V法造型工艺装备及工艺流程

2021-05-31


V法造型设备又称真空密封造型,采用不含任何粘接剂的干砂造型,利用塑料薄膜密封,依靠真空泵形成铸型内外的压力差,使干砂紧实,形成铸型,浇注以获得高精度铸件。
因旧砂回用率高,作业环境好,金属利用率高,被国家列为清洁生产技术目录。
已成功应用于工程机械配重、石油机械、皮带轮、摇枕侧架、车桥、制动毂、高锰钢衬板等行业。

 

一、V法造型工艺流程
1、砂处理工部主要设备包括:落砂除尘罩、过跨平车、落砂格栅及过渡砂斗、振动输送筛砂机、板链提升机、过渡砂库、砂闸阀、沸腾冷却床、斗式提升机、悬挂磁选机、皮带输送机、犁式卸料器、废料单梁吊运、除尘系统、电控系统、气控系统、水控系统等。
2、造型工部的主要设备包括:无动力回空箱辊道、扣空箱单梁吊、雨淋加砂器、覆膜器、展膜平台、涂料烘干装置、移动振实台、机械手、合箱转运车、砂箱、撒砂回收系统、液压缸起模、翻箱机构、车载真空泵、电控系统、真空系统、液压系统、气控、水控系统等。
3、造型工艺流程:
A、小、中、大型砂箱:
模型(带抽气箱)放置到振实台上→模型定位→人工撒滑石粉→移动振实台将型板转运至覆膜工位→覆膜器取膜、加热、覆膜→人工喷涂→单梁吊将回箱辊道上的空箱放置到负压型板上→移动振实移至涂料烘干工位进行涂料烘干→移动振实台转到加砂工位→振实台升起到位→雨淋加砂器打开→振实台振动→雨淋加砂器关闭→振实台振动停止→振实台下落到位→移动振实台移动,同时下箱刮背砂装置动作完成刮背砂,移至起模工位→人工盖背膜→机械手完成起模、翻箱→将下箱放至到合箱转运车上→人工下芯上箱加砂振实完成后,移动振实台移至起模工位→人工盖背膜→人工插真空管→人工取出浇冒口棒→机械手下落夹紧,起模,同时人工拔出真空管→机械手移至合箱转运车处完成合箱人工锁箱→合箱转运车移出→行车(辅以车载真空)将砂箱吊至浇注区人工接通真空,等待浇注。
B、特大型砂箱:
加砂振实完成后直接运行至机械手前方起模工位,人工盖背膜→抽真空→下箱吊运至翻箱机械完成翻箱→吊至浇注区人工下芯→合箱待浇注撒落砂由回收装置提升至造型砂库中,当机械手出现故障时,可在机械手前方工位处完成起模、翻箱工作,以保证生产有序进行。
二、主要设备性能介绍
1、落砂除尘罩于V法落砂时,砂温较高且使用的砂子较细,落砂时粉尘较大,为减少粉尘排放,改善车间的工作条件,在落砂区设有半封闭除尘罩。
2、落砂格栅及锥斗此处要承受砂子、砂箱及铸件的重量,同时砂子具有一定的温度,因此设计时要保证足够的刚度,采用25#工字钢及16mm的钢板钻孔制成,锥斗采用6mm钢板,外加设5#槽钢加强筋,同时锥斗内设有拉筋。格栅面可将大的铁性杂质及未融化的塑料膜进行初步分离。
3、ZS1080惯性振动筛砂机适用短距离输送型砂、热旧砂,碎石和焦碳等散状物料,槽体上方盖板分段制作,以达到密封除尘及便利筛网更换。
4、NE100板链提升机该机在机械化铸造车间中是一种普遍采用的垂直输送设备,该机牵引构件采用板式链条,不仅能提升粉状、粒状和块状物料,而且还可提升磨琢性大的物料,它同带式输送机等设备配合,可以布置成多种形式的输送系统。
5、FTB40冷却床,本机适用于铸造车间无粘结剂(如“V”法造型、消失摸造型等)或有粘结剂流动性能比较好的(如树脂自硬砂、水玻璃自硬砂等)旧砂冷却。热交换单元内通以冷却循环水,高压鼓风机以一定的风压对沸腾箱内的砂子进行交换,使砂粒处于流化状态,并与热交换器进行充分地热交换,所以具有降温效果明显。循环冷却水系统的钢管,使用前都经过试压处理,保证在6kg压力下不得漏水。
6、D500斗式提升机该机是铸造车间中一种普遍采用的垂直输送设备,主要用于提升旧砂、废砂、新砂、清理铁丸等散性材料,它同带式输送机等设备配合,可以布置成多种形式的输送系统。
7、Y338皮带输送机为改进型,适应于铸造车间输送新砂、旧砂、型砂、焦炭、石灰石以及粮食加工与化工等行业输送无腐蚀性、低温的散状物料。
8、S99悬挂磁选机此机可根据工艺要求,垂直布置在输送旧砂的固定式输送机上方。当物料通过时,它能有效的分离出砂层中的磁性金属物,如铁豆、铁渣、氧化皮等。
9、无动力回箱辊道主要将落砂后的空砂箱转运至造型工位处,通过回箱辊道的转运提高了车间主行车的利用时间,使物流通畅,辊道在安装时调整一定角度,使行走轻便。
10、覆膜器及展膜平台移动式覆膜器,是由减速电机驱动可在展膜平台、下箱工位、上箱工位间机动行走,完成取膜、烤膜、覆膜等工序。薄膜加热装置是由石英电加热管、焊接的钢结构支架等组成的。薄膜加热达到镜面效果后将薄膜覆盖到模型上,模型抽真空,完成覆膜工序。其为V法造型中关键部件之一,其工作情况直接影响到整条造型线的运行。能实现自动化加热覆膜方式,减速电机驱动行走,自动取膜,吸膜框可抽真空吸住薄膜,自动升降完成加热和覆膜动作。加热采用电加热方式,并设置保温层。展膜平台为便于覆膜器的自动化工作,此造型线配有面膜展膜平台,用以展开薄膜。主要由支架、吸膜框、切割丝、减振弹簧等组成。在展膜平台处,覆膜器自动完成面膜的展开与切膜。
11、合型小车主要功用是配合机械手实现扣箱功能,并将砂型转运到机械手外便于行车将砂型转运到浇注位置。该机行走由硬齿面减速电机驱动,变频器控制,可实现运动过程中的快慢速转换。该机由型钢制成的底座、工作台、驱动装置、拖链、真空装置等设备组成。转运车运行平稳、可靠、定位准确。
12、涂料烘干装置该设备用于V法造型线上涂料烘干,通过热风幕将加热空气吹向模型表面,实现模型表面涂料快干的效果,从而提高生产线的生产效率。
13、Z2912移动式震实台适用于无粘结剂(如V法造型、消失模造型)、有粘结剂但型砂流动性较好(树脂自硬砂、水玻璃砂造型)铸造型砂的紧实,它是利用4台振动电机异向同步旋转产生振动,通过固定联接在电机上的工作台将激振力传递给砂箱及里面的型砂,使型砂连同砂箱作高频低幅振动。型砂在振动加速度作用下产生相对运动,从而得到紧实均匀的型砂。
14、雨淋加砂器机构由固定框、活动框、气缸等组成。活动框和固定框均开有圆孔,需加砂时气缸运行,使活动框和固定框孔相对应,实现雨淋式加砂。雨淋加砂装置,固定于砂斗上由气缸驱动闸板开合进行加砂并带有抽灰功能。雨淋加砂开关下表面要设有一层橡胶垫,可以避免与砂箱刚性接触,雨淋加砂分区控制,以实现大小砂箱的加砂。
15、机械手是V法自动化造型生产线上的主要设备,主要用于造型中对铸型进行起模、翻转、运行、合箱等操作。
16、V法专用砂箱,传统铸造方法用的砂箱不能用于V法造型。V法造型的砂箱除四壁要密封外,砂箱内部必须装设过滤、抽气装置。
17、RRV-125车载真空泵,采用罗茨真空泵,放置在双梁行车上,主要由泵体及进出口消声器组成,负责造型后砂箱的转运,避免了传统工艺中在车间内托长“辫子”的现象,减轻了工人的劳动强度。
18、单梁吊运装置(扣空箱)主要负责将回箱轨道上的空砂箱放至到模板上,尽而提高的车间主行车的利用率。为便于操作,采用遥控手柄。
19、过跨平车主要负责将落砂后的铸件转运至缓冲车间,为防止轴承及电缆受落砂区热源的影响,将小车加长,使车轮及减速机跨在落砂区的两侧,车框采用250H型钢焊接,刚性好。
20、液压系统由泵站、液压阀、液压缸及管线组成;该控制系统设计规范、完整、合理、可靠,并具有先进性,整体密封性能好;调速性能好,实现系统的快、慢速运动,以保证设备在运动过程中的平稳性;工作节拍可根据现场需要进行调整;油箱设置冷却装置,有足够散热能力;系统配备运行显示:油温、油压、液位、堵塞报警装置与安全保护装置等。
21、除尘系统设计思路是除尘效果一定要好,整条线除尘总风量为78000 m3/h,砂处理采用两级除尘方式,一级采用四倒锥旋风除尘器,二级采用脉冲反吹旁插扁袋式除尘器,除尘效果佳且保护布袋。造型砂斗、雨淋加砂的抽尘点采用MC108脉冲反吹布袋除尘器。
22、电气控制系统
①根据本套造型线工艺要求,本电气控制系统采用可编程控制器(PLC)控制,PLC机选用西门子产品,其它主要低压电器采用施耐德或西门子等名牌产品。
②本控制设有手动/自动控制功能。
③移动振实台、机械手、合型小车、覆膜器行走均采变频器控制。
④真空泵电控采用软启动器控制。
23、真空系统主要由水环式真空泵、滤气稳压罐、水浴除尘罐、真空管路、电控系统等部分组成。
24、水控系统水循环系统主要由离心水泵、水管、各类阀门、冷却塔以及水池等组成。主要为沸腾冷却床、真空泵和液压系统冷却器提供循环水。离心水泵、各类阀门和冷却塔均采用国内名牌产品。循环管路对接处采用法兰联接,以方便检修和维护。
25、非标钢结构包括落落砂除尘罩、落砂格栅及锥斗、地坑盖板、造型砂库、平台、梯子、护栏、溜管、除尘管道及管道支撑、覆膜器、震实台导轨及支撑、真空管路、水控管路、散砂格栅及锥斗、过渡砂库等。

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