大數(shù)據(jù)背景下自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)械應(yīng)用發(fā)展

文/秦廣照

低壓鑄造機(jī)是鋁合金低壓鑄造的通用設(shè)備，可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、儀表、紡織機(jī)械與航空航天工業(yè)中鋁合金鑄件的生產(chǎn)。目前的低壓鑄造機(jī)開(kāi)合模全部都是采用液壓油缸的方式，存在效率低、精度差、無(wú)法數(shù)字化控制的問(wèn)題。自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到低壓鑄造機(jī)中，就能夠更好地解決上述問(wèn)題。

1 基本概述

1.1 低壓鑄造

低壓鑄造具體指的是將鑄型放置在一個(gè)具有良好密封性能的保溫爐上方位置，通過(guò)向保溫爐通入壓縮空氣，使得其熔融金屬的表面造成壓力范圍在0.06-0.15MPa 之間的低壓力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)金屬液體經(jīng)由升液管上升到鑄型進(jìn)行填充以及控制凝固的一種鑄造方法。這種鑄造方法具有良好的補(bǔ)縮性，其形成的鑄件組織致密，而且使用這種鑄造方法能夠非常容易鑄造出大型的薄壁復(fù)雜鑄件，不許冒口且金屬收得率能夠達(dá)到95%。由于具有無(wú)污染，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而一般應(yīng)用于鑄造有色合金。

1.2 低壓鑄造機(jī)的應(yīng)用范圍

低壓鑄造機(jī)不僅僅能夠應(yīng)用在生產(chǎn)汽車輪轂、發(fā)動(dòng)機(jī)、沉淀器、蓋板、電動(dòng)機(jī)外殼、氣缸蓋、離合器殼、轉(zhuǎn)子、定片等金屬型的鑄件，而且還能夠廣泛的應(yīng)用在汽車工業(yè)、電子儀器工業(yè)等高科技工業(yè)。

2 自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)中的技術(shù)方案設(shè)計(jì)

2.1 整體結(jié)構(gòu)

將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在低壓鑄造機(jī)中，其與傳統(tǒng)低壓鑄造機(jī)的特殊之處就是使用電液混動(dòng)開(kāi)合模機(jī)構(gòu)。也就是，包括合面，安裝有下模的合面的四角安裝立導(dǎo)柱，立導(dǎo)柱上方安裝上部定梁，合面、立導(dǎo)柱和上部定梁組成低壓鑄造機(jī)安裝框架；在每根立導(dǎo)柱的內(nèi)側(cè)安裝一根螺旋升降筒，螺旋升降筒上套裝有導(dǎo)向裝置；上橫梁和同步橋組成上模框架，上橫梁的兩頭安裝在導(dǎo)向裝置上，上模框架的下方安裝上模安裝面板，上模安裝在上模安裝面板的下方，上模框架的上方且在上橫梁之間安裝頂桿機(jī)構(gòu)；其中安裝框架的頂部安裝電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括帶有剎車的電機(jī)、三個(gè)T形齒輪箱、四個(gè)直角齒輪箱和傳動(dòng)桿，三個(gè)T 形齒輪箱分為一個(gè)主T 形齒輪箱和兩個(gè)副T形齒輪箱，電機(jī)通過(guò)電機(jī)座安裝在上連接梁的中部，電機(jī)的輸出端連接主T 形齒輪箱，主T形齒輪箱通過(guò)連接桿連接兩側(cè)的副T 形齒輪箱，副T 形齒輪箱通過(guò)連接桿連接兩側(cè)直角齒輪箱，直角齒輪箱位于安裝框架頂部的四角處，每個(gè)直角齒輪箱連接螺旋升降筒。上部定梁之間安裝有連接兩側(cè)上部的定梁的固定梁。

2.2 導(dǎo)向裝置構(gòu)造

導(dǎo)向裝置為以長(zhǎng)方形的金屬板，導(dǎo)向裝置一端通過(guò)螺栓固定在上下移動(dòng)組件的側(cè)面，導(dǎo)向裝置的另一端通過(guò)貼靠在立導(dǎo)柱上。四根立導(dǎo)柱的連線形成的方框圍在四根螺旋升降筒連線形成的放礦的外側(cè)。

2.3 應(yīng)用設(shè)計(jì)特點(diǎn)

利用伺服電機(jī)的控制速度，轉(zhuǎn)向，使用換向器保證4 個(gè)螺桿的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

利用平衡氣缸，平衡模具及動(dòng)板的重量，減少了螺桿與螺母之間的摩擦力。

用了梯形螺桿的自鎖，在液壓系統(tǒng)工作時(shí)，保證螺母與螺桿之間沒(méi)有滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)；電液混動(dòng)，解決低負(fù)載高速移動(dòng)，大負(fù)載低速運(yùn)動(dòng)；采用伺服電機(jī)控制，可以實(shí)現(xiàn)模具位置的數(shù)字化精準(zhǔn)定位。

3 自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)中的技術(shù)方案改進(jìn)

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為了達(dá)到使用的方便以及裝備的穩(wěn)定性，還可以對(duì)上述的技術(shù)方案作出如下的改進(jìn)：

3.1 螺旋升降筒

螺旋升降筒包括螺桿，安裝在螺桿底端的下軸承組，螺桿的頂端穿過(guò)上軸承組，螺桿的中部套裝上下移動(dòng)組件。其中上下移動(dòng)組件包括內(nèi)腔安裝有絲母的活塞，活塞內(nèi)設(shè)置有絲母安裝臺(tái)階，并通過(guò)絲母擋圈和支撐套將絲母固定在活塞內(nèi)，活塞的外側(cè)安裝由上下兩個(gè)缸蓋和一個(gè)缸身組成缸體，缸蓋和缸身之間通過(guò)螺栓連接，且在缸蓋和缸身的連接處形成臺(tái)階，缸蓋和活塞之間安裝有密封圈，且缸蓋上設(shè)置有管接頭，缸身和活塞之間安裝O 型圈和密封擋圈；上下兩個(gè)扣蓋分別套裝在上下兩個(gè)缸蓋與缸身連接處的臺(tái)階上，上下兩個(gè)扣蓋通過(guò)長(zhǎng)螺栓安裝在一起。

3.2 上軸承組

上軸承組包括套裝在螺桿上部的上螺桿軸承座，上螺桿軸承座的內(nèi)腔安裝上軸承，上軸承由上下兩個(gè)軸承蓋固定在上螺桿軸承座內(nèi)，上螺桿軸承座側(cè)壁上設(shè)置有與上螺桿軸承座的內(nèi)腔連通的孔道，并在孔道的外口端安裝油杯；在上螺桿軸承座的上部的螺桿上安裝用于固定上螺桿軸承座的圓螺母。

3.3 下軸承組

下軸承組包括螺桿軸承套和軸承套上蓋，具有中孔的軸承套上蓋套裝在螺桿上，在軸承套上蓋下方且貼合在軸承套上蓋的螺桿上安裝內(nèi)軸承，在螺桿的底部的安裝臺(tái)階上安裝下軸承，下軸承和安裝臺(tái)階間設(shè)置支撐套管，下軸承的下方的螺桿上安裝固定下軸承的圓螺母，軸承套上開(kāi)有內(nèi)腔連通的油孔，該油孔成T 字形且在軸承套上形成三個(gè)油口，一個(gè)油口開(kāi)在內(nèi)腔，一個(gè)油口開(kāi)在軸承套側(cè)壁且在該油口內(nèi)安裝鋼球脹塞，一個(gè)油口開(kāi)在軸承套底部且在該油口內(nèi)安裝第二油杯。

每根上部定梁的兩端個(gè)固定安裝一個(gè)平衡滑輪，每根立導(dǎo)柱內(nèi)安裝一個(gè)平衡氣缸，平衡氣缸的活塞連接在包膠鋼絲繩的一端，包膠鋼絲繩的另一端穿出立導(dǎo)柱并繞過(guò)平衡滑輪后固定在上橫梁的端部。

將自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)中的應(yīng)用，主要就是采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)T 型螺桿，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺母上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)合模的高速移動(dòng)；利用平衡氣缸，解決模具自重的平衡，減少T 型螺桿與螺母之間的摩擦力；利用四個(gè)短程油缸，解決開(kāi)合模時(shí)小行程大力量的問(wèn)題。自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)中的技術(shù)方案設(shè)計(jì)通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了提高生產(chǎn)效率，節(jié)省能源消耗的目的。由于開(kāi)合模的位置由伺服電機(jī)決定，控制精度更高，適應(yīng)不同模具厚度時(shí)調(diào)整迅速。自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)中的技術(shù)方案設(shè)計(jì)中，同時(shí)采用的電機(jī)和液壓油缸兩種驅(qū)動(dòng)方式。

4 結(jié)論

自動(dòng)化技術(shù)在低壓鑄造機(jī)這一研究領(lǐng)域的應(yīng)用以及嘗試，能夠提升工作效率、降低勞動(dòng)成本，因而具有很大的發(fā)展前景。而將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到低壓鑄造機(jī)中，就能夠解決當(dāng)前采用液壓油缸方式實(shí)現(xiàn)開(kāi)合模的低壓鑄造機(jī)存在效率低、精度差、無(wú)法數(shù)字化控制的問(wèn)題，提升生產(chǎn)效率，節(jié)約能源消耗。