一種無(wú)臺(tái)車造型生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

畢玲霞

（濟(jì)南安索機(jī)械工程有限公司，山東濟(jì)南 250022）

全自動(dòng)鑄造靜壓造型生產(chǎn)線主要由靜壓造型機(jī)、澆鑄線、冷卻線、鑄型輸送系統(tǒng)及電控、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)了從送砂、造型、澆鑄到冷卻的全自動(dòng)控制，提高了生產(chǎn)效率，大大減低了人工成本。而在整個(gè)造型線的生產(chǎn)過程中，砂箱臺(tái)車是非常關(guān)鍵的，它是鑄件形成和運(yùn)動(dòng)必不可少的裝置。

砂箱是型腔和鑄件形成的框體，而臺(tái)車是承載砂箱運(yùn)動(dòng)過程中的裝置。傳統(tǒng)的造型線，砂箱臺(tái)車是必不可少的，而且數(shù)量根據(jù)鑄件的冷卻時(shí)間和冷卻軌道的長(zhǎng)度數(shù)量而定，一般都在一兩百甚至幾百套不等。由于砂箱臺(tái)車是鑄件，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，所以成本及加工費(fèi)用比較高，這使得整個(gè)造型線成本很高，而且生產(chǎn)過程中故障率也相對(duì)比較大。為了解決這種問題，應(yīng)市場(chǎng)及客戶要求我們?cè)O(shè)計(jì)了一種無(wú)臺(tái)車造型生產(chǎn)線且已經(jīng)投入生產(chǎn)應(yīng)用中。

下面以實(shí)正項(xiàng)目為例詳細(xì)介紹一下這種鑄造生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及應(yīng)用。

1 主要技術(shù)參數(shù)

（1）砂箱內(nèi)尺寸：960mm×960mm×150/200mm；

（2）設(shè)計(jì)生產(chǎn)率：150 整型/小時(shí)；

（3）下芯工位數(shù)：6 個(gè)；

（4）有效澆注工位：12 個(gè)；

（5）冷卻段：2 段；

（6）供氣壓力：≥0.55MPa；

（7）造型線工作時(shí)噪音不超過85dBA（落砂機(jī)部份需特殊隔音處理）；

（8）造型機(jī)參數(shù)：在吃砂量不小于65mm 的條件下，分型面平均硬度≥90GF；型腔水平面平均硬度≥90GF；型腔垂直面平均硬度≥85GF；在同一表面測(cè)量的硬度偏差≤5GF；合箱錯(cuò)型量≤0.3mm；鑄型的成品率≥98%。

2 設(shè)備的主要構(gòu)成及功能

如圖1 所示，這種無(wú)臺(tái)車造型線是以雙工位造型機(jī)為核心，配以其他相關(guān)輔機(jī)設(shè)備，組成的一條較先進(jìn)的造型自動(dòng)生產(chǎn)線。主要組成設(shè)備包括：雙工位造型主機(jī)、分箱機(jī)、內(nèi)壁清理機(jī)、造型翻轉(zhuǎn)機(jī)、銑澆口機(jī)、上箱翻轉(zhuǎn)機(jī)、合箱機(jī)、兩端轉(zhuǎn)運(yùn)車、砂箱、造型滾道、澆鑄滾道、冷卻滾道，另外還有推送緩沖機(jī)構(gòu)以及液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)等。

2.1 工藝過程

圖1 無(wú)臺(tái)車造型線

全線有多臺(tái)套機(jī)械、電控、液壓設(shè)備及砂箱組成，分落砂、造型、下芯、澆注、冷卻五個(gè)區(qū)段，含落砂、分箱、箱面及內(nèi)壁清掃、造型、翻轉(zhuǎn)、銑澆口、合箱、緊箱鉤、鑄型冷卻等諸工序[1]。

工作流程有：手動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)、自動(dòng)、不造型、不加砂、不落砂、冷卻道選擇等多種工作制度。全線的工藝流程如下：

（1）澆注后經(jīng)過冷卻的鑄型進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)上的捅箱裝置捅箱，砂胎落至落砂機(jī)，空箱由推送機(jī)構(gòu)推入下一個(gè)工序，準(zhǔn)備造型。

（2）分上箱及提下箱均由分箱機(jī)完成。分箱后上、下箱分別被提升至造型段邊輥架上。提升缸由比例閥控制，配有接近開關(guān)檢測(cè)位置。

（3）上下箱面及走軌面的清掃在邊輥架上砂箱前進(jìn)過程中進(jìn)行，另設(shè)有砂箱內(nèi)壁清掃機(jī)清理砂箱內(nèi)壁，以確保無(wú)掉砂，使造型機(jī)正常工作。

（4）邊輥架的驅(qū)動(dòng)裝置將空砂箱送入造型機(jī)的造型工位，（一次推一個(gè)上砂箱和一個(gè)下砂箱），工作臺(tái)舉升缸上升接箱及余砂框，型板砂箱壓實(shí)過程中加砂，同時(shí)清掃充砂框上平面，進(jìn)壓實(shí)工位后主動(dòng)多觸頭下降壓實(shí)，壓實(shí)后退回起模工位。起模在舉升缸回程時(shí)進(jìn)行。上下型由雙工位主機(jī)同時(shí)造型。

（5）造好的型被推出，上、下箱經(jīng)雙箱翻箱機(jī)翻箱，而后在刮砂裝置工位刮去浮砂。砂箱在邊輥架上繼續(xù)前進(jìn)。

（6）銑澆口機(jī)銑澆口（并預(yù)留一個(gè)鉆氣孔工位，以便將來需要時(shí)可再上一套鉆氣孔機(jī)）。

（7）下芯由人工進(jìn)行。

（8）在邊輥架的末端上箱由上箱翻箱機(jī)重新翻轉(zhuǎn)。然后進(jìn)入合箱機(jī)合箱。合好的砂箱推送至澆注段。砂箱上有箱鉤，在合箱后被打緊。

（9）澆鑄后的鑄型被轉(zhuǎn)運(yùn)車送到冷卻道冷卻。以此類推，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

2.2 有無(wú)臺(tái)車造型線的區(qū)別

以上為整條生產(chǎn)線的機(jī)構(gòu)組成及工藝流程，下面針對(duì)無(wú)臺(tái)車造型線與以往的有臺(tái)車造型線從結(jié)構(gòu)和功能上做一個(gè)詳細(xì)的對(duì)比。有無(wú)臺(tái)車造型線最大的區(qū)別在于，有臺(tái)車的造型線在澆鑄段和冷卻段推送和行走的是臺(tái)車以及臺(tái)車上的砂箱，而無(wú)臺(tái)車的造型線在澆鑄段和冷卻段推送和行走的只有砂箱，沒有臺(tái)車。臺(tái)車的作用除了承載砂箱運(yùn)轉(zhuǎn)外還有防止砂箱澆注后塌箱、漏箱、脹箱等。

2.2.1 有臺(tái)車造型線澆注段結(jié)構(gòu)

如圖2 所示，澆注段是由砂箱，帶推送裝置的過渡車，帶緩沖裝置的過渡車，臺(tái)車以及軌道系統(tǒng)組成。其中砂箱放在過渡車上，砂箱臺(tái)車之間有定位銷定位。等鐵水澆入造好型的砂箱后，過渡車上的推送裝置進(jìn)行推送，同時(shí)過渡車上的緩沖裝置緩沖，將砂箱臺(tái)車推送到過渡車上，然后過渡車橫移將砂箱臺(tái)車帶到冷卻道上冷卻。臺(tái)車上帶有滾輪，滾輪兩側(cè)帶有輪沿。砂箱臺(tái)車由臺(tái)車上的滾輪在軌道系統(tǒng)的軌道上行走實(shí)現(xiàn)砂箱臺(tái)車的推送。

圖2 有臺(tái)車造型線澆注段結(jié)構(gòu)

圖3 無(wú)臺(tái)車造型線澆注段結(jié)構(gòu)

2.2.2 無(wú)臺(tái)車造型線澆注段結(jié)構(gòu)

如圖3 所示，澆注段是由砂箱、推送裝置、帶緩沖裝置的過渡車、滾道系統(tǒng)以及托板組成。等鐵水澆入造好型的砂箱后，推送裝置進(jìn)行推送，同時(shí)過渡車上的緩沖裝置緩沖，將砂箱推送到過渡車上，然后過渡車橫移將砂箱帶到冷卻滾道上冷卻。滾道系統(tǒng)上帶有滾輪，滾輪兩側(cè)帶有輪沿。砂箱上的導(dǎo)軌直接在滾輪上行走實(shí)現(xiàn)砂箱的推送。為了防止砂箱澆注后塌箱、漏箱、脹箱等現(xiàn)象。這種無(wú)臺(tái)車造型線專門在砂箱下面裝了托板，既不影響砂箱的運(yùn)行，又能有效的防止砂箱在運(yùn)行過程中脹箱等的缺陷，磨損后還能及時(shí)方便的更換。

3 無(wú)臺(tái)車造型線帶來的效益

綜上所述，將原來靜壓造型線上大量的臺(tái)車去掉，只用砂箱，改進(jìn)后不但大大節(jié)約了用戶成本，而且整個(gè)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，大大降低了故障率；操作簡(jiǎn)單容易維修，適合于一些小型鑄件的生產(chǎn)，被很大一部分用戶選擇使用。