)行方案對(duì)提高行業(yè)的生產(chǎn)效率有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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[2] 格萊特·米奇爾.金屬制品失泡沫壓力鑄造方法[P].中國(guó)專利：1990—09一l0.

作者簡(jiǎn)介：

李亞南（1984--），女，遼寧葫蘆島人，專科，模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)。

于雷（1985--），男，遼寧開(kāi)原人，本科，機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)。