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    循环式四工位铁型覆砂造型机的研发

    发布日期:2017-07-31 发布者:信弘模具

    采用铁型覆砂铸造工艺生产铸件,具有铸件尺寸精度高,造型材料消耗量少,工艺出品率高,铸件性能佳等诸多优点,适用于   铸件的大批量生产。为了跟上装备制造业快速发展的节拍,铁型覆砂铸造从   初的手工或简易机械生产模式逐渐发展到了自动化生产线的生产模式。2005年自动化铁型覆砂生产线生产效率可达25箱/h,后来提升至45箱/h,但仍与市场的需求有   差距。

    铁型覆砂造型机是整条生产线的核心装备,其造型效率则是决定生产线生产效率的主要因素,所以提高造型机的造型效率,是解决生产线生产效率问题的关键。近年通过串联双工位、四工位方式布置造型机来提高造型效率,可达55~85型/h,但仍有   的局限性,至四工位已达到   。为了寻求突破,我们从覆砂造型的工艺特点入手,研发了一种循环式多工位造型机,有效地解决了现有造型机造型效率低等问题。

    一、覆砂造型工艺流程及特点

    1.覆砂造型原理

    铁型覆砂造型是利用压缩空气,将射砂头内的覆膜砂吹入铁型和模具的间隙内,经过   时间的保温加热,使覆膜砂固化成型并附着在铁型内腔,   终得到覆砂铁型的一种快速成形工艺。铁型覆砂造型过程包括合模、射砂、固化、脱模、模具清理五个连续工序,这五个工序相辅相成,任一工序出现问题都会   终影响覆砂造型的成败。

    2.覆砂造型工艺流程

    为现在所采用的单工位铁型覆砂造型机结构,其工作流程为:铁型进入工作台正上方后,举升缸将装有模具的工作台顶起,并托起铁型,直至铁型背面抵牢射砂头(此为合模过程,所用时间为T1,约10s);继而,压缩气体充入射砂头,将射头内的覆膜砂吹入铁型内,铁型充满型砂后,射砂头排气,将射头内的剩余气体排出;随后,举升缸下降   距离,铁型与射砂头脱离(此为射砂过程,所用时间为T2,约5s);充入覆膜砂的铁型静止不动,对覆膜砂进行保温加热,(此为固化过程,所用时间为T3,约70s);覆膜砂固化完成,举升缸下降,铁型在下降过程中被辊道托住,实现与模具分离(此为脱模过程,所用时间为T4,约5s);完成了一次造型后,对模具进行清理,为下次造型作准备(此为模具清理过程,所用时间为T5,需10~20s)。

    造型机完成一个完整的造型过程,所用时间为T=T1+T2+T0+T4+T5,计算整个流程所需时间(取上限)为T=10s(合模)+5s(射砂)+70s(固化)+5s(脱模)+20s(模具清理)=110s。由此可知,单工位铁型覆砂造型机造型效率约为32型/h。显然,采用单工位造型机造型不能满足生产要求,为提高覆砂造型效率,广泛采用的方法是:同一生产线上串联布置两台(双工位)或四台(四工位)单工位造型机同时造型,其中双工位造型机造型效率约为55型/h,四工位造型效率约为85型/h。这里需要指出,双工位、四工位的造型效率比单工位并没有按比例成倍增长,是因为模具清理工序为人工操作,需要逐个清理各工位模具,工位数越多,清理时间越长。

    二、串联式多工位覆砂造型的局限性

    不可否认,以串联方式布置的多工位造型机在   程度上提高了覆砂造型的造型效率,但同时也存在   的弊端。

    (1)扰乱生产线运转节拍。对于生产线中大部分机器装备而言,铁型的运行模式或行进方式为单块铁型运行模式,而至造型机处却变为多块铁型同时运行模式,覆砂造型完成后,又由多块铁型同时运行模式转为单块铁型运行模式,这不仅给生产线上铁型的自动输送带来不便,而且生产线需要预留空位,以适应节拍的变换,从而增加了生产线的长度。

    (2)铁型在造型工位停留时间过长,不利于生产线的连续运转。不论是单工位、双工位或四工位造型机,覆砂造型过程的5个工序均在同一工位完成,使得铁型在造型机内停留时间过久。在覆砂造型过程中,容易造成生产线上的其他铁型在造型机后方堆积,生产线运行过程中停顿时间长,而降低生产效率。

    (3)模具清理不便,清理时间集中,工人操作压力大。由于模具被辊道或射砂头遮挡,清理空间较为狭小,模具清理操作极不方便,而且工位数越多,一次覆砂造型后的模具清理占用时间越久。以四工位造型机为例,模具清理时间为T5×4,也就是说,四工位造型机完成一次完整造型过程,所需时间约为170s。


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