ace基于ACE靜壓造型線的產(chǎn)品質(zhì)量控制

ace基于ACE靜壓造型線的產(chǎn)品質(zhì)量控制

2009年9月，該公司完成了40多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的新工廠，其中配備了自動(dòng)ce-5和平壓的日本新東工業(yè)工廠線。該造型線用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸、飛輪,造型能力可達(dá)105箱/h。一、靜壓結(jié)構(gòu)1.砂箱造型能力(1)造型機(jī)型號(hào):ACE—5型;造型方式:上下型交替造型方式、氣流加砂和復(fù)合壓實(shí);壓實(shí)壓力:最大98N/cm2;氣流壓力:10～20N/cm2。(2)模型更換方式全自動(dòng),驅(qū)動(dòng)輥方式;更換時(shí)間:循環(huán)內(nèi)。(3)砂箱尺寸箱內(nèi)尺寸:1000mm×800mm×300mm(長(zhǎng)、寬、高);箱外尺寸:1250mm×1100mm;合箱方式:銷、套配合。(4)造型能力最高34s/型(105型/h)。(5)每箱砂量不考慮溢砂和模型部分約720kg。(6)循環(huán)砂箱全線共256套,可澆注砂箱12套,冷卻段砂箱219套。2.澆注段、冷卻段、回砂系統(tǒng)(1)ACE—5造型線組成全線由5部分組成:造型段、下芯合箱澆注段、冷卻段、捅箱段及運(yùn)砂系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。造型段主要由分箱機(jī)、砂箱推送缸、定盤(pán)推送缸、定盤(pán)緩沖缸、定盤(pán)軌道、造型輥道、靜壓造型機(jī)、鉆氣眼裝置、扎氣眼裝置、翻箱機(jī)、銑澆口裝置、刮砂裝置及轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)車等組成。下芯合箱段主要由下芯裝置、翻轉(zhuǎn)機(jī)、砂箱緩沖缸、轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)車及合箱機(jī)組成。澆注段主要由澆注推送缸、澆注砂箱軌道、澆注緩沖缸和澆注機(jī)組成。冷卻段主要由4套推送缸、4套緩沖缸、4條軌道及2臺(tái)轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)車組成。捅箱段主要由捅箱裝置、2臺(tái)振動(dòng)落砂機(jī)、1臺(tái)振動(dòng)輸送機(jī)、1臺(tái)鱗板輸送機(jī)及1臺(tái)機(jī)械手組成?；厣跋到y(tǒng)主要由1臺(tái)振動(dòng)輸送機(jī)、4臺(tái)帶式輸送機(jī)、1臺(tái)雙向帶式輸送機(jī)組成。(2)造型線的工藝流程混好的型砂通過(guò)帶傳送送入造型砂斗,經(jīng)過(guò)雙向給料送入造型機(jī);砂箱推送缸將空砂箱推送到造型機(jī)下,分別造上型、下型;砂型通過(guò)鉆氣眼裝置、扎氣眼裝置,再由翻箱機(jī)翻箱;而后銑澆口,型背面刮砂;下型與定盤(pán)組合。砂型通過(guò)人工下芯段,進(jìn)行人工下機(jī)油泵芯、過(guò)濾網(wǎng),噴表面強(qiáng)化劑,檢查型面等作業(yè),然后進(jìn)行上型翻箱,再合箱。推送缸將砂箱送入澆注段軌道,自動(dòng)澆注車進(jìn)行澆注作業(yè)。澆注完成的砂箱由轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)車送入冷卻段,4套推送缸分別將砂箱送入4條冷卻軌道進(jìn)行冷卻。砂箱由轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)車送出冷卻段,由推送缸推入捅箱裝置,捅出鑄件;鑄件經(jīng)過(guò)振動(dòng)落砂機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī),進(jìn)入鱗板輸送機(jī);機(jī)械手將鱗板輸送機(jī)上的鑄件夾入輸送懸鏈進(jìn)入下一工序;舊砂經(jīng)過(guò)二級(jí)振動(dòng)落砂機(jī)進(jìn)入回砂系統(tǒng);空砂箱推送至分箱機(jī)分箱,進(jìn)入下一循環(huán)。二、加砂口加固質(zhì)量要求設(shè)計(jì)鑄造產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷成因比較復(fù)雜,各種條件相互交叉影響,往往是幾種因素影響一種質(zhì)量缺陷或一種因素影響幾種質(zhì)量缺陷。我們對(duì)造型可能產(chǎn)生的鑄件質(zhì)量缺陷與砂型缺陷的設(shè)備問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行分析,理清關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)。控制點(diǎn)1:造型機(jī)進(jìn)砂滑門(mén)(見(jiàn)圖2)。對(duì)造型機(jī)進(jìn)砂滑門(mén)需定期檢查,保證密封,輥輪、門(mén)體嚴(yán)密無(wú)漏氣,避免氣流加砂時(shí)漏氣、漏砂,保證加砂效果及砂型緊實(shí)?？刂泣c(diǎn)2:造型機(jī)預(yù)填框排氣塞(見(jiàn)圖3)。排氣塞易發(fā)生堵塞,需每天清理,無(wú)法清理的應(yīng)更換,保證加砂過(guò)程順暢,保證型砂填充效果,避免型面硬度不足?？刂泣c(diǎn)3:造型機(jī)型板框、預(yù)填框密封(見(jiàn)圖4)。造型加砂過(guò)程中,型板框密封與預(yù)填框密封緊密接觸,保證不漏氣、漏砂。此兩處都應(yīng)定期檢查,必要時(shí)更換,保證加砂及壓實(shí)效果,進(jìn)而保證砂型表面的質(zhì)量?？刂泣c(diǎn)4:造型機(jī)壓實(shí)頭密封(見(jiàn)圖5)。壓實(shí)過(guò)程中,壓實(shí)頭密封防止型砂從預(yù)填框與壓實(shí)頭的縫隙中漏出。此密封條為長(zhǎng)孔安裝,可以調(diào)整位置,需定期調(diào)整保證密封條與預(yù)填框間隙≤0.5mm,必要時(shí)需更換。這樣,保證預(yù)填框與壓實(shí)頭間隙無(wú)漏砂,進(jìn)而保證壓實(shí)效果及型面質(zhì)量。控制點(diǎn)5:造型機(jī)加砂口(見(jiàn)圖6)。此兩個(gè)長(zhǎng)條形出口,用于氣流加砂。對(duì)于加砂口的尺寸也有一定的要求,加砂口寬度≤34mm。這樣就改善了氣流加砂的填充效果,保證了造型后的型面質(zhì)量。故需定期對(duì)氣流加砂口尺寸進(jìn)行檢查,過(guò)度磨損時(shí)需更換加砂口襯板。控制點(diǎn)6:脫模劑噴頭(見(jiàn)圖7)。脫模劑噴頭設(shè)置在預(yù)填框上,前側(cè)、后側(cè)各設(shè)置兩個(gè)。此噴頭為氣動(dòng)噴頭,以壓縮空氣為動(dòng)力噴射?？赏ㄟ^(guò)參數(shù)設(shè)定調(diào)整噴射時(shí)長(zhǎng)進(jìn)而控制脫模劑噴量。需定期檢查噴頭及脫模劑管路,保證通暢,避免堵塞影響脫模劑噴涂,保證起模效果,以免型面破損?？刂泣c(diǎn)7:型板框內(nèi)定位銷,型板框定位銷、套,砂型定位銷、套。型板框內(nèi)定位銷、套用于定位型板,保證型板與型板框的相對(duì)位置;型板框設(shè)置兩個(gè)定位銷,合箱造型時(shí)保證砂箱與型板的相對(duì)位置;上砂箱設(shè)置兩個(gè)定位銷,下砂箱設(shè)置兩個(gè)定位銷套,保證合箱后上下砂型的相對(duì)位置。此三處共同控制上下砂型的相對(duì)位置,控制鑄件上下型錯(cuò)偏量,故需定期檢查磨損量,超差時(shí)更換。為方便檢查需設(shè)計(jì)制作專用檢具?？刂泣c(diǎn)8:定盤(pán)清掃裝置(見(jiàn)圖8)。定盤(pán)清掃裝置清掃部分由三排刮板組成,第一排為鋼質(zhì)刮板,用于清掃定盤(pán)上平面;第二排為鋼質(zhì)刮板,用于清掃定盤(pán)凹槽;第三排為耐磨橡膠齒形刮板,用于同時(shí)清理平面及凹槽的殘留砂。三排刮砂板同時(shí)由氣缸驅(qū)動(dòng),同時(shí)動(dòng)作刮砂。定盤(pán)清掃裝置保證了定盤(pán)表面清潔無(wú)殘留砂,避免因殘留砂使下砂箱產(chǎn)生傾斜,在合箱時(shí)造成損壞型面的現(xiàn)象,避免影響鑄件品質(zhì)。故需定期檢查,確認(rèn)刮板磨損程度,是否滿足清掃干凈的要求,必要時(shí)更換,保證砂型質(zhì)量?？刂泣c(diǎn)9:砂型背面刮砂刀(見(jiàn)圖9)。刮砂刀全長(zhǎng)1.7m,分成10段。85mm的小刮刀安裝在刮砂刀支座上。刮砂刀本身不動(dòng),砂箱沿軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),完成刮砂動(dòng)作。刮砂刀選用40Cr材料并淬火,支座可以上下調(diào)整,保證刮砂刀刃與砂箱邊緣距離小于2mm。當(dāng)刮砂刀刃磨損影響刮砂效果時(shí),需更換。如刮砂不良會(huì)造成砂箱傾斜而影響合箱,易出現(xiàn)型面破損等缺陷。故此處需定期檢查,定期調(diào)整刮砂刀或更換。控制點(diǎn)10:鉆氣眼裝置和扎氣眼裝置。鉆氣眼裝置為伺服電動(dòng)機(jī)鉆銑裝置,可設(shè)定轉(zhuǎn)速,自動(dòng)按設(shè)定位置鉆孔。一個(gè)節(jié)拍內(nèi)在兩個(gè)工位完成一個(gè)砂型的前后半型的鉆孔工作,34s節(jié)拍內(nèi)可鉆8個(gè)孔。扎氣眼裝置設(shè)置兩套針板分布于砂箱軌道兩側(cè),根據(jù)模型的不同自動(dòng)選擇其中一套針板,通過(guò)液壓缸下壓作業(yè)。如氣眼不通易造成排氣不暢,使鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。因此,需每天檢查氣孔是否通暢,檢查針和鉆頭是否彎曲或磨損,適時(shí)更換,保證鐵液排氣順暢,避免鑄件氣孔缺陷的產(chǎn)生?？刂泣c(diǎn)11:下芯裝置的定位銷、套和關(guān)節(jié)軸承(見(jiàn)圖10)。下芯夾具從組芯胎具中取芯時(shí),向砂型中下芯時(shí)都要通過(guò)定位銷、套定位;下芯移動(dòng)小車通過(guò)關(guān)節(jié)軸承組連接下芯夾具,形成萬(wàn)向活接頭,保證了下芯裝置的準(zhǔn)確定位。對(duì)于下芯裝置的定位銷、套和關(guān)節(jié)軸承組要定期檢查,確保定位銷、套在磨損范圍內(nèi),確保關(guān)節(jié)軸承組活動(dòng)靈活,必要時(shí)更換。這保證了下芯的位置精度,避免鑄件尺寸超差,避免因下芯不良造成的型面損壞而產(chǎn)生的多肉、砂眼等缺陷?？刂泣c(diǎn)12:造型機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)襯板。造型機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)襯板為聚氨酯材料,起到緩沖和保護(hù)轉(zhuǎn)臺(tái)的作用。如襯板磨損易造成型面水平度異?；蛏芭_(tái)過(guò)高,影響合箱的穩(wěn)定,可能造成砂型損壞,影響鑄件質(zhì)量。需定期檢查轉(zhuǎn)臺(tái)襯板,保證無(wú)過(guò)度磨損或缺失,必要時(shí)更換襯板。控制點(diǎn)13:型面檢查。造型線下芯工位前設(shè)置下過(guò)濾網(wǎng)、小芯的工位,該工位需嚴(yán)格對(duì)每個(gè)型面進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)型面缺陷及時(shí)剔除該型,避免澆注有缺陷的砂型造成不良鑄件?？刂泣c(diǎn)14:銑澆口處。銑澆口裝置(見(jiàn)圖11)為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng),由按照澆口杯的形狀需求制作的澆口刀進(jìn)行鉆銑。澆口刀材質(zhì)選用40Cr,并淬火處理。為保證澆口壁面光滑無(wú)浮砂,要求澆口刀刃面鋒利,故需定期更換澆口刀。另外在合箱工位前設(shè)置一工位,對(duì)澆口杯進(jìn)行吹凈作業(yè),避免因浮砂而產(chǎn)生的鑄件砂眼缺陷。三、壓輪砂型砂箱刮砂缺陷的加固設(shè)計(jì)(1)銑澆口刀的改善最初的銑澆口刀為桃形,形成的澆口杯側(cè)壁為弧形,直澆道位于中心,鐵液注入澆口杯中易形成渦流,不利于鐵液充型的穩(wěn)定,易產(chǎn)生砂眼等鑄件缺陷。因此,將銑澆口刀改為梯形(見(jiàn)圖12),并且使直澆道偏離澆口杯的中心,這樣澆注時(shí)鐵液會(huì)先接觸澆口杯水平底面,再流入直澆道,使鐵液充型更加平穩(wěn)。另外,銑澆口刀的橫向尺寸增加了20mm,這樣澆口杯直徑增大,杯內(nèi)鐵液重量增加,進(jìn)而增強(qiáng)了澆口杯壓頭的作用,促進(jìn)了補(bǔ)縮效果,降低了曲軸大頭產(chǎn)生縮孔缺陷的可能。(2)砂型背面刮砂處增加壓輪砂型背面刮砂的過(guò)程刮砂刀固定,靠砂箱運(yùn)動(dòng)完成。刮砂過(guò)程中只單靠砂箱自重容易造成刮砂不良,使砂箱抬起,刮砂面產(chǎn)生斜面,導(dǎo)致砂箱水平度不夠,合箱時(shí)產(chǎn)生砂型缺陷。為了解決這一問(wèn)題,在砂箱軌道兩側(cè)加裝兩個(gè)壓輪壓住砂箱邊緣,保證在刮砂過(guò)程中砂箱不會(huì)上浮,以確保水平度。(3)掉銷檢測(cè)裝置砂箱長(zhǎng)期使用,定位銷會(huì)由于振動(dòng)而脫落,如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)就會(huì)產(chǎn)生鑄件錯(cuò)偏的質(zhì)量缺陷。故在砂箱輥道(合箱前)上安裝定位銷檢測(cè)裝置。該裝置使用三個(gè)接近開(kāi)關(guān),使用PLC控制。其中一個(gè)接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)出砂箱到位時(shí),當(dāng)其余兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)同時(shí)檢測(cè)到砂箱定位銷時(shí)蜂鳴器無(wú)反應(yīng),說(shuō)明兩個(gè)銷子都完好;當(dāng)任一銷子脫落,其中任何一個(gè)接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)不到時(shí),蜂鳴器報(bào)警。這樣可及時(shí)安裝定位銷,避免鑄件缺陷。(4)捅箱行程改善捅箱處使用液壓缸捅箱,因捅箱壓頭與接收鑄件的落砂機(jī)距離過(guò)近,容易壓到缸體鑄件,產(chǎn)生鑄件裂紋或少肉缺陷。將控制捅箱行程的下限位提高(見(jiàn)圖13)