ace基于ACE靜壓造型線的產(chǎn)品質量控制

ace基于ACE靜壓造型線的產(chǎn)品質量控制

2009年9月，該公司完成了40多臺發(fā)動機的新工廠，其中配備了自動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)動機缸體、曲軸、飛輪,造型能力可達105箱/h。一、靜壓結構1.砂箱造型能力(1)造型機型號:ACE—5型;造型方式:上下型交替造型方式、氣流加砂和復合壓實;壓實壓力:最大98N/cm2;氣流壓力:10～20N/cm2。(2)模型更換方式全自動,驅動輥方式;更換時間:循環(huán)內。(3)砂箱尺寸箱內尺寸:1000mm×800mm×300mm(長、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、捅箱段及運砂系統(tǒng)(見圖1)。造型段主要由分箱機、砂箱推送缸、定盤推送缸、定盤緩沖缸、定盤軌道、造型輥道、靜壓造型機、鉆氣眼裝置、扎氣眼裝置、翻箱機、銑澆口裝置、刮砂裝置及轉運臺車等組成。下芯合箱段主要由下芯裝置、翻轉機、砂箱緩沖缸、轉運臺車及合箱機組成。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臺轉運臺車組成。捅箱段主要由捅箱裝置、2臺振動落砂機、1臺振動輸送機、1臺鱗板輸送機及1臺機械手組成?；厣跋到y(tǒng)主要由1臺振動輸送機、4臺帶式輸送機、1臺雙向帶式輸送機組成。(2)造型線的工藝流程混好的型砂通過帶傳送送入造型砂斗,經(jīng)過雙向給料送入造型機;砂箱推送缸將空砂箱推送到造型機下,分別造上型、下型;砂型通過鉆氣眼裝置、扎氣眼裝置,再由翻箱機翻箱;而后銑澆口,型背面刮砂;下型與定盤組合。砂型通過人工下芯段,進行人工下機油泵芯、過濾網(wǎng),噴表面強化劑,檢查型面等作業(yè),然后進行上型翻箱,再合箱。推送缸將砂箱送入澆注段軌道,自動澆注車進行澆注作業(yè)。澆注完成的砂箱由轉運臺車送入冷卻段,4套推送缸分別將砂箱送入4條冷卻軌道進行冷卻。砂箱由轉運臺車送出冷卻段,由推送缸推入捅箱裝置,捅出鑄件;鑄件經(jīng)過振動落砂機、振動輸送機,進入鱗板輸送機;機械手將鱗板輸送機上的鑄件夾入輸送懸鏈進入下一工序;舊砂經(jīng)過二級振動落砂機進入回砂系統(tǒng);空砂箱推送至分箱機分箱,進入下一循環(huán)。二、加砂口加固質量要求設計鑄造產(chǎn)品的質量缺陷成因比較復雜,各種條件相互交叉影響,往往是幾種因素影響一種質量缺陷或一種因素影響幾種質量缺陷。我們對造型可能產(chǎn)生的鑄件質量缺陷與砂型缺陷的設備問題點進行分析,理清關鍵質量控制點。控制點1:造型機進砂滑門(見圖2)。對造型機進砂滑門需定期檢查,保證密封,輥輪、門體嚴密無漏氣,避免氣流加砂時漏氣、漏砂,保證加砂效果及砂型緊實?？刂泣c2:造型機預填框排氣塞(見圖3)。排氣塞易發(fā)生堵塞,需每天清理,無法清理的應更換,保證加砂過程順暢,保證型砂填充效果,避免型面硬度不足?？刂泣c3:造型機型板框、預填框密封(見圖4)。造型加砂過程中,型板框密封與預填框密封緊密接觸,保證不漏氣、漏砂。此兩處都應定期檢查,必要時更換,保證加砂及壓實效果,進而保證砂型表面的質量?？刂泣c4:造型機壓實頭密封(見圖5)。壓實過程中,壓實頭密封防止型砂從預填框與壓實頭的縫隙中漏出。此密封條為長孔安裝,可以調整位置,需定期調整保證密封條與預填框間隙≤0.5mm,必要時需更換。這樣,保證預填框與壓實頭間隙無漏砂,進而保證壓實效果及型面質量?？刂泣c5:造型機加砂口(見圖6)。此兩個長條形出口,用于氣流加砂。對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量。故需定期對氣流加砂口尺寸進行檢查,過度磨損時需更換加砂口襯板?？刂泣c6:脫模劑噴頭(見圖7)。脫模劑噴頭設置在預填框上,前側、后側各設置兩個。此噴頭為氣動噴頭,以壓縮空氣為動力噴射?？赏ㄟ^參數(shù)設定調整噴射時長進而控制脫模劑噴量。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。控制點7:型板框內定位銷,型板框定位銷、套,砂型定位銷、套。型板框內定位銷、套用于定位型板,保證型板與型板框的相對位置;型板框設置兩個定位銷,合箱造型時保證砂箱與型板的相對位置;上砂箱設置兩個定位銷,下砂箱設置兩個定位銷套,保證合箱后上下砂型的相對位置。此三處共同控制上下砂型的相對位置,控制鑄件上下型錯偏量,故需定期檢查磨損量,超差時更換。為方便檢查需設計制作專用檢具。控制點8:定盤清掃裝置(見圖8)。定盤清掃裝置清掃部分由三排刮板組成,第一排為鋼質刮板,用于清掃定盤上平面;第二排為鋼質刮板,用于清掃定盤凹槽;第三排為耐磨橡膠齒形刮板,用于同時清理平面及凹槽的殘留砂。三排刮砂板同時由氣缸驅動,同時動作刮砂。定盤清掃裝置保證了定盤表面清潔無殘留砂,避免因殘留砂使下砂箱產(chǎn)生傾斜,在合箱時造成損壞型面的現(xiàn)象,避免影響鑄件品質。故需定期檢查,確認刮板磨損程度,是否滿足清掃干凈的要求,必要時更換,保證砂型質量。控制點9:砂型背面刮砂刀(見圖9)。刮砂刀全長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,砂箱沿軌道運動時產(chǎn)生相對運動,完成刮砂動作。刮砂刀選用40Cr材料并淬火,支座可以上下調整,保證刮砂刀刃與砂箱邊緣距離小于2mm。當刮砂刀刃磨損影響刮砂效果時,需更換。如刮砂不良會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,定期調整刮砂刀或更換?？刂泣c10:鉆氣眼裝置和扎氣眼裝置。鉆氣眼裝置為伺服電動機鉆銑裝置,可設定轉速,自動按設定位置鉆孔。一個節(jié)拍內在兩個工位完成一個砂型的前后半型的鉆孔工作,34s節(jié)拍內可鉆8個孔。扎氣眼裝置設置兩套針板分布于砂箱軌道兩側,根據(jù)模型的不同自動選擇其中一套針板,通過液壓缸下壓作業(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,適時更換,保證鐵液排氣順暢,避免鑄件氣孔缺陷的產(chǎn)生?？刂泣c11:下芯裝置的定位銷、套和關節(jié)軸承(見圖10)。下芯夾具從組芯胎具中取芯時,向砂型中下芯時都要通過定位銷、套定位;下芯移動小車通過關節(jié)軸承組連接下芯夾具,形成萬向活接頭,保證了下芯裝置的準確定位。對于下芯裝置的定位銷、套和關節(jié)軸承組要定期檢查,確保定位銷、套在磨損范圍內,確保關節(jié)軸承組活動靈活,必要時更換。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c12:造型機轉臺襯板。造型機轉臺襯板為聚氨酯材料,起到緩沖和保護轉臺的作用。如襯板磨損易造成型面水平度異常或砂臺過高,影響合箱的穩(wěn)定,可能造成砂型損壞,影響鑄件質量。需定期檢查轉臺襯板,保證無過度磨損或缺失,必要時更換襯板?？刂泣c13:型面檢查。造型線下芯工位前設置下過濾網(wǎng)、小芯的工位,該工位需嚴格對每個型面進行檢查,發(fā)現(xiàn)型面缺陷及時剔除該型,避免澆注有缺陷的砂型造成不良鑄件?？刂泣c14:銑澆口處。銑澆口裝置(見圖11)為液壓馬達驅動,由按照澆口杯的形狀需求制作的澆口刀進行鉆銑。澆口刀材質選用40Cr,并淬火處理。為保證澆口壁面光滑無浮砂,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置一工位,對澆口杯進行吹凈作業(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計(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(見圖12),并且使直澆道偏離澆口杯的中心,這樣澆注時鐵液會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,杯內鐵液重量增加,進而增強了澆口杯壓頭的作用,促進了補縮效果,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程刮砂刀固定,靠砂箱運動完成。刮砂過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,導致砂箱水平度不夠,合箱時產(chǎn)生砂型缺陷。為了解決這一問題,在砂箱軌道兩側加裝兩個壓輪壓住砂箱邊緣,保證在刮砂過程中砂箱不會上浮,以確保水平度。(3)掉銷檢測裝置砂箱長期使用,定位銷會由于振動而脫落,如未及時發(fā)現(xiàn)就會產(chǎn)生鑄件錯偏的質量缺陷。故在砂箱輥道(合箱前)上安裝定位銷檢測裝置。該裝置使用三個接近開關,使用PLC控制。其中一個接近開關檢測出砂箱到位時,當其余兩個接近開關同時檢測到砂箱定位銷時蜂鳴器無反應,說明兩個銷子都完好;當任一銷子脫落,其中任何一個接近開關檢測不到時,蜂鳴器報警。這樣可及時安裝定位銷,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距離過近,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(見圖13)