一种连续造型线振动凝固装备制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种连续造型线振动凝固装备，用于金属液浇注后的振动凝固，包括：振动凝固工装，其设于地面沉槽内的固定浇注位，用于承托造型线流转来的砂箱并驱动砂箱在X、Y、Z三个方向上进行振动；PLC可编程控制器，其预设振动凝固参数并通过参数执行程序分别控制X、Y、Z三个方向的振动持续时间和振动后停留时间。本发明通过采用机械振动凝固方式，装备应用范围广，不受金属液类型及造型方式的限制，并可明显提高材质综合性能及铸件的各项一致性。
【专利说明】一种连续造型线振动凝固装备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸造设备，特别涉及一种连续造型线振动凝固装备。
【背景技术】
[0002]现有技术中的铸造连续造型线上浇注的铸件都是采用静止凝固，采用静止凝固，同一铸件不同位置材质的一致性很差，例如，柴油发动机六缸气缸盖检测六个缸的本体强度、硬度、成分等指标差异很大。
[0003]而铁液在机械振动下凝固可以改变铸型内凝固结晶的模式，被激振的液体连续不断的对已凝固和正在凝固的晶体进行冲刷，晶体脱落大为增加，阻碍了枝状晶单向延伸柱状晶生长，等轴晶得以扩大并细化。随着振动的加强，除液体金属加强其对型壁和晶体冲刷作用外，还造成强烈的温度起伏，加强了晶体脱落后的增殖作用，也使等轴晶得以进一步细化，因此使得合金的综合性能得到提高。同时，液态金属液在机械振动作用下还可以使各位置的组织、成分更加均匀，所得的铸件各项一致性也会因此获得提升。目前应用在生产中的专门应用振动凝固的装备尚未开发出来。
【发明内容】
[0004]本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过采用机械振动凝固方式，装备应用范围广，不受金属液类型及造型方式的限制，并可明显提高材质综合性能及铸件的各项一致性。
[0005]为实现上述发明目的，本发明提供了一种连续造型线振动凝固装备，用于金属液浇注后的振动凝固，包括:振动凝固工装，其设于地面沉槽内的固定浇注位，用于承托造型线流转来的砂箱并驱动砂箱在X、Y、Z三个方向上进行振动；PLC可编程控制器，其预设振动凝固参数并通过参数执行程序分别控制X、Y、Z三个方向的振动持续时间和振动后停留时间。
[0006]上述技术方案中，振动凝固工装包括工装底座和工装平台，工装底座和工装平台之间通过气压弹簧连接。
[0007]上述技术方案中，工装平台下方设有用于执行X、Y、Z三个方向振动的振动电机。
[0008]上述技术方案中，工装平台表面设有导轨，导轨在砂箱处于非振动状态下时与造型线上的导轨平齐。
[0009]上述技术方案中，砂箱两侧设有防止砂箱移位的挡板。工装平台下方沿周向方向设有保护挡板，用于防止浇注时金属液飞溅损伤气压弹簧。
[0010]上述技术方案中，砂箱浇注完毕并在振动凝固过程中时，气压弹簧处于升起状态。
[0011]上述技术方案中，振动凝固参数根据铸件大小、壁厚情况、砂芯厚度以及造型类型进行预设。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0013]1、本发明的振动凝固装备应用范围广，不受金属液类型及造型方式(潮模砂、金属型等等)限制；
[0014]2、通过使用该装备进行金属液的振动凝固可明显提高材质综合性能及铸件的各项一致性；
[0015]3、该装备应用灵活，不影响造型线产品种类和生产效率；
[0016]4、安装简单，不额外占用造型线区域，投资少，运输安装方便，且易于操作和维护管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明连续造型线振动凝固装备正视图(隐藏挡板)；
[0018]图2是本发明连续造型线振动凝固装备立体图(显示挡板)；
[0019]图3是本发明连续造型线振动凝固装备中振动凝固工装结构示意图。
[0020]结合附图在其上标记以下附图标记:
[0021 ] 1-造型线上的导轨，2-砂箱小车，3-砂箱，4-振动凝固工装，41-工装平台，42-平台导轨，43-振动电机，44-气压弹簧，45-工装底座，5-防砂箱移位的挡板，6-保护挡板。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0023]如图1、2所示，本发明的连续造型线振动凝固装备安装在造型线上，包括振动凝固工装4和配电柜(图中未示出)，配电柜包括PLC和触摸屏，在PLC中可设置该造型线每种生产铸件的振动凝固总时间、每个方向振动和停顿时间等振动凝固参数，振动凝固工装通过执行器执行PLC的命令完成振动。
[0024]进一步如图1、2所示，振动凝固工装4安装在地面的沉降槽中，本实施例的工装4数量为三个(也可根据需要设置更多个)。振动凝固工装4设有工装平台41 (参见图3)，工装平台41表面设有导轨42，振动前与完成振动后，该导轨42与地面上的导轨相平齐，可使砂箱小车2顺利流转，砂箱小车2，砂箱小车2上设有砂箱3，落座在振动凝固工装4上的砂箱3用A、B、C表不。
[0025]进一步如图3所示,振动凝固工装4除工装平台41、导轨42外,还包括工装底座45，工装平台41与工装底座45之间的角部处分别设有四个气压弹簧44，气压弹簧44采用橡胶材质，具有更好的减震性能，用于将振动凝固工装固定在地面上的底座45上并支撑落座在工装平台41上的砂箱3。工装平台41下方设有振动电机43 (本实施例采用四个)，用于实现对砂箱3的X、Y、Z三个方向的振动。
[0026]如果造型线为混线生产，每包铁水浇注铸件的箱数不一样，那么安装振动凝固工装4的数量要保持每包铁水浇注最多的砂箱数一致。例如，某造型线生产A机型时每包铁水浇注五箱铸件，生产B机型可浇注八箱，那么振动凝固工装4的安装数量就需要八个。本发明的图1、2为按照每包铁水浇注三箱的示意图。振动凝固的参数要根据铸件大小、壁厚情况、砂芯厚薄、造型类型(例如潮模砂外型或铁型覆砂等)等设定合适的数据。一般铸件越厚大、砂芯越厚大则振动凝固时间可越长,铁型覆砂工艺的振动时间比潮模砂的振动时间可加长。例如，用潮模砂工艺生产某发动机气缸盖设置振动总时间为2min，X方向振动时间30S，振动后停留5S，Y方向振动时间为30S，振动后停留时间为5S，Z方向振动时间为50S。铁模覆砂工艺生产曲轴则振动总时间可设为4min，X方向振动时间35S，振动后停留5S，Y方向振动时间为35S，振动后停留时间为5S，Z方向振动时间为35S，振动后停留5S，一共可循环振动两次。造型线上所生产各机型的振动凝固参数在PLC中预先设定好，生产哪种机型时只需调出相应命令即可。
[0027]进一步如图2所示，在工装平台41两侧的上方设有在振动时防止砂箱移位的挡板5，工装平台41四周的下方设有保护挡板6，该保护挡板6用来防止浇注时铁水飞溅损伤气压弹簧44等部件。
[0028]进一步如图1所示，振动凝固工装4初始位置时气压弹簧44为降下的状态，当PLC程序启动后气压弹簧44升起，振动开始，按照程序各参数(即各方向的振动时间和停留时间)执行振动。振动凝固装备安装在连续造型线的浇注位置并作为固定浇注位，该固定浇注位为前述地面沉降槽，安装后振动凝固工装4在原始位置时工装平台41上的导轨42与造型线上的导轨I相平，可确保砂箱小车2带着砂箱3顺利流转。
[0029]下面以图1说明本发明的振动凝固装备整个工作过程:
[0030]当造型线上三个砂箱A、B、C到达浇注位(即振动凝固工序)后，从A箱开始浇注。A箱浇注完毕马上通过PLC启动振动凝固程序，图1中为A箱已经完成振动凝固，振动凝固工装回到原位(即降下状态)。B箱浇注完毕后也马上启动程序，B箱所在的振动凝固工装4的气压弹簧44处于升起状态，此时振动凝固工装平台上的导轨42高于造型线的导轨I 一定高度，表明正在执行振动命令。最后一箱(即C箱)浇注完毕且振动命令执行完毕后造型线即可继续流转，进入下一个浇注期。振动凝固后的时间不会影响造型线的生产效率，因为按照铸造厂生产现场来说浇注两包铁水之间的浇注期一般都在IOmin以上。以某发动机气缸盖生产车间为例，生产某六缸发动机气缸盖每包铁水1.8T，可连续浇注八箱，那么需要八个振动平台，而该缸盖平均每箱浇注时间20S，浇注一包铁水共需160S，两包铁水之间相隔的出铁时间为15min,即烧注完上一包铁水后,立即出第二包铁水,进行完出铁、扒洛、孕育、测温等各项处理到进入浇注状态共需15min。设定该缸盖振动凝固总时间为2min，而最后一个砂箱浇注完并振动凝固完毕后最多用时6min，振动程序执行完毕，此轮的八个砂箱即可流转，另外八个砂箱进入到浇注位，即可进入下一个浇注周期。
[0031]本发明的振动凝固装备应用范围广，不受金属液类型及造型方式(潮模砂、金属型等等)限制；经验证，通过使用该装备进行振动凝固可明显提高材质综合性能及铸件的各项一致性；该装备应用灵活，不影响造型线产品种类和生产效率；安装简单，不额外占用造型线区域，投资少，运输安装方便，且易于操作和维护管理。
[0032]以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种连续造型线振动凝固装备，用于金属液浇注后的振动凝固，其特征在于，包括: 振动凝固工装，其设于地面沉槽内的固定浇注位，用于承托造型线流转来的砂箱并驱动砂箱在X、Y、Z三个方向上进行振动； PLC可编程控制器，其预设振动凝固参数并通过所述参数执行程序分别控制所述X、Y、Z三个方向的振动持续时间和振动后停留时间。
2.根据权利要求1所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述振动凝固工装包括工装底座和工装平台，所述工装底座和工装平台之间通过气压弹簧连接。
3.根据权利要求2所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述工装平台下方设有用于执行X、Y、Z三个方向振动的振动电机。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述工装平台表面设有导轨，所述导轨在砂箱处于非振动状态下时与造型线上的导轨平齐。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述砂箱两侧设有防止砂箱移位的挡板。
6.根据权利要求2或3所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述工装平台下方沿周向方向设有保护挡板，用于防止浇注时金属液飞溅损伤所述气压弹簧。
7.根据权利要求2所述的连续造型线振动凝固装备，其特征在于，所述砂箱浇注完毕并在振动凝固过程中时，所述气压弹簧处于升起状态。
8.根据权利要求2所述的，其特征在于，所述振动凝固参数根据铸件大小、壁厚情况、砂芯厚度以及造型类型进行预设。
【文档编号】B22D27/08GK103909248SQ201310006699
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月9日 优先权日:2013年1月9日
【发明者】王春风, 卢铭, 刘先黎, 李文杰, 林海强, 易致达, 覃懋华, 覃芳莉, 戚元霞 申请人:广西玉柴机器股份有限公司