一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，用于金屬液澆注后的振動(dòng)凝固，包括：振動(dòng)凝固工裝，其設(shè)于地面沉槽內(nèi)的固定澆注位，用于承托造型線流轉(zhuǎn)來(lái)的砂箱并驅(qū)動(dòng)砂箱在X、Y、Z三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)；PLC可編程控制器，其預(yù)設(shè)振動(dòng)凝固參數(shù)并通過參數(shù)執(zhí)行程序分別控制X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間和振動(dòng)后停留時(shí)間。本發(fā)明通過采用機(jī)械振動(dòng)凝固方式，裝備應(yīng)用范圍廣，不受金屬液類型及造型方式的限制，并可明顯提高材質(zhì)綜合性能及鑄件的各項(xiàng)一致性。
【專利說(shuō)明】一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造設(shè)備，特別涉及一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的鑄造連續(xù)造型線上澆注的鑄件都是采用靜止凝固，采用靜止凝固，同一鑄件不同位置材質(zhì)的一致性很差，例如，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)六缸氣缸蓋檢測(cè)六個(gè)缸的本體強(qiáng)度、硬度、成分等指標(biāo)差異很大。
[0003]而鐵液在機(jī)械振動(dòng)下凝固可以改變鑄型內(nèi)凝固結(jié)晶的模式，被激振的液體連續(xù)不斷的對(duì)已凝固和正在凝固的晶體進(jìn)行沖刷，晶體脫落大為增加，阻礙了枝狀晶單向延伸柱狀晶生長(zhǎng)，等軸晶得以擴(kuò)大并細(xì)化。隨著振動(dòng)的加強(qiáng)，除液體金屬加強(qiáng)其對(duì)型壁和晶體沖刷作用外，還造成強(qiáng)烈的溫度起伏，加強(qiáng)了晶體脫落后的增殖作用，也使等軸晶得以進(jìn)一步細(xì)化，因此使得合金的綜合性能得到提高。同時(shí)，液態(tài)金屬液在機(jī)械振動(dòng)作用下還可以使各位置的組織、成分更加均勻，所得的鑄件各項(xiàng)一致性也會(huì)因此獲得提升。目前應(yīng)用在生產(chǎn)中的專門應(yīng)用振動(dòng)凝固的裝備尚未開發(fā)出來(lái)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，通過采用機(jī)械振動(dòng)凝固方式，裝備應(yīng)用范圍廣，不受金屬液類型及造型方式的限制，并可明顯提高材質(zhì)綜合性能及鑄件的各項(xiàng)一致性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，用于金屬液澆注后的振動(dòng)凝固，包括:振動(dòng)凝固工裝，其設(shè)于地面沉槽內(nèi)的固定澆注位，用于承托造型線流轉(zhuǎn)來(lái)的砂箱并驅(qū)動(dòng)砂箱在X、Y、Z三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)；PLC可編程控制器，其預(yù)設(shè)振動(dòng)凝固參數(shù)并通過參數(shù)執(zhí)行程序分別控制X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間和振動(dòng)后停留時(shí)間。
[0006]上述技術(shù)方案中，振動(dòng)凝固工裝包括工裝底座和工裝平臺(tái)，工裝底座和工裝平臺(tái)之間通過氣壓彈簧連接。
[0007]上述技術(shù)方案中，工裝平臺(tái)下方設(shè)有用于執(zhí)行X、Y、Z三個(gè)方向振動(dòng)的振動(dòng)電機(jī)。
[0008]上述技術(shù)方案中，工裝平臺(tái)表面設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌在砂箱處于非振動(dòng)狀態(tài)下時(shí)與造型線上的導(dǎo)軌平齊。
[0009]上述技術(shù)方案中，砂箱兩側(cè)設(shè)有防止砂箱移位的擋板。工裝平臺(tái)下方沿周向方向設(shè)有保護(hù)擋板，用于防止?jié)沧r(shí)金屬液飛濺損傷氣壓彈簧。
[0010]上述技術(shù)方案中，砂箱澆注完畢并在振動(dòng)凝固過程中時(shí)，氣壓彈簧處于升起狀態(tài)。
[0011]上述技術(shù)方案中，振動(dòng)凝固參數(shù)根據(jù)鑄件大小、壁厚情況、砂芯厚度以及造型類型進(jìn)行預(yù)設(shè)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0013]1、本發(fā)明的振動(dòng)凝固裝備應(yīng)用范圍廣，不受金屬液類型及造型方式(潮模砂、金屬型等等)限制；
[0014]2、通過使用該裝備進(jìn)行金屬液的振動(dòng)凝固可明顯提高材質(zhì)綜合性能及鑄件的各項(xiàng)一致性；
[0015]3、該裝備應(yīng)用靈活，不影響造型線產(chǎn)品種類和生產(chǎn)效率；
[0016]4、安裝簡(jiǎn)單，不額外占用造型線區(qū)域，投資少，運(yùn)輸安裝方便，且易于操作和維護(hù)管理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備正視圖(隱藏?fù)醢?；
[0018]圖2是本發(fā)明連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備立體圖(顯示擋板)；
[0019]圖3是本發(fā)明連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備中振動(dòng)凝固工裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記:
[0021 ] 1-造型線上的導(dǎo)軌，2-砂箱小車，3-砂箱，4-振動(dòng)凝固工裝，41-工裝平臺(tái)，42-平臺(tái)導(dǎo)軌，43-振動(dòng)電機(jī)，44-氣壓彈簧，45-工裝底座，5-防砂箱移位的擋板，6-保護(hù)擋板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0023]如圖1、2所示，本發(fā)明的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備安裝在造型線上，包括振動(dòng)凝固工裝4和配電柜(圖中未示出)，配電柜包括PLC和觸摸屏，在PLC中可設(shè)置該造型線每種生產(chǎn)鑄件的振動(dòng)凝固總時(shí)間、每個(gè)方向振動(dòng)和停頓時(shí)間等振動(dòng)凝固參數(shù)，振動(dòng)凝固工裝通過執(zhí)行器執(zhí)行PLC的命令完成振動(dòng)。
[0024]進(jìn)一步如圖1、2所示，振動(dòng)凝固工裝4安裝在地面的沉降槽中，本實(shí)施例的工裝4數(shù)量為三個(gè)(也可根據(jù)需要設(shè)置更多個(gè))。振動(dòng)凝固工裝4設(shè)有工裝平臺(tái)41 (參見圖3)，工裝平臺(tái)41表面設(shè)有導(dǎo)軌42，振動(dòng)前與完成振動(dòng)后，該導(dǎo)軌42與地面上的導(dǎo)軌相平齊，可使砂箱小車2順利流轉(zhuǎn)，砂箱小車2，砂箱小車2上設(shè)有砂箱3，落座在振動(dòng)凝固工裝4上的砂箱3用A、B、C表不。
[0025]進(jìn)一步如圖3所示,振動(dòng)凝固工裝4除工裝平臺(tái)41、導(dǎo)軌42外,還包括工裝底座45，工裝平臺(tái)41與工裝底座45之間的角部處分別設(shè)有四個(gè)氣壓彈簧44，氣壓彈簧44采用橡膠材質(zhì)，具有更好的減震性能，用于將振動(dòng)凝固工裝固定在地面上的底座45上并支撐落座在工裝平臺(tái)41上的砂箱3。工裝平臺(tái)41下方設(shè)有振動(dòng)電機(jī)43 (本實(shí)施例采用四個(gè))，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)砂箱3的X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)。
[0026]如果造型線為混線生產(chǎn)，每包鐵水澆注鑄件的箱數(shù)不一樣，那么安裝振動(dòng)凝固工裝4的數(shù)量要保持每包鐵水澆注最多的砂箱數(shù)一致。例如，某造型線生產(chǎn)A機(jī)型時(shí)每包鐵水澆注五箱鑄件，生產(chǎn)B機(jī)型可澆注八箱，那么振動(dòng)凝固工裝4的安裝數(shù)量就需要八個(gè)。本發(fā)明的圖1、2為按照每包鐵水澆注三箱的示意圖。振動(dòng)凝固的參數(shù)要根據(jù)鑄件大小、壁厚情況、砂芯厚薄、造型類型(例如潮模砂外型或鐵型覆砂等)等設(shè)定合適的數(shù)據(jù)。一般鑄件越厚大、砂芯越厚大則振動(dòng)凝固時(shí)間可越長(zhǎng),鐵型覆砂工藝的振動(dòng)時(shí)間比潮模砂的振動(dòng)時(shí)間可加長(zhǎng)。例如，用潮模砂工藝生產(chǎn)某發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋設(shè)置振動(dòng)總時(shí)間為2min，X方向振動(dòng)時(shí)間30S，振動(dòng)后停留5S，Y方向振動(dòng)時(shí)間為30S，振動(dòng)后停留時(shí)間為5S，Z方向振動(dòng)時(shí)間為50S。鐵模覆砂工藝生產(chǎn)曲軸則振動(dòng)總時(shí)間可設(shè)為4min，X方向振動(dòng)時(shí)間35S，振動(dòng)后停留5S，Y方向振動(dòng)時(shí)間為35S，振動(dòng)后停留時(shí)間為5S，Z方向振動(dòng)時(shí)間為35S，振動(dòng)后停留5S，一共可循環(huán)振動(dòng)兩次。造型線上所生產(chǎn)各機(jī)型的振動(dòng)凝固參數(shù)在PLC中預(yù)先設(shè)定好，生產(chǎn)哪種機(jī)型時(shí)只需調(diào)出相應(yīng)命令即可。
[0027]進(jìn)一步如圖2所示，在工裝平臺(tái)41兩側(cè)的上方設(shè)有在振動(dòng)時(shí)防止砂箱移位的擋板5，工裝平臺(tái)41四周的下方設(shè)有保護(hù)擋板6，該保護(hù)擋板6用來(lái)防止?jié)沧r(shí)鐵水飛濺損傷氣壓彈簧44等部件。
[0028]進(jìn)一步如圖1所示，振動(dòng)凝固工裝4初始位置時(shí)氣壓彈簧44為降下的狀態(tài)，當(dāng)PLC程序啟動(dòng)后氣壓彈簧44升起，振動(dòng)開始，按照程序各參數(shù)(即各方向的振動(dòng)時(shí)間和停留時(shí)間)執(zhí)行振動(dòng)。振動(dòng)凝固裝備安裝在連續(xù)造型線的澆注位置并作為固定澆注位，該固定澆注位為前述地面沉降槽，安裝后振動(dòng)凝固工裝4在原始位置時(shí)工裝平臺(tái)41上的導(dǎo)軌42與造型線上的導(dǎo)軌I相平，可確保砂箱小車2帶著砂箱3順利流轉(zhuǎn)。
[0029]下面以圖1說(shuō)明本發(fā)明的振動(dòng)凝固裝備整個(gè)工作過程:
[0030]當(dāng)造型線上三個(gè)砂箱A、B、C到達(dá)澆注位(即振動(dòng)凝固工序)后，從A箱開始澆注。A箱澆注完畢馬上通過PLC啟動(dòng)振動(dòng)凝固程序，圖1中為A箱已經(jīng)完成振動(dòng)凝固，振動(dòng)凝固工裝回到原位(即降下狀態(tài))。B箱澆注完畢后也馬上啟動(dòng)程序，B箱所在的振動(dòng)凝固工裝4的氣壓彈簧44處于升起狀態(tài)，此時(shí)振動(dòng)凝固工裝平臺(tái)上的導(dǎo)軌42高于造型線的導(dǎo)軌I 一定高度，表明正在執(zhí)行振動(dòng)命令。最后一箱(即C箱)澆注完畢且振動(dòng)命令執(zhí)行完畢后造型線即可繼續(xù)流轉(zhuǎn)，進(jìn)入下一個(gè)澆注期。振動(dòng)凝固后的時(shí)間不會(huì)影響造型線的生產(chǎn)效率，因?yàn)榘凑砧T造廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)說(shuō)澆注兩包鐵水之間的澆注期一般都在IOmin以上。以某發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋生產(chǎn)車間為例，生產(chǎn)某六缸發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋每包鐵水1.8T，可連續(xù)澆注八箱，那么需要八個(gè)振動(dòng)平臺(tái)，而該缸蓋平均每箱澆注時(shí)間20S，澆注一包鐵水共需160S，兩包鐵水之間相隔的出鐵時(shí)間為15min,即燒注完上一包鐵水后,立即出第二包鐵水,進(jìn)行完出鐵、扒洛、孕育、測(cè)溫等各項(xiàng)處理到進(jìn)入澆注狀態(tài)共需15min。設(shè)定該缸蓋振動(dòng)凝固總時(shí)間為2min，而最后一個(gè)砂箱澆注完并振動(dòng)凝固完畢后最多用時(shí)6min，振動(dòng)程序執(zhí)行完畢，此輪的八個(gè)砂箱即可流轉(zhuǎn)，另外八個(gè)砂箱進(jìn)入到澆注位，即可進(jìn)入下一個(gè)澆注周期。
[0031]本發(fā)明的振動(dòng)凝固裝備應(yīng)用范圍廣，不受金屬液類型及造型方式(潮模砂、金屬型等等)限制；經(jīng)驗(yàn)證，通過使用該裝備進(jìn)行振動(dòng)凝固可明顯提高材質(zhì)綜合性能及鑄件的各項(xiàng)一致性；該裝備應(yīng)用靈活，不影響造型線產(chǎn)品種類和生產(chǎn)效率；安裝簡(jiǎn)單，不額外占用造型線區(qū)域，投資少，運(yùn)輸安裝方便，且易于操作和維護(hù)管理。
[0032]以上公開的僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，用于金屬液澆注后的振動(dòng)凝固，其特征在于，包括: 振動(dòng)凝固工裝，其設(shè)于地面沉槽內(nèi)的固定澆注位，用于承托造型線流轉(zhuǎn)來(lái)的砂箱并驅(qū)動(dòng)砂箱在X、Y、Z三個(gè)方向上進(jìn)行振動(dòng)； PLC可編程控制器，其預(yù)設(shè)振動(dòng)凝固參數(shù)并通過所述參數(shù)執(zhí)行程序分別控制所述X、Y、Z三個(gè)方向的振動(dòng)持續(xù)時(shí)間和振動(dòng)后停留時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述振動(dòng)凝固工裝包括工裝底座和工裝平臺(tái)，所述工裝底座和工裝平臺(tái)之間通過氣壓彈簧連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述工裝平臺(tái)下方設(shè)有用于執(zhí)行X、Y、Z三個(gè)方向振動(dòng)的振動(dòng)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述工裝平臺(tái)表面設(shè)有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌在砂箱處于非振動(dòng)狀態(tài)下時(shí)與造型線上的導(dǎo)軌平齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述砂箱兩側(cè)設(shè)有防止砂箱移位的擋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述工裝平臺(tái)下方沿周向方向設(shè)有保護(hù)擋板，用于防止?jié)沧r(shí)金屬液飛濺損傷所述氣壓彈簧。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)造型線振動(dòng)凝固裝備，其特征在于，所述砂箱澆注完畢并在振動(dòng)凝固過程中時(shí)，所述氣壓彈簧處于升起狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于，所述振動(dòng)凝固參數(shù)根據(jù)鑄件大小、壁厚情況、砂芯厚度以及造型類型進(jìn)行預(yù)設(shè)。
【文檔編號(hào)】B22D27/08GK103909248SQ201310006699
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月9日
【發(fā)明者】王春風(fēng), 盧銘, 劉先黎, 李文杰, 林海強(qiáng), 易致達(dá), 覃懋華, 覃芳莉, 戚元霞 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司