機械自動化在低壓鑄造領(lǐng)域的應(yīng)用初探

侯耀武

摘要：對自動化技術(shù)在低壓鑄造機械中的應(yīng)用進行了研究，如汽車行業(yè)的生產(chǎn)制造和安全控制仍然至關(guān)重要。低壓鑄造是現(xiàn)代汽車鋁合金鑄件的重要支撐元素。自動化技術(shù)可提高工作效率，并在使用低壓鑄造時節(jié)省能耗。

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù);低壓鑄造機;應(yīng)用發(fā)展

自1950年代以來，低壓鑄造開始研究，但發(fā)展相對緩慢。伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和眾多新技術(shù)的運用，我國低壓鑄造迅速發(fā)展，其功能和性能、穩(wěn)定性和可靠性達到國際標準的，廣泛用于生產(chǎn)輪轂、氣缸蓋等。

一、低壓鑄造獨特的優(yōu)點

1.在工藝過程中，可根據(jù)需要設(shè)置和調(diào)整低壓制造參數(shù)，以確保液體金屬的穩(wěn)定充型，減少或避免在充型過程中的翻騰、沖擊、飛濺，從而減少氧化渣的產(chǎn)生，避免坯件缺陷。

2.充型壓力金屬液可提高其流動性和零件的良好形狀，從而形成了清晰的輪廓光潔表面的零件，并有助于形成大型薄壁零件。

3.零件在壓力下凝固，可完全補縮，致密組織，較高機械性能。

4.提高金屬液加工效率。一般不需要冒口，金屬液回收率明顯提高，一般達到90%。

5.良好的勞動條件;有利于機械化和自動化的高效生產(chǎn)是低壓鑄造重要優(yōu)勢。

6.低壓鑄造具應(yīng)用于合金的許多不同領(lǐng)域，可用于各種鑄造場合，不僅可用于有色合金，還可用于鑄鐵、鋼。尤其是對于有色合金易氧化，性能更高，防止金屬液體在澆注時氧化夾渣。

二、低壓鑄造工藝

升液、充型、增壓、保壓結(jié)晶、卸壓、冷卻、冷卻延遲、預熱、澆注溫度、鑄型的涂料等是低壓鑄造工藝的技術(shù)規(guī)范。（1）升液壓力和速率、壓力是增加澆口上升金屬液位所需的壓力。升液管中的增加速度是液體的增加速度。升液必須穩(wěn)定，以便于排出型腔內(nèi)的氣體，并防止其進入澆口時發(fā)生。（2）充型和速度壓力是金屬液充型提升系統(tǒng)所必需的。在此階段，金屬液面的壓力會隨其速度增加。（3）充型金屬液腔內(nèi)是增壓和增壓速度后。并繼續(xù)加壓，使成型零件在一定壓力下凝固。壓力稱為結(jié)晶或保壓壓力。壓力越大結(jié)晶，越好補縮效果，鑄造工藝也越密。但是，不能通過增加結(jié)晶壓力來提高模具零件的質(zhì)量。

三、自動化技術(shù)在低壓鑄造機中的技術(shù)方案設(shè)計

1.整體結(jié)構(gòu)。低壓鑄造機采用自動化技術(shù)，與傳統(tǒng)低壓鑄造機不同，低壓鑄造機采用電動液混動開合模。它包括合面，下模的合面安裝在立導柱的四個角上，頂部定梁安裝在立導柱的上方，合面、立導柱和上部定梁構(gòu)成其安裝框架;在各立導柱內(nèi)安裝螺旋提升降筒，導向裝置安裝在螺旋升降筒上套;上橫梁和同步橋構(gòu)成上模，上模梁兩端安裝在導向裝置上，包括制動電機、齒輪箱三個T形，四個直角和傳動桿一個。三個T形齒輪箱分為主T形一個和齒輪箱兩個輔助T形。電機通過電氣底座上部連接梁的中間安裝，主T形齒輪箱電機輸出端連接到，通過主T形齒輪箱連桿連接到T形兩側(cè)輔助齒輪箱;通過連桿連接到的右角齒輪箱。四個右上框架角直角齒輪箱位于安裝。每個直角齒輪箱與螺旋提升油缸相連。頂部固定梁之間的固定梁由兩側(cè)上方的固定梁連接。

2.導向裝置的結(jié)構(gòu)。導向裝置是一個矩形金屬板，一端通過螺栓固定在移動部件的頂部和底部，另一端固定在垂直立導柱上。連接四個螺旋升降筒形成的放礦的外側(cè)四個立導柱形成的方框圍。

3.應(yīng)用程序設(shè)計功能。伺服電動機控制速度和方向，變頻器確保四個螺釘?shù)耐叫D(zhuǎn)。平衡氣缸用于平衡模具和激活動板的重量，以減少螺釘和螺母之間的摩擦。梯形自鎖，以確保液壓系統(tǒng)運行時螺母和螺釘之間沒有滑動或旋轉(zhuǎn);電液混動解決低速運動和低速大負荷運動的問題;使用伺服電機控制，它可以精準定位模具位置。

四、自動化技術(shù)在低壓鑄造機中的技術(shù)方案改進

根據(jù)上述技術(shù)解決方案，可對上述技術(shù)解決方案進行以下改進，以確保設(shè)備的方便性和穩(wěn)定性：

1.螺旋升降筒。其包括螺桿、安裝在螺桿底部的下部軸承組、螺桿頂部穿過上部軸承組，且上下運動部件安裝在螺桿的中部套裝。上下運動部件包括活塞、

絲母固定在活塞上是通過擋圈和支撐套。活塞外部是由上下氣缸蓋和氣缸體組成的氣缸。缸蓋和缸身通過螺栓連接，缸蓋和缸身在連接點處形成臺階，在缸蓋與活塞之間安裝密封圈，在缸蓋與活塞之間安裝管接頭，在氣缸體與活塞之間安裝o形密封圈;上下兩個扣蓋分別安裝在頂部和底部缸蓋與缸身連接的臺階上，頂部和底部扣蓋通過長螺栓一起安裝。

3.下軸承組。包括螺桿軸和軸承頂蓋，中孔的軸承套頂蓋固定在螺桿上，內(nèi)軸承安裝在軸承頂蓋下面的螺桿上，安裝在軸承頂蓋上，下軸承安裝在安裝臺階上下部軸承下的螺桿上設(shè)有圓形螺母，用于固定下部軸承，油孔為T字形，軸承上形成三個油孔，油孔在內(nèi)腔內(nèi)開，軸承套側(cè)壁開油口內(nèi)安裝鋼球脹塞，自動化技術(shù)在低壓鑄造機中的應(yīng)用主要是利用伺服電機驅(qū)動T型螺桿，螺桿導致螺母上下運動，實現(xiàn)開合高速運動;平衡缸用于平衡模具的自重并減少T型螺桿和螺母之間的摩擦;使用四個短距油缸解決了啟閉模塊的小行程和大強度問題。低壓鑄造機自動化技術(shù)設(shè)計通過上述結(jié)構(gòu)提高了生產(chǎn)效率并降低了能耗。由于開啟和關(guān)閉位置由伺服決定，因此控制精度較高，且可快速調(diào)整以適應(yīng)不同的模具厚度。低壓成型機的技術(shù)設(shè)計中，自動化技術(shù)采用發(fā)動機和液壓缸兩種驅(qū)動方法。

自動化技術(shù)在低壓鑄造機研究領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗可以提高生產(chǎn)率，降低人工成本，并提供廣泛的發(fā)展前景。自動化技術(shù)在低壓鑄造機中的應(yīng)用解決了目前液壓油缸方式開合模問題，液壓氣缸效率低、不準確、非數(shù)字控制，提高了生產(chǎn)率并節(jié)約能耗。

參考文獻：

[1]李剛.汽車發(fā)動機下缸體低壓鑄造工藝及模具設(shè)計[J].特種鑄造及有色合金，2019，24（08）.

[2]鄧瑞.J458雙升液管液面懸浮低壓鑄造機的研發(fā)與應(yīng)用[J].襄樊職業(yè)技術(shù)學院學報，2019，22（01）.

[3]趙濤.低壓鑄造機的發(fā)展與前景[J].中國機械，2019（12）.

[4]嚴娜.智能控制的薄壁鋁合金鑄件真空差壓鑄造工藝與理論[D].武漢：華中科技大學，2019

[5]孫建.特大型鋁合金導體金屬型低壓鑄造工藝的探討[J].特種鑄造及有色合金，2019，30（9）：833

[6]朱莉.國外低壓鑄造工藝發(fā)展概況[J].貴州機械，2020（3）：54