砂型-金屬型通用低壓鑄造機

朱 亮，陳 峰，康敬樂，孫玉霞，吳俊建，楊建國，趙 鵬，郝兆勇

(1.國機鑄鍛機械有限公司，山東濟南 250306；2.蘇美達股份有限公司，江蘇南京 210018；3.上海德佩安全技術有限公司，上海 201499)

近幾年來，隨著新能源汽車的快速發展，汽車輕質化已成為重要課題，鋁合金鑄件在汽車工業中所占比重日益增大。金屬型低壓鑄造技術的進步以及該技術的成功應用使鋁合金鑄件的生產得到了空前發展。低壓鑄造是指通過在密閉容器中形成的氣壓壓迫金屬液進入鑄型，完成充型及凝固的過程而獲得鑄件的一種鑄造方法[1，2]。低壓鑄造根據所用的鑄型可分為砂型低壓鑄造和金屬型低壓鑄造。

1 砂型-金屬型通用低壓鑄造機設備研發背景

目前，針對砂型低壓鑄造和金屬型低壓鑄造工藝均有專用的低壓鑄造機，但未有通用型低壓鑄造機。

金屬型低壓鑄造機結構形式多為主機固定，保溫爐可升降移動。在工作狀態時，由于保溫爐需要頻繁移動，會導致加熱元件易損壞且存在電源接頭松動、電纜破損漏電等安全隱患。若將保溫爐沉入地坑內，地坑面積過大且須敞開造成基礎施工土方量的增加，還增大了操作人員跌落的安全隱患，同時保溫爐固定安裝在升降移動機構上，導致爐體維修、加料不便。另外，對于采用多種工藝（砂型、金屬型等）且中小批量生產的廠家，兩種低壓鑄造機均需采購，造成不便和浪費。

本低壓鑄造機針對現有技術存在的缺點，不僅能夠實現低壓鑄造主機升降移動的安全平穩可靠，還能實現砂型鑄造與金屬型鑄造的快速轉換。

2 設備結構及技術要求

砂型-金屬型通用低壓鑄造機，主要由坩堝爐、砂型鑄造工作臺面、陶瓷升液管裝置、升降移送機構以及固定在升降移送機構上的四立柱式低壓鑄造主機等組成。

圖1 砂型—金屬型通用低壓鑄造機

圖2 四立柱式低壓鑄造主機

圖3 升降移送機構

低壓鑄造主機包括靜模板、設置在靜模板上的四個抽芯器和四個導柱以及在靜模板上方的開合模機構。

升降移送機構包括車架、液壓馬達、升降組件、導向裝置、減速機、齒條、兩對導向輪，其中滾輪固定在車架底部，兩對導向輪設置在車架一側抱住導軌。車架外側垂直安裝減速機，減速機軸與齒輪直連，齒條固定在安裝板上；齒輪與齒條嚙合實現傳動。即通過減速機驅動，齒輪齒條傳動，四個滾輪從動，兩對導向輪導向，實現升降移送機構及低壓鑄造主機在水平軌道上精確平穩的移動。

在進行砂型低壓鑄造時，低壓鑄造主機移出澆注工位，再將砂箱放置在砂型鑄造工作臺面，壓緊放置在陶瓷升液管上沿處的密封墊實現密封。

在進行金屬型低壓鑄造時，模具安裝在靜模板上，低壓鑄造主機移入澆注工位。升降移送機構下降帶動安裝在靜模板上的模具下降，壓緊放置在陶瓷升液管上沿處的密封墊實現自動密封。

砂型低壓鑄造與金屬型低壓鑄造通用一個陶瓷升液管裝置，安裝在砂型鑄造工作臺面上，通過低壓鑄造主機移入移出即可實現砂型鑄造與金屬型鑄造的快速轉換。通過減速機驅動，齒輪齒條傳動，四個滾輪從動，兩對導向輪導向，實現設置在升降移送機構上的低壓鑄造主機在水平軌道上移動平穩，精確定位。采用導向桿導向、液壓馬達驅動蝸輪蝸桿升降機升降實現低壓鑄造主機升降平穩。

3 結論

（1）本砂型-金屬型低壓鑄造機，實現了在同一澆注工位，砂型低壓鑄造與金屬型低壓鑄造的安全快速轉換，同時低壓鑄造主機能夠安全平穩的移動至保溫爐上方。

（2）由于升降機蝸輪蝸桿嚙合傳動、并由剛性軸連接使得升降具有良好的同步性，保證了主機下降時，靜模板與陶瓷升液裝置上平面保持平行，從而確保砂型或金屬型與升液管口的可靠密封。

（3）保溫爐固定，使得爐體維修、加料更加方便快捷，減少了地坑面積，減小了基礎施工的土方量，降低了操作人員跌落的危險，消除了保溫爐加熱元件易損壞及電源接頭松動、電纜破損漏電等安全隱患。