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1、2014.6,铸造设备及其自动化-6,宋延沛 教授,第七节 造型生产线,所谓造型生产线，就是根据生产铸件的工艺要求，将主机（造型机）和辅机（翻箱机、合型机、压铁机、捅箱机、落砂机、分箱机等）按照一定的工艺流程，通过运输设备（铸型输送机、辊道等）联系起来，并采用一定的控制方法所组成的机械化、自动化造型生产体系。,一、 生产线的组成、布置原则及类型,1. 生产线的组成,2. 影响造型生产线布置的因素,影响造型生产线布置的因素 有六个方面： 1）造型工艺，如造型材料及造型方法；金属的种类（铸铁、铸钢）；铸件大小及要求的冷却时间；铸件质量及精度要求等； 2）造型机的形式、规格和性能（普通造型机、气冲造
2、型机，有箱还是无箱造型机，单机组线还是多机组线等）；,3）生产线的运行方式 （连续式、脉动式或间歇式）； 4）辅机的结构形式、性能和配套方式； 5）自动控制的方式以及发信号装置也会影响生产线上附机及运输机的局部结构及生产线的布置； 6）厂房条件以及环境保护的要求对主、附机选择和生产线的布置也有影响。,3. 造型生产线布置的原则,1）生产线的布置要根据实际条件和具体要求来决定。 2）生产线所选用的铸造工艺必须经过试验，证明是切实可行的，并经过可行性论证。 3）生产线应满足生产纲领要求。 4）生产线尽量实现浇注机械化，这不仅能使铸造工人从危险和繁重的劳动中解放出来，而且能提高线的利用率。 5）注意
3、解决造型生产线中各工序间的生产平衡问题，实现均衡生产，提高设备利用率和生产率。,6）生产线的运输形式宜采用分段累加式滚道的柔性连接，或在工序间增设缓冲环节。 7）生产线各机械传动方式宜采用电动、液动、气动机槭和油阻尼的综合传动，并有自动润滑系统。 8）生产线控制系统宜采用分散控制。 9）生产线有较高的可维修性，这意味着结构简单、耐久、配件不需要稀缺材料等。 10）有良好的建筑适应性，占地面积小，在场内没有大的动载荷及地坑，为生产线服务的起重设备载荷不大等等。,4、造型生产线布置的几种类型 为称呼方便，人们习惯于采用造型线主机的名称来为造型线分类。例如气动微震造型线、高压造型线、气冲造型线、静压
4、造型线、垂直分型无箱射压造型线、水平分型脱箱压实造型线等。也有人使用制造公司的名称来为生产线命名。例如：KW造型线、亨特造型线、DISA造型线等。,若按自动化程度分，可将国内的造型生产线分为半机械化、机械化、半自动化和自动化生产线四种类型。,2）机械化生产线 它是在半机械化生产线的基础上，增加了合型机、悬链型芯输送机以及气吊等装置，完成下芯、合箱、搬运砂箱和浇注操作，进一步减轻工人的劳动强度。例如：造型机成组布置的生产线;造型机成对布置的生产线； 用辊式输送机组成的生产线。 机械化生产线主机多采用震击式、震压式和压板式等造型机，适合于批量生产。,3）半自动化造型生产线,该线上除了浇注及下芯等少
5、数几个工序是由工人完成之外，其它工序主要由各种主、辅机自动完成，适合于大批量生产。,1）半机械化生产线 除用造型机造型，铸型输送机运送铸型，型砂用胶带输送机运送外, 其他工作均由人工完成。适合于小铸件、小批量生产.,目前常见的半自动化造型生产线有如下布置类型。,1）封闭或开放式 封闭式的造型生产线是采用连续式或脉动式铸型输送机组成不间断地环形流水线；开放式的造型生产线是采用间歇式铸型输送机组成直线布置的流水线。 封闭式的造型生产线和开放式的造型生产线相比较有如下特点： 开放式的布置对铸型来说能形成一个合适的储存段和较为灵活的冷却段，而封闭的布置较难做到； 开放式布线较灵恬，受车间限制小，而封闭
6、式布线受车间限制较大； 封闭式布置铸型转运少，辅机类型少，对控制系统较为有利，开放式则正相反。,2）直列式 直列式直线生产线主要用于垂直分型无箱射压造型线或水,平分型脱箱造型线。这种布线方式使主机、浇注段和冷却段均在同一直线上（见图2-70，2-78）,3）串联与并联,串联式布线的特点是造好的上型从造型机到合型机之间的运行方向，与造型段或下芯段的铸型输送机小车运行方向平行或重叠。 并联式布线的特点是造好的上型从主机到合型机的运行方向与铸型输送机在造型段或下芯段的运行方向垂直或成一定角度。,二、 生产线上的主要辅机,1、刮砂机、铣浇冒口机和扎气孔机,对于中、低压的造型机，常在出箱侧附设犁形刮砂器
7、，而对高压造型机，则需装设旋转刮砂机。,铣浇口机是用高速旋转的成形刀刃切削硬度较高的砂型，做出浇口杯的形状。,通气孔可用扎气孔机的气孔针扎出。对于细而深的通气孔, 则可用气动钻代替扎气孔针扎出。,2、翻箱机,翻箱机的作用主要是将造好的下型翻转180，有的上型也翻转，目的是为检查砂型有无缺损、修型及翻落浮砂。,3、落箱机,落箱机主要用于把已翻转的下型或已合完型的铸型平稳地放置到铸型输送机上。,4、合型机,工艺要求：在合型过程中，上下砂型要对得准确；动作平稳无冲击；动作迅速灵活。,1）静态合型机 这种合型方式动作准确，容易保证质量，机器结构也较简单，目前较普遍地被采用。,2）动态合型机 动态合型由
8、于是在运动过程中上、下两型需准确而平稳地合在一起，这就导致合型机结构复杂，且较难保证动作平稳和准确，易出故障。,5、下芯设备,6、压铁机 造型生产线上用于加压铁、取压铁和运输压铁的设备。 1）移动机械手式压铁机 2）其他压铁方法 （1）依靠铸型自重 有意识加大上铸型重量，可以兼起压铁作用。 （2）浇注时附加压 浇注的同时用支架上的气缸压住砂箱。 （3）带卡紧机构的砂箱,7、分箱机,1上抓式分箱机 与上抓式落箱机类似 。 2举升式分箱机,9、其他辅助设备 如换向机、小车台面的清扫机、翻芯机 、磨芯机等。,8、捅箱机与铸型顶出机,1）捅箱机 2）铸型顶出机,三、铸型输送机,铸型输送机是造型生产线中
9、将造型、下芯、合型、压铁、浇注、冷却、落砂等工序连接起来的主要运输设备。 常见的铸型输送机大致可分类为：,1. 水平连续式铸型输送机,1）输送小车 输送机的承载部分。 2）传动装置 输送机的动力部分。传动装置常配有无级变速器,其动力通常采用双速电动机。 3）张紧装置 使牵引链产生一定初张力，以保证输送机小车运行平稳。 4）轨道系统 由走轮轨道、导轮轨道和轨枕组成。,5）铸型输送机的参数确定,(1) 输送机的运行速度 ：,输送机运行速度v可由下式计算出：,n:铸型数/小时；T：小车节距；Z：铸型数/每小车；：装载系数,(2) 输送机展开长度 LLZLjLlLs LZ:造型下芯段（3042m) L
10、J：浇注段长度； Ll:冷却段长度 ； Ls:落砂段长度,(3) 小车总数,6）轨道的布置,图2-79 气冲造型自动生产线 1、2造型机 3、4往复式上、下模板小车 5翻箱机 6上型转运装置 7下芯段 8上型铸型段 9钻通气孔装置 10上型翻转机 11合型机 12压铁机 13浇注段 14转运装置 15冷却输送机 16转运装置 17带机械手的振动落砂机 18小车清扫机 19砂箱清理机,图2-81 造型机成对布置的机械化造型线 1造型机 2单轨吊 3回箱辊道 4分箱机 5落砂装置6落砂机 7过渡小车 8砂型输送机 9单梁天车,图-82是用辊式输送机和辊道组成生产线,图2-86 一种滚筒式翻箱机 1
11、滚筒体 2右定位撞块 3从动轮 4底座 5限位轮 6主动轮 7左定位撞块 8杠杆机构 9定位插销 10进出箱辊道 11限止块,图2-94 举升分箱机 1上箱辊道 2下箱辊道 3机架 4砂箱推杆机构 5上砂箱 6下砂箱 7挡块 8推箱辊道 9工作台 10套座 11举升气缸 12导向杆 13弹簧 14挡箱气缸 15挡箱杠杆 16限位螺钉,图2-97 SZ-60型连续式铸型输送机 1.输送小车 2.传动装置 3.张紧装置 4.轨道系统 5.车面 6.车体 7.走动轮 8.导轮,图2-98 传动装置 1链轮； 2传动链条；3小车台面； 4推块； 5支承轨道； 6减速器； 7大齿轮； 8导轮,图2-99
12、 张紧装置 l一轨枕 2滑槽底座 3张紧螺杆 4一调整块 5走轮轨道 6一导轮轨道,图2-99 轨道系统 l一轨枕 2滑槽底座 3张紧螺杆 4一调整块 5走轮轨道 6一导轮轨道,在直线段中，走轮轨道中心线与导轮轨道中心线重合;当小车在圆弧段行走时，导轮中心沿着半径R的圆弧运动，而车体中心则是沿着径向向内偏离距离为x的圆弧运动，这将会引起走轮“脱轨”。因此，在铺设圆弧段的走轮轨道时，必须以导轮轨道中心线为基准进行修正，使走轮轨道中心线沿径向相应地向内偏移x。,图2-100 圆弧段走轮轨道位置修正图,x走轮轨道中心线相对于导轮轨道中心线的偏移量(mm)；R导轮轨道中心线的转弯半径(mm)； t引链条的节距(mm)。,
