關于消失模鑄造自動化生產線的設計

摘要：隨著科技的發展，自動化技術水平不斷提高，將自動化、機械化成功地應用于鑄造生產對降低勞動強度、提高鑄件質量及生產效率有著極為深遠的影響，這是現代鑄造生產技術發展的新理念也是必然趨勢。消失模鑄造工藝是目前較為先進的鑄造技術之一，將消失模鑄造自動化技術融入鑄造生產線設計，實現鑄造生產自動化，對推動鑄造行業的發展有著積極影響。本文就消失模鑄造自動化生產線的設計的有關要求及內容進行了較為詳盡的介紹，以期能夠對從事消失模鑄造自動化生產線設計的有關人員提供幫助。

關鍵詞：消失模鑄造；自動化生產線；設計要求

隨著現代工業的飛速發展，消失模鑄造技術是推動工業發展的技術之一，相應地對消失模鑄造技術則提出了更高的要求。目前，現代工業領域消失模鑄造生產線多數為開放線，滿足了規模較小化工企業的生產需求，但是對于規模較大企業，尤其是企業在鑄造生產批量大、生產周期短的情況下，開放線難以滿足企業生產需求，而消失模鑄造自動化生產線的設計恰恰能夠彌補開放線的種種生產弊端，自動化生產可以大幅提高生產效率，并能保證鑄件質量。因此對消失模鑄造自動化生產線的設計進行分析研究對推動工業的發展有著十分重要的現實意義。

1.自動化生產線生產規格要求

生產企業要根據客戶對鑄件的需求，如尺寸規格、材質設計砂箱尺寸，確定產品生產綱領，進而根據企業車間的實際生產能力設計生產線，對生產線進行整體布局。有關技術人員要計算出生產線每天每小時的產量，以此計算出生產線每天每小時的砂處理量，分析數據進而選取適合生產線生產的消失模砂處理系統。生產規格計算主要分為以下幾個步驟： 第一，生產綱領計算；第二，根據鑄件圖樣對工藝進行分析；第三，結合生產綱領、企業生產水平，擬定鑄件的報廢率、造型及制模報廢率；第四，對砂箱尺寸及每箱樣模鑄件數量進行確定；第五，計算出真空系統、砂處理系統的規格型號、技術參數及數量；第六，合理選擇鑄造生產線的生產線布局形式，合理設置生產線的生產節拍。

2. 消失模鑄造全自動化生產線的砂處理系統分析

2.1.落砂篩分

落砂篩分主要分為兩級。一級篩分是通過振動篩分機對篩箱子中的雜物進行篩除處理，主要是篩除直徑大于5mm的雜物；二級篩分是分層直線振動篩分機將砂箱中直徑在10目到100目的雜物及細沙篩除，其目的是為了增加砂子的透氣性能。

2.2.風選、磁選功能

通過調節風機功能將干熱砂風設置為風幕狀下落，干熱砂分級主要是靠調節閥調整風量大小控制；永磁分離滾筒將砂、鐵分離，磁選分離后的干砂流入到下一工序設備中，磁選分離出干砂中摻雜的雜物，并流入廢料箱中。分離工藝過程中產生的粉塵通過風機口進入除塵系統。

2.3.二級舊砂冷卻方式可確保生產線的連續生產。

熱砂冷卻技術是消失模鑄造生產線設計的重要核心技術之一，熱砂冷卻技術水平將關系著鑄造自動化生產線設計質量。由于消失模生產過程中，熱砂具有冷卻速度較慢的特點，因此該設計將選用二級舊砂冷卻的方式作為設計思想。鑄造落砂時通常要經此工藝將熱砂的溫度將下來。此工藝一級冷卻采用水冷式沸騰冷卻床冷卻，二級冷卻采用砂溫調解器調節有關設備冷卻熱砂。其中，沸騰冷卻床冷卻過程中熱交換的形式較為多樣，包括水與熱砂、空氣與熱砂等熱交換形式。呈沸騰狀態的熱砂熱交換的效率較高，固采用二級舊砂冷卻方式。熱交換過程中沸騰的熱砂所產生的風塵將隨著熱空氣被吸入除塵器，冷卻后的干砂純度較高，即保證了干砂的透氣性能，又起到了降溫的作用。砂溫調節器主要是通過砂子和循環水管間接觸發生熱交換起到降低砂溫度的作用，宜用于自動化生產線，實現生產線的自動化生產。

2.4.砂輸送環節

砂輸送在落砂時溫度極高，振動輸送機可有效將高溫砂子輸送到指定位置。此外冷卻中的砂可通過帶式提升機或者是皮帶輸送機將砂子提升到一定高度及水平距離輸送。

2.5.生產線控制

采用PLC系統實現生產線的自動控制。包括：計算機控制模、擬屏控制和觸摸屏控制方式。

2.6.除塵系統

消失模鑄造是目前較為先進的鑄造工藝，該工藝的主要優勢在于綠色、環保。消失模鑄造生產線在砂處理過程中所使用的除塵系統，應根據砂處理量及生產線的生產能力選取設備。根據砂處理系統除塵風量確定除塵器風機功率。除塵系統設計完畢后，每個揚塵點要設置風量調節閥，目的是確保每個管路風量適合生產需求。

3. 消失模鑄造自動化生產線的砂箱運行

砂箱在液壓推箱機、電動過渡小車及全自動液壓翻箱子機的作用下實現了砂箱在系統軌道上的全自動運行。通過計算設置各設備參數，砂箱運行節拍和生產線節拍保持一致。觸摸屏控制運行節拍，砂箱全自動化運行。

4. 真空負壓系統

消失模鑄造鑄件的造型及澆筑都是在真空條件下進行。真空負壓系統是由特制砂箱和負壓系統共同組成，形成一個封閉的系統。在真空消失模鑄造工藝中真空泵是最基本最主要的設備。真空負壓系統主要組成部件包括；真空泵、穩壓罐、濕法除塵器和汽水分離器。選取真空本時要保證其吸氣量大，而對于真空泵的其它要求并不是很嚴格。其中真空泵吸氣量大小可根據澆鑄件體積、鑄件的金屬材質、砂箱的體積及澆注過程中所用的砂箱數量進行選擇判斷。

5. 消失模鑄造自動化生產線加砂方式

消失模鑄造的加砂方式主要有軟管人工加砂、螺旋給料加砂及雨淋加砂。其中，雨淋加砂是目前消失模鑄造自動化生產線中應用最為廣泛的加砂方式。該加砂方式主要是通過對多孔板中動板、靜板相對位置的調節來改變漏沙孔橫截面積。進而控制砂雨的大小。該加砂方式加砂速度快、加砂均勻，提高了消失模鑄造自動化生產線的生產效率及產品質量。

6.結語

消失模鑄造技術是目前鑄造業中應用最為廣泛的技術，加強對消失模鑄造技術的研究，科學合理地設計出消失模鑄造生產線自動化運行方案對提高行業的生產效率有著十分重要的現實意義。

參考文獻：

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[2] 格萊特·米奇爾.金屬制品失泡沫壓力鑄造方法[P].中國專利：1990—09一l0.

作者簡介：

李亞南（1984--），女，遼寧葫蘆島人，專科，模具設計與制造專業。

于雷（1985--），男，遼寧開原人，本科，機械設計專業。