砂型-金屬型通用低壓鑄造機(jī)

朱 亮，陳 峰，康敬樂，孫玉霞，吳俊建，楊建國，趙 鵬，郝兆勇

(1.國機(jī)鑄鍛機(jī)械有限公司，山東濟(jì)南 250306；2.蘇美達(dá)股份有限公司，江蘇南京 210018；3.上海德佩安全技術(shù)有限公司，上海 201499)

近幾年來，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，汽車輕質(zhì)化已成為重要課題，鋁合金鑄件在汽車工業(yè)中所占比重日益增大。金屬型低壓鑄造技術(shù)的進(jìn)步以及該技術(shù)的成功應(yīng)用使鋁合金鑄件的生產(chǎn)得到了空前發(fā)展。低壓鑄造是指通過在密閉容器中形成的氣壓壓迫金屬液進(jìn)入鑄型，完成充型及凝固的過程而獲得鑄件的一種鑄造方法[1，2]。低壓鑄造根據(jù)所用的鑄型可分為砂型低壓鑄造和金屬型低壓鑄造。

1 砂型-金屬型通用低壓鑄造機(jī)設(shè)備研發(fā)背景

目前，針對砂型低壓鑄造和金屬型低壓鑄造工藝均有專用的低壓鑄造機(jī)，但未有通用型低壓鑄造機(jī)。

金屬型低壓鑄造機(jī)結(jié)構(gòu)形式多為主機(jī)固定，保溫爐可升降移動。在工作狀態(tài)時，由于保溫爐需要頻繁移動，會導(dǎo)致加熱元件易損壞且存在電源接頭松動、電纜破損漏電等安全隱患。若將保溫爐沉入地坑內(nèi)，地坑面積過大且須敞開造成基礎(chǔ)施工土方量的增加，還增大了操作人員跌落的安全隱患，同時保溫爐固定安裝在升降移動機(jī)構(gòu)上，導(dǎo)致爐體維修、加料不便。另外，對于采用多種工藝（砂型、金屬型等）且中小批量生產(chǎn)的廠家，兩種低壓鑄造機(jī)均需采購，造成不便和浪費。

本低壓鑄造機(jī)針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)低壓鑄造主機(jī)升降移動的安全平穩(wěn)可靠，還能實現(xiàn)砂型鑄造與金屬型鑄造的快速轉(zhuǎn)換。

2 設(shè)備結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

砂型-金屬型通用低壓鑄造機(jī)，主要由坩堝爐、砂型鑄造工作臺面、陶瓷升液管裝置、升降移送機(jī)構(gòu)以及固定在升降移送機(jī)構(gòu)上的四立柱式低壓鑄造主機(jī)等組成。

圖1 砂型—金屬型通用低壓鑄造機(jī)

圖2 四立柱式低壓鑄造主機(jī)

圖3 升降移送機(jī)構(gòu)

低壓鑄造主機(jī)包括靜模板、設(shè)置在靜模板上的四個抽芯器和四個導(dǎo)柱以及在靜模板上方的開合模機(jī)構(gòu)。

升降移送機(jī)構(gòu)包括車架、液壓馬達(dá)、升降組件、導(dǎo)向裝置、減速機(jī)、齒條、兩對導(dǎo)向輪，其中滾輪固定在車架底部，兩對導(dǎo)向輪設(shè)置在車架一側(cè)抱住導(dǎo)軌。車架外側(cè)垂直安裝減速機(jī)，減速機(jī)軸與齒輪直連，齒條固定在安裝板上；齒輪與齒條嚙合實現(xiàn)傳動。即通過減速機(jī)驅(qū)動，齒輪齒條傳動，四個滾輪從動，兩對導(dǎo)向輪導(dǎo)向，實現(xiàn)升降移送機(jī)構(gòu)及低壓鑄造主機(jī)在水平軌道上精確平穩(wěn)的移動。

在進(jìn)行砂型低壓鑄造時，低壓鑄造主機(jī)移出澆注工位，再將砂箱放置在砂型鑄造工作臺面，壓緊放置在陶瓷升液管上沿處的密封墊實現(xiàn)密封。

在進(jìn)行金屬型低壓鑄造時，模具安裝在靜模板上，低壓鑄造主機(jī)移入澆注工位。升降移送機(jī)構(gòu)下降帶動安裝在靜模板上的模具下降，壓緊放置在陶瓷升液管上沿處的密封墊實現(xiàn)自動密封。

砂型低壓鑄造與金屬型低壓鑄造通用一個陶瓷升液管裝置，安裝在砂型鑄造工作臺面上，通過低壓鑄造主機(jī)移入移出即可實現(xiàn)砂型鑄造與金屬型鑄造的快速轉(zhuǎn)換。通過減速機(jī)驅(qū)動，齒輪齒條傳動，四個滾輪從動，兩對導(dǎo)向輪導(dǎo)向，實現(xiàn)設(shè)置在升降移送機(jī)構(gòu)上的低壓鑄造主機(jī)在水平軌道上移動平穩(wěn)，精確定位。采用導(dǎo)向桿導(dǎo)向、液壓馬達(dá)驅(qū)動蝸輪蝸桿升降機(jī)升降實現(xiàn)低壓鑄造主機(jī)升降平穩(wěn)。

3 結(jié)論

（1）本砂型-金屬型低壓鑄造機(jī)，實現(xiàn)了在同一澆注工位，砂型低壓鑄造與金屬型低壓鑄造的安全快速轉(zhuǎn)換，同時低壓鑄造主機(jī)能夠安全平穩(wěn)的移動至保溫爐上方。

（2）由于升降機(jī)蝸輪蝸桿嚙合傳動、并由剛性軸連接使得升降具有良好的同步性，保證了主機(jī)下降時，靜模板與陶瓷升液裝置上平面保持平行，從而確保砂型或金屬型與升液管口的可靠密封。

（3）保溫爐固定，使得爐體維修、加料更加方便快捷，減少了地坑面積，減小了基礎(chǔ)施工的土方量，降低了操作人員跌落的危險，消除了保溫爐加熱元件易損壞及電源接頭松動、電纜破損漏電等安全隱患。