德國(guó)HWS 公司的EFASD 靜壓造型自動(dòng)線

1、1 德國(guó)HWS 公司靜壓造型線從德國(guó)HWS 公司進(jìn)口了一條EFA2SD6 靜壓造型自動(dòng)線,主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)的鑄件生產(chǎn)。該線的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率為80 整型/ h，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好,可靠性高,故障率低,每天兩班生產(chǎn),日產(chǎn)量在1000 箱以上，年產(chǎn)量為20000萬(wàn)噸汽車配件。1. 1 靜壓造型線的主要參數(shù)砂箱內(nèi)尺寸1300mm ×900mm ×350/ 350 mm生產(chǎn)率80 整型/ h循環(huán)砂箱/ 小車數(shù)190 副/ 195 輛全線總功率340kW液壓定量泵3 臺(tái),360L/ min液壓變量泵1 臺(tái),360L/ min儲(chǔ)能器1 臺(tái),100L齒輪循環(huán)泵1 臺(tái),450L/ min1. 2 靜

2、壓造型線的組成及工藝流程全線由造型段、下芯合箱澆注段、冷卻段和返回捅箱段組成。造型段主要由分箱機(jī)、造型推送缸、造型輥道、空箱清掃機(jī)、靜壓造型機(jī)、翻箱機(jī)、移箱機(jī)、造型緩沖缸等組成。轉(zhuǎn)運(yùn)車1 把空砂箱和平板小車一起移入分箱機(jī)2 ,2 松開(kāi)箱卡依次提起上下箱,提升上下箱時(shí)油缸的行程是不同的,油缸的行程是由脈沖編碼器控制的。在造型推送缸3 和緩沖缸12 相互配合下,上下箱被推上造型輥道,由4 和5 對(duì)砂箱進(jìn)行清掃和外型檢查。然后進(jìn)入造型機(jī)中心,舉起砂箱完成接箱、加砂、靜壓、壓實(shí)和回程起模。輥道上每移動(dòng)一個(gè)鑄型,翻箱機(jī)7 就翻轉(zhuǎn)180Ü(正反轉(zhuǎn)) 。刮砂機(jī)9 在鑄型移動(dòng)時(shí)對(duì)砂箱背面進(jìn)行刮砂,然

3、后鑄型進(jìn)入移箱機(jī)11 ,11 依次抓起上下型分別放在下芯輥道和平板小車上。提起和放下鑄型的油缸是由脈沖編碼器控制的。下芯合箱澆注段主要由中間推送缸、中間緩沖缸、下芯輥道、銑澆口機(jī)、扎氣眼機(jī)、下芯機(jī)和合箱機(jī)組成。主要完成銑澆口、扎氣眼、下芯和合箱。合箱機(jī)18 夾緊并提起上型翻轉(zhuǎn)180Ü,在中間推送缸13 和緩沖缸19 的作用下鑄型向前移動(dòng)一個(gè)位置, (移箱機(jī)把上型放在這留下的空位) 。下型移進(jìn)合箱機(jī)18 ,把上型放下合箱,并卡緊箱卡。穿梭小車依次自動(dòng)把組裝的砂芯送進(jìn)下芯機(jī),能識(shí)別下型的下芯機(jī)16 抓起砂芯放入下型。扎氣眼機(jī)15 自下向上在上型背面扎出排氣孔。銑澆口機(jī)14 自下向上在上型

4、背面銑出澆口杯,再沿x 或y 軸移動(dòng),并與直澆道接通。澆口杯的位置在x 、y 、z 軸三個(gè)方向可調(diào)。在推送缸29 和緩沖缸24 的相互配合下,鑄型再向前移動(dòng)一個(gè)位置,空砂箱被推上返回段,澆好的鑄型被推上轉(zhuǎn)運(yùn)車23 ,同時(shí)空砂箱被推上轉(zhuǎn)運(yùn)車1 ,平板小車和上箱分別進(jìn)入移箱機(jī)和合箱機(jī)。冷卻段主要由轉(zhuǎn)運(yùn)車28、20、23 ,推送缸22、緩沖缸30、提升站21 和31、推送/ 緩沖缸25 和32、一條一層和一條三層的冷卻帶組成。轉(zhuǎn)運(yùn)車28 和23同時(shí)移到1 號(hào)冷卻帶,冷卻的鑄型被推上轉(zhuǎn)運(yùn)車28 ,然后轉(zhuǎn)運(yùn)車24 和28 返回。轉(zhuǎn)運(yùn)車20 把澆好的鑄型移入2 號(hào)冷卻帶。在25 和32 配合下,鑄型被推上

5、提升臺(tái)21 ,然后轉(zhuǎn)運(yùn)車20 返回,21 和31 同時(shí)上升至3 號(hào)或4 號(hào)冷卻帶。在25 和32 相互配合下,鑄型被推上3 號(hào)或4 號(hào)冷卻帶,然后提升站21和31 下降至2 號(hào)冷卻帶。返回捅箱段主要由推送缸29、緩沖缸24、捅箱缸26 和轉(zhuǎn)運(yùn)車1 組成。完成捅箱和砂箱返回。捅箱機(jī)26 提起砂箱移至捅頭上方,捅箱缸自下向上捅出砂胎,再由推送缸推到落砂機(jī)上,空砂箱再放回平板小車上。2 靜壓造型機(jī)靜壓造型機(jī)采用焊接構(gòu)件和型材構(gòu)成的六立柱式結(jié)構(gòu),壓縮空氣罐和靜壓閥在其上面,中間為砂箱輥道,下面為工作臺(tái),加砂斗和多觸頭在砂箱輥道和氣包之間來(lái)回穿梭,模板轉(zhuǎn)臺(tái)在砂箱輥道和工作臺(tái)之間來(lái)回旋轉(zhuǎn),整個(gè)靜壓造型機(jī)由

6、二根300mm ×400mm ×24mm 的H 型鋼支撐。2.1組成機(jī)架采用焊接構(gòu)件和型材構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)固的六立柱封閉框架。六根立柱為305mm ×340mm 的H 型鋼,上下橫梁均各用二根300mm ×520mm 大型H 型鋼。上橫梁上安裝有壓縮空氣罐、靜壓裝置,下橫梁支撐工作臺(tái),中間二根25 號(hào)槽鋼裝有砂箱輥道,上部二根140mm ×260mm 的長(zhǎng)方形管材構(gòu)成加砂斗和多觸頭穿梭輥道。靜壓裝置由壓縮空氣罐、靜壓閥、導(dǎo)流管和通氣框等組成。多觸頭裝在通氣框內(nèi),靜壓時(shí)壓縮空氣從氣罐中流出,經(jīng)靜壓閥、導(dǎo)流管均勻地分布在通氣框內(nèi),再經(jīng)多觸頭的縫隙進(jìn)入加砂

7、框,穿過(guò)砂層從模板上的排氣塞排出。靜壓閥的開(kāi)閉由其上部的油缸控制,油缸的升降由一個(gè)二位四通電磁閥控制。靜壓閥的開(kāi)口大小和開(kāi)啟速度可通過(guò)彈簧預(yù)緊力的大小來(lái)調(diào)節(jié)。閥的開(kāi)啟時(shí)間可在0. 11. 5s 之間調(diào)節(jié),靜壓閥的進(jìn)出口管徑為<250mm ,壓縮空氣罐容積為5m3 。加砂斗內(nèi)壁鑲聚四氟乙烯薄板防粘砂,砂定量用電子秤稱量,放砂采用百葉閘門,加砂框內(nèi)壁也鑲聚四氟乙烯薄板。壓實(shí)采用主動(dòng)式多觸頭,共有48 個(gè)觸頭。靜壓造型機(jī)觸頭油缸缸徑為<63mm , 行程275mm ,觸頭底部鑲聚四氟乙烯薄板防粘砂。周邊觸頭面積比中間觸頭小,以保證砂箱邊緣獲得較高的壓實(shí)比壓。改變比例壓力閥電流大小,使壓實(shí)

8、油壓變化。作用在上下砂型上的壓實(shí)比分別可在01. 2MPa 范圍內(nèi)調(diào)節(jié),保壓時(shí)間可按需要設(shè)定。工作臺(tái)為鋼板焊接的長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)(1350mm ×960mm ×340mm) ,底部中間裝有一個(gè)<200mm 的舉升油缸,四角裝有四根<160mm 導(dǎo)向桿,工作臺(tái)正面和背面裝有模板框夾緊裝置。工作臺(tái)處于最下面時(shí),夾緊裝置被固定在機(jī)架上的滾輪壓住,是松開(kāi)狀態(tài)。工作臺(tái)一上升,夾緊裝置被彈簧拉緊,把模板框鉤緊在工作臺(tái)上。工作臺(tái)上升至最高時(shí),四只楔形塊在油缸的驅(qū)動(dòng)下,插入導(dǎo)向桿的底部,靜壓和壓實(shí)時(shí)工作臺(tái)承受的巨大的沖力通過(guò)導(dǎo)向桿傳到機(jī)架上,避免了液壓系統(tǒng)采用高壓油路,大大簡(jiǎn)化了液壓

9、系統(tǒng)。模板轉(zhuǎn)臺(tái)由兩根140mm ×260mm 的長(zhǎng)方形管材和構(gòu)件焊成H 型的框架,用于支撐上下模板框和模板,在油缸的驅(qū)動(dòng)下,模板轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)回180°旋轉(zhuǎn),依次將上模板框和上模板或下模板框和下模板轉(zhuǎn)入或轉(zhuǎn)出造型機(jī)。2.2工作過(guò)程接箱:工作臺(tái)慢速上升將模板和模板框從模板轉(zhuǎn)臺(tái)上舉起并將其夾緊在工作臺(tái)上,爾后快速上升,再減速后將輥道上空砂箱接住,再上升將加砂框接住后上升停止。工作臺(tái)上升行程由脈沖編碼器監(jiān)控,當(dāng)工作臺(tái)接模板、砂箱和加砂框時(shí),脈沖編碼器發(fā)信號(hào)給比例換向閥,使工作臺(tái)自動(dòng)減速。工作臺(tái)上升的快慢速及速度變化的斜率均可在電控柜上的操作面板OP25 上調(diào)整。加砂:加砂斗在油缸驅(qū)動(dòng)下進(jìn)

10、入造型機(jī)中心,同時(shí)多觸頭移出造型機(jī)中心,加砂斗百葉閘門打開(kāi),加砂后關(guān)閉,加砂斗移出造型機(jī)中心。靜壓:工作臺(tái)繼續(xù)上升,加砂框頂起通氣框直至頂緊機(jī)架,油缸驅(qū)動(dòng)楔形塊插入工作臺(tái)下四根導(dǎo)向桿底部,靜壓閥打開(kāi),壓縮空氣經(jīng)通氣框進(jìn)入加砂框緊實(shí)型砂,再?gòu)哪０迳吓艢馊懦?同時(shí)皮帶向加砂斗內(nèi)定量加砂(稱量) 。壓實(shí):通氣框上的排氣閥打開(kāi),排出其內(nèi)的殘余氣體,多觸頭向下進(jìn)行壓實(shí),達(dá)到壓實(shí)比壓并保壓一定時(shí)間,多觸頭向上縮回。工作臺(tái)下降:楔形塊從工作臺(tái)下導(dǎo)向桿底部退出,工作臺(tái)下降依次完成通氣框分離、加砂框分離、砂箱分離(起模) 、模板和工作臺(tái)分離。更換模板:模板轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180°更換另一塊模板,同時(shí)造型段推

11、送缸把造好的砂型推出,推入一個(gè)空砂箱。對(duì)于高度差別較大的模板,可在壓實(shí)后再打開(kāi)靜壓閥使砂型進(jìn)一步壓實(shí)。3 控制系統(tǒng)3. 1 液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)除少數(shù)必須用氣動(dòng)控制的外,全線采用液壓傳動(dòng),集中泵站。泵站設(shè)在造型機(jī)旁的地下室內(nèi),總流量(工作時(shí)) 1080L/ min ,油箱容積為7m3 ,封閉式、側(cè)面開(kāi)孔。共安裝了5 臺(tái)泵,1 臺(tái)變量柱塞泵,3 臺(tái)內(nèi)嚙合齒輪泵,1 臺(tái)循環(huán)泵。油加熱器和冷卻器用于控制油溫在50 ±2 范圍,還配有一臺(tái)100L 活塞式氮?dú)鈨?chǔ)能器,用于平衡壓力油的輸出。用比例方向閥控制高速重載有沖擊的油缸,簡(jiǎn)化了液壓回路,增加了緩沖效果,而且調(diào)速方便。用脈沖編碼器監(jiān)控不同行程的油

12、缸。在垂直升降砂箱等舉重油缸的下腔均安裝了平衡閥。液壓系統(tǒng)運(yùn)行可靠、平穩(wěn)。舉升缸的行程用脈沖編碼器監(jiān)控,并通過(guò)調(diào)整比例電磁鐵的電流大小來(lái)調(diào)整閥芯開(kāi)口的大小,從而使油缸減速或加速運(yùn)動(dòng)。油缸運(yùn)動(dòng)的快慢速度以及加速度大小均可在電控柜上調(diào)整。液壓回路簡(jiǎn)單可靠。3. 2 電控系統(tǒng)電控系統(tǒng)為二級(jí)控制,上位機(jī)用IBM PC/ AT 計(jì)算機(jī),下位機(jī)采用西門子PLC S52115U 型可編程序控制器,還配有ALC2001 故障診斷軟件。計(jì)算機(jī)可監(jiān)控全線運(yùn)行情況,具有故障診斷、顯示分析和存儲(chǔ)以及機(jī)器和工藝參數(shù)的設(shè)定、存儲(chǔ)、打印等功能。現(xiàn)場(chǎng)有7 個(gè)電控柜,通過(guò)電控柜上的控制面板OP25 設(shè)置PLC 內(nèi)部參數(shù)、機(jī)器參

13、數(shù)、工藝參數(shù)、油缸運(yùn)行速度等,實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的人機(jī)對(duì)話。全線控制方式有自動(dòng)、手動(dòng)(帶連鎖) 和調(diào)整三種。電控系統(tǒng)運(yùn)行可靠、故障低、維修方便。4 靜壓造型線特點(diǎn)(1) 主機(jī)采用靜壓造型，無(wú)震擊，無(wú)噪音，生產(chǎn)環(huán)境好。靜壓造型工藝生產(chǎn)的鑄型不僅在分型面上,而且在垂直面上硬度高且分布均勻。特別在吃砂量為30mm 的型腔垂直面上硬度仍可大于80 ,起模斜度小,鑄件尺寸精度高,表面粗糙度高,特別適合生產(chǎn)復(fù)雜的薄壁鑄件。(2) 采用電子稱量裝置和砂分布調(diào)節(jié)器,散落砂少,約為8 % ,節(jié)約型砂。(3) 全線采用分區(qū)域控制，有手動(dòng)也有自動(dòng)，減少了故障率，便于組織生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率。也就是說(shuō)，在某一段時(shí)間內(nèi)，某一控制

14、段出現(xiàn)故障，在排除故障的同時(shí)，其它控制段可繼續(xù)正常運(yùn)行。在靜壓和壓實(shí)時(shí),采用油缸驅(qū)動(dòng)楔形塊,插入工作臺(tái)下四根導(dǎo)向桿的底部,使工作臺(tái)承受的巨大沖擊力通過(guò)導(dǎo)向桿傳到機(jī)架上,大大簡(jiǎn)化了液壓系統(tǒng)。運(yùn)行動(dòng)力采用液壓、氣動(dòng)、機(jī)動(dòng)相結(jié)合的方式。砂箱運(yùn)行采用機(jī)動(dòng)邊輥；造型、脫型采用液壓 翻箱、合箱、接底板等采用氣動(dòng)。(4) 全線共有7 個(gè)油缸要求有不同的行程,均用脈沖編碼器監(jiān)控,行程精度可控制在±1mm 內(nèi)。其他油缸只有一個(gè)行程,因此距離控制精度高。(5) 液壓系統(tǒng)較多地使用比例閥、錐閥、內(nèi)嚙合齒輪泵等,簡(jiǎn)化了液壓回路,減少了元件數(shù)量,保證了液壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)、可靠。(6) 澆注段、冷卻段采用步進(jìn)式控制方式， 即每副砂箱有一套機(jī)動(dòng)邊輥，前副砂箱到位后，后副砂箱才開(kāi)始運(yùn)行，達(dá)到無(wú)撞擊，延長(zhǎng)砂箱及設(shè)備使用壽命之目的。先進(jìn)的電控系統(tǒng),能通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)器參數(shù)、工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,并能對(duì)全線運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,具有故障分析、顯示、統(tǒng)計(jì)、打印等功能。(7) 脫型機(jī)的砂箱輸送采用液壓馬達(dá)作動(dòng)力，達(dá)到既能進(jìn)又能退的目的；縱向移箱全部采用機(jī)動(dòng)小