一種水平分型脫箱造型線的套箱壓鐵機

李彥青　傅長娟　蘇士勝　梁浩　李嵐　趙云

摘要：介紹了一種水平分型脫箱造型線的套箱壓鐵機的基本結構，以及如何解決在套箱壓鐵機往砂型上放套箱壓鐵過程中，造成的上下砂型套偏現象。

關鍵詞：水平分型脫箱造型線;套箱壓鐵機;套箱錯型

一.引言

水平分型脫箱造型線是一種集垂直射砂、垂直造型、水平分型優勢于一身的造型線。尤其適應于復雜小件的生產。該造型線一個最基本的布局如圖1所示：

其中套箱壓鐵機主要用于將主機造好的上下砂型運輸到套箱壓鐵機工位后，在砂型上套上套箱并在砂型上面壓上壓鐵，以防止在砂型內澆注鐵水后脹箱、抬箱。

但是在套箱壓鐵機往砂型上套箱壓鐵過程中，經常由于套箱壓鐵機安裝位置精度、套箱內壁粘砂以及壓鐵底部粘砂的影響造成將上下砂型套偏現象。

二.套箱壓鐵機的基本組成

圖2所示為套箱壓鐵機的主要組成部分：共三個工位，主要由機架、定位開關、套箱內腔清掃裝置、壓鐵壓面清掃裝置、行走機構、帶有浮動機械手的升降機構等組成。

三.為防止套箱壓鐵機放套箱壓鐵產生錯型的解決措施和簡單改進

第一，為最大限度的減少因為在砂型上放置套箱過程中產生的上下型錯型現象，本設計采用了先放壓鐵壓住砂型，然后再往砂型上套套箱的方式，這種方式可以很好的防止砂型在澆注時發生跑火、抬型的現象。值得一提的是，套箱壓鐵材質均為灰鑄鐵，抗形變能力和耐用鑄造性能更優，制作成本也更低。

第二，套箱壓鐵機行走機構采用變頻減速電機驅動齒輪齒條傳動裝置在機架上沿行走軌道往返運動，其中變頻電機具有起動平緩且運行速度較快的特點，且齒輪齒條傳動精度高運行平穩可靠。套箱壓鐵機行走機構上設有的帶有浮動機械手的升降機構，其升降動作和抓取動作的傳動均由液壓系統傳動完成，其運動均勻穩定、無換向沖擊且反應速度快。

套箱壓鐵機行走機構在機架上行走軌道兩端的停止位置上還特意分別設置有兩個位置臨近定位開關，只有當兩個定位開關剛好同時有感應信號時，帶有浮動機械手的升降機構才能執行放套箱動作，從而進一步保證了工藝安全生產可靠。為此，也更好的用這種低成本方式解決了放置套箱準確度的問題。

第三，本設備為三工位設計，分別為冷卻道位（第一工位），壓鐵套箱清掃位（第二工位）、澆注道位（第三工位）。帶有浮動機械手的升降機構的升降機械手同時從冷卻道位，壓鐵套箱清掃位抓取提起套箱、壓鐵，然后行走機構沿機架上的行走軌道移動到一端的停止位置后，升降機械手分別將套箱、壓鐵放到澆注道位、壓鐵套箱清掃位。而后升降機械手松開上升，行走機構沿機架上的行走軌道移動到初始端的停止位置，之后往返重復相關動作，完成套箱、壓鐵從冷卻道位到澆注道位的轉移回收。

在實際鑄造生產中，套箱內壁和壓鐵底面經常會出現粘砂現象，粘砂嚴重時可能會使套箱在套砂型時套不正，致使上下砂型出現錯型，導致砂型的棱角、吊砂受到沖擊和震動碰碎掉落或型芯被碰壞使碎砂掉入型腔中從而產生砂眼缺陷，進而影響鑄件的品質，降低鑄件成品率。因此對套箱內壁和壓鐵底面的粘砂進行清理顯的尤為必要。

本設備的壓鐵套箱清掃工位在升降機械手放下抓取套箱過程中，使清掃刷架與套箱內壁被動接觸，從而完成對套箱內壁粘砂的清理，而壓鐵底面則通過液壓系統傳動裝置驅動清掃推板往返運動來徹底將粘砂清理干凈。從而改善了因套箱、壓鐵粘砂而導致的錯型現象，保證了鑄件的品質。

第四，抓取套箱、壓鐵的機械手為浮動式機械手設計。圖3為連接升降機構導桿油缸和套箱抓取機械手之間的浮動連接機構，其主要由連接套、圓擋板、連接頭、和推力球軸承等組成。其中，連接套通過螺釘固定在套箱抓取機械手上，連接頭通過螺釘固定到升降機構的導桿油缸的端部，圓擋板和連接套有一定間隙，圓擋板底面加工有兩個環形槽，用于涂抹潤滑脂以防止外界雜質進入此機構內部污染軸承，推力球軸承套在連接套與連接頭之間，水平方向，推力軸承的上殼體內側與連接頭外圈存在一定的間隙，推力軸承的下殼體外側與連接套的內圈也存在一定的間隙。由上述結構組成可知，連接套是在一定范圍內浮動于推力球軸承之上的。

在浮動連接機構中，連接套無論受到哪個方向力的作用，將以推力軸承相應位置的滾動體為支點產生作用力，第一活動間隙A、第二活動間隙B、第三活動間隙C和第四活動間隙D均為環形間隙，可使連接套相對于連接頭在作用力的作用下產生位移。第一活動間隙A、第二活動間隙B、第三活動間隙C和第四活動間隙D的大小決定連接套的位移范圍通過設計不同的間距，調整套箱抓取機械手相對于套箱的中心線與砂型的中心線偏差的適應能力。

由于浮動連接機構使套箱機械手處于浮動狀態，即被抓取的套箱也是處于浮動狀態，所以調試設備時只需將被抓取套箱的中心線在一定程度上接近砂型中心線就可以往砂型上套箱，即允許存在一定的調節偏差，從而使設備調式更加簡單方便。

在套箱過程中，由于浮動連接機構使被抓取套箱具有自適應調節作用，套箱可以自適應砂型四個側面，使套箱的中心線與砂型中心線更容易重合，亦可以有效地避免上下型錯型現象。

四.結語

通過客戶的生產實踐證明，以上四個措施，有效的解決了因為套箱壓鐵機放套箱而產生的砂型錯型現象。

參考文獻

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