CN109986071B - 铸造生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及铸造生产线,其中射砂主机包括机架、模具、砂箱、夹紧油缸、射砂桶、混砂机、螺旋给料机、添加剂定量装置、水玻璃定量装置及压紧油缸；机架上部设置螺旋给料机，螺旋给料机出料端连接至混砂机，添加剂定量装置的出料端及水玻璃定量装置的出料端连接至混砂机，混砂机连接至射砂桶，射砂桶上部设置压紧油缸，机架两侧设置夹紧油缸，夹紧油缸连接至模具，两侧模具之间设置砂箱，所述砂箱设置在射砂桶下方。本发明可以实现连续铸造生产，生产效率提高。

Description

铸造生产线

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其是涉及铸造生产线。

背景技术

铸造是装备制造业的基础，我国是铸造大国。铸件产量自2000年起已连续16年居全球首位，目前年产量超过4500万吨，占全球总产量的40%以上。

目前，铸造技术一般采用手工生产铸件，其生产效率较低。铸件的生产铸造只有少数企业采用机械化生产线生产，一般通过输入小车、输出小车进行工位之间的运输，在此种生产线上，砂箱的运行节拍较慢，生产效率较低，生产成本较高。并且现有的铸造生产线往往不能实现连续生产，各部分之间相互独立，这样的设置也会影响到生产效率。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明提供铸造生产线，其可以实现连续铸造生产，生产效率提高。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是铸造生产线，所述铸造生产线依次包括射砂主机、低压浇注机、落砂机、冒口切割机、连续热处理炉、热处理炉水槽、铸件取出机构及抛丸机；所述射砂主机包括机架、模具、砂箱、夹紧油缸、射砂桶、混砂机、螺旋给料机、添加剂定量装置、水玻璃定量装置及压紧油缸；机架上部设置螺旋给料机，螺旋给料机出料端连接至混砂机，添加剂定量装置及水玻璃定量装置的出料端连接至混砂机，混砂机连接至射砂桶，射砂桶上部设置压紧油缸，机架两侧设置夹紧油缸，夹紧油缸连接至模具，两侧模具之间设置砂箱，所述砂箱设置在射砂桶下方。

基于上述技术方案，压紧油缸是将射砂桶和组合后的模具与砂箱压紧，夹紧油缸是将模具和砂箱夹紧。

需要说明的是，技术方案中的落砂机、冒口切割机、抛丸机均采用现有技术中的常规装置即可，具体型号可以根据具体要求选用。

基于上述技术方案，首先通过螺旋给料机构，通过控制时间从而控制进砂量，将型砂放入混砂机中。利用体积定量方法，通过PLC智能控制程序将混制好的水玻璃粘结剂和粉料添加剂定量依次加入定量好型砂的混砂机中，混制水玻璃型砂，将混制好的水玻璃型砂放入到射砂桶中，压紧射砂桶，混制好的水玻璃型砂通过射砂的方式射入一定温度的模具中，热固化成型后合箱浇注，而且该装置有两个射砂工位，便于更换模具，或同时用于左右（上下）铸型的生产。

该装置的优点解决了少量水玻璃砂混制定量的难点，由于水玻璃砂是无机粘合剂，不会因燃烧而产生有毒有害气体，同时又通过射砂的方式紧实，提高了铸件的致密度，从而提高了铸件的质量。

进一步的，所述铸造生产线还包括旧砂传动机构及自动修磨机；所述射砂主机通过第一传输辊道连接至低压浇注机，低压浇注机通过第二传输辊道连接至落砂机，落砂机连接至旧砂传动机构，落砂机通过第三传输辊道连接至冒口切割机，冒口切割机通过第四传输辊道连接至连续热处理炉的入口，所述铸件取出机构通过第五传输辊道连接至抛丸机，抛丸机通过第六传输辊道连接至自动修磨机。

基于上述技术方案，自动修磨机采用现有技术中的常规装置即可，具体型号可以根据具体要求选用。

进一步的，所述落砂机与冒口切割机之间的第三传输辊道连接砂箱回收辊道，所述砂箱回收辊道连接至所述射砂主机。

基于上述技术方案，利用砂箱回收辊道，使得砂箱在与铸件分离后通过生产线（砂箱回收辊道）传输至射砂主机进行下一个工作循环。

优选的，所述射砂桶下方设置两个射砂工位。

进一步的，所述水玻璃定量装置包括隔膜泵及定量杯，隔膜泵包括由隔膜分割成液体腔及气体腔，气体腔内部设置气缸；液体腔的排出端通过定量杯连接至混砂机。

进一步的，所述连续热处理炉包括第一摆放机械手、链板传动机构，热处理炉主体；所述热处理炉主体内部设置链板传动机构，链板传动机构的入口端设置第一摆放机械手，链板传动机构的出口端设置热处理炉水槽，热处理炉水槽内部设置倾斜的铸件取出机构，所述铸件取出机构用于将热处理炉水槽内部的处理后的工件逐渐由热处理炉水槽底部运至上部。

进一步的，所述取件传动机构包括机架及机架上设置的倾斜传动链条，倾斜传动链条上设置等间距排布的拨料立板。

所述的第一摆放机械手包括设置在热处理炉主体入口端的光电开关，通过光电开关检测待输送处理的工件的位置，并采用夹持手臂将工件输送到热处理炉内进行热处理；

所述热处理炉主体采用四区温度控制。

四个温控区内的温度设定按加热炉主体进口至出口的方向以由低向高逐步过渡；

所述的加热炉主体的炉膛划分的四个区，在加热时，第一分区内的温度设定为700-800℃ ，第二分区的温度设定为800-900℃，第三分区的温度设定为900-1000℃，第四分区的温度设定为1000-1100℃。

其中的取件传动机构还设有驱动装置，启动驱动装置，驱动装置带动传动辊转动，传动链随着传动辊做顺时针旋转，从而将传动链上的铸件传送至热处理水槽的顶端，将铸件取出，取出后转到下一个工序。

基于上述技术方案，利用浇注后的铸件用热处理机器人（第一摆放机械手）放置在链板传动机构的入口端，采用四区温度控制，对铸件进行加热和保温，在一定温度下掉落至热处理水槽，进行淬火处理，处理后的铸件由取件机构将其取出，转到下一工序。该装置利用铸件余热，大大减低成本，提高工作效率。

进一步的，所述低压浇注机包括底板、升降装置、保温炉、支架；底板通过导柱连接至砂箱压板，所述支架设置在保温炉的上方，砂箱安装在支架上，砂箱顶部设有固定砂箱的砂箱压板，所述保温炉设置有控制其升降的升降装置，保温炉内部装有金属液，保温炉顶部密封连接有保温炉盖，保温炉内设置有升液管，升液管底端***金属液中，顶端延伸出保温炉盖外侧，所述升液管位置与砂箱的浇口相配合。

进一步的，所述升降装置包括升降架、升降底盘；升降架底部安装升降底盘，升降底盘上设置保温炉，所述升降架与导柱滑动连接进行升降。

进一步的，所述升降架的两侧设置有液压油缸，液压油缸的伸缩端连接至升降架并带动升降架沿导柱竖直运动。

进一步地，所述砂箱压板的四角连接在四根导柱上。砂箱压板紧压砂箱，防止砂箱在保温炉上升时窜动。

进一步地，所述底板上还设置有为低压浇注机供电的配电柜。

进一步地，所述保温炉盖边缘与保温炉通过螺栓连接并用密封圈密封。

进一步地，所述支架上设置有若干砂箱依次排列，砂箱与型腔一一对应，若干砂箱与支架滑动连接。

进一步地，所述保温炉为坩埚式保温炉。

进一步的，所述铸造生产线还包括控制柜、中频熔炼炉及中频精炼炉。

基于上述技术方案，将串联中频炉中熔炼好的金属液装入保温炉中，安装好升液管。在支架上的砂箱移动到指定位置，然后利用液压油缸提升保温炉，使升液管与砂箱贴紧密封，利用砂箱压板挡住砂箱，达到固定密封的目的。向保温炉中通入气体，使保温炉中的金属液在压力的作用下通过升液管进入到砂箱中，保持一定的压力，使金属凝固后降下保温炉之后砂箱向右移动，保温炉上升，进行下一个工作循环，直到保温炉中的金属液浇注完毕。该设备全部由编程智能控制，可编制各种曲线控制。

现在低压浇注机全部是由于有色合金铸造（轻合金），而且是单件断续生产。效率低，适合小批量生产。采用本技术方案中的低压浇注机用于铸钢（铁）件的低压铸造，在生产线生产，效率高，适合大批量生产。该工艺具有金属液充型平稳，金属液夹渣少，致密度高，有利于薄壁件生产。是获得高质量铸件的有效途径。

本发明的有益效果：其可以实现在一个***内完成铸造生产，生产效率提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为射砂主机的结构示意图；

图3为射砂主机的俯视图；

图4为射砂主机的侧视图；

图5为连续热处理炉的结构示意图；

图6为图5的A-A方向剖视图；

图7为低压浇注机结构示意图；

图8为低压浇注机剖面图；

图中：1、射砂主机，2、低压浇注机，3、落砂机，4、冒口切割机，5、连续热处理炉，6、热处理炉水槽，7、铸件取出机构，8、抛丸机，9、机架，10、模具，11、砂箱，12、夹紧油缸，13、射砂桶，14、混砂机，15、螺旋给料机，16、添加剂定量装置，17、水玻璃定量装置，18、压紧油缸，19、旧砂传动机构，20、自动修磨机，21、第一传输辊道，22、第二摆放机械手，23、第二传输辊，24、驱动电机，25、第三传输辊道，26、第一摆放机械手，27、第四传输辊道，28、第五传输辊道，29、第六传输辊道，30、砂箱回收辊道，31、隔膜泵，32、定量杯，33、气缸，34、取出机构机架，35、倾斜传动链条，36、拨料立板，37、底板，38、保温炉，39、支架，40、导柱，41、砂箱压板，42、保温炉盖，43、升液管，44、升降架，45、升降底盘，46、液压油缸，47、控制柜，48、中频熔炼炉，49、中频精炼炉,50、检查工位，51、铸件，52、一区，53、二区，54、三区，55、四区，56、链板传动机构，57、配电柜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图4所示，铸造生产线，所述铸造生产线依次包括射砂主机1、低压浇注机2、落砂机3、冒口切割机4、连续热处理炉5、热处理炉水槽6、铸件取出机构7及抛丸机8；所述射砂主机1包括机架9、模具10、砂箱11、夹紧油缸12、射砂桶13、混砂机14、螺旋给料机15、添加剂定量装置16、水玻璃定量装置17及压紧油缸18；机架9上部设置螺旋给料机15，螺旋给料机15出料端连接至混砂机14，添加剂定量装置16及水玻璃定量装置17的出料端连接至混砂机14，混砂机14连接至射砂桶13，射砂桶13上部设置压紧油缸18，机架9两侧设置夹紧油缸12，夹紧油缸12连接至模具10，两侧模具10之间设置砂箱11，所述砂箱11设置在射砂桶13下方。

需要说明的是，所述的螺旋给料机15为现有技术中的螺旋送料装置，其包括储砂箱、螺旋式给料器、设置于螺旋式给料器顶端的驱动电机24，螺旋式给料器倾斜穿设于储砂箱一侧壁内，位于储砂箱外部的给料器部分连接至进料管道的一端，进料管道另一端连通至混砂机。所述的螺旋给料机15通过外部PLC控制驱动电机24，驱动电机24控制螺旋式给料器，使储砂箱内的型砂进入到螺旋式给料器，并通过螺旋式给料器进入至进料管道，通过进料管道进入到混砂机14内。

进一步地，所述混砂机14的出料口通过管道连接至射砂桶13的入料口。

如图1所示，进一步的，所述铸造生产线还包括旧砂传动机构19及自动修磨机20；所述射砂主机1通过第一传输辊道21连接至低压浇注机2，低压浇注机2通过第二传输辊道23连接至落砂机3，落砂机3连接至旧砂传动机构19，落砂机3通过第三传输辊道25连接至冒口切割机4，冒口切割机4通过第四传输辊道27连接至连续热处理炉5的入口，所述铸件取出机构7通过第五传输辊道28连接至抛丸机8，抛丸机8通过第六传输辊道29连接至自动修磨机20。

进一步的，所述落砂机3与冒口切割机4之间的第三传输辊道25连接砂箱回收辊道30，所述砂箱回收辊道30连接至所述射砂主机1。

基于上述技术方案，落砂机3是利用振动和冲击使铸型中的型砂和铸件分离的铸造设备，采用现有技术中的落砂机即可。

优选的，所述射砂桶13下方设置两个射砂工位。两个射砂工位同时工作，每组射砂工位均包括两侧模具10、控制两侧模具10的夹紧油缸12和砂箱11。

进一步的，所述水玻璃定量装置17包括隔膜泵31及定量杯32，隔膜泵31包括由隔膜分割成液体腔及气体腔，气体腔内部设置气缸33；液体腔的排出端通过定量杯32连接至混砂机14。隔膜泵是通过压缩空气来带动管中的液体流动，而定量杯侧部有溢流孔，以保证每次加入的水玻璃粘结剂是固定的。PLC控制的气缸到时间后将定量杯推到混砂机上部倒入水玻璃。

需要说明的是，所述的添加剂定量装置16采用和水玻璃定量装置17结构相同的定量装置即可，隔膜泵是通过压缩空气来带动管中的液体流动，而定量杯侧部有溢流孔，以保证每次加入的添加剂是固定体积的。

如图5、图6所示，进一步的，所述连续热处理炉5包括第一摆放机械手26、链板传动机构56，热处理炉主体57；所述热处理炉主体57内部设置链板传动机构56，链板传动机构56的入口端设置第一摆放机械手26，链板传动机构56的出口端设置热处理炉水槽6，热处理炉水槽6内部设置倾斜的铸件取出机构7，所述铸件取出机构7用于将热处理炉水槽6内部的处理后的工件逐渐由热处理炉水槽6底部运至上部。

进一步的，所述铸件取出机构7包括取出机构机架34及机架上设置的倾斜传动链条35，倾斜传动链条35上设置等间距排布的拨料立板36。

所述的热处理炉主体57的炉膛划分的四个区，在加热时，第一分区内的温度设定为700-800℃ ，第二分区的温度设定为800-900℃，第三分区的温度设定为900-1000℃，第四分区的温度设定为1000-1100℃。

如图7、图8所示，进一步的，所述低压浇注机2包括底板37、升降装置、保温炉38、支架39；底板37通过导柱40连接至砂箱压板41，所述支架39设置在保温炉38的上方，砂箱11安装在支架39上，砂箱11顶部设有固定砂箱的砂箱压板41，所述保温炉38设置有控制其升降的升降装置，保温炉38内部装有金属液，保温炉38顶部密封连接有保温炉盖42，保温炉38内设置有升液管43，升液管43底端***金属液中，顶端延伸出保温炉38盖外侧，所述升液管43位置与砂箱11的浇口相配合。升降装置提升时，升液管43紧靠砂箱的浇口进行浇注。

优选的，所述保温炉38为保温坩埚。

进一步的，所述升降装置包括升降架44、升降底盘45；升降架44底部安装升降底盘45，升降底盘45上设置保温炉38，所述升降架44与导柱40滑动连接进行升降。

进一步的，所述升降架44的两侧设置有液压油缸46，液压油缸46的伸缩端连接至升降架44并带动升降架44沿导柱40竖直运动。

进一步地，所述砂箱压板41的四角连接在四根导柱40上。砂箱压板41紧压砂箱，防止砂箱在保温炉38上升时窜动。

进一步地，所述底板37上还设置有为低压浇注机供电的配电柜57。

进一步地，所述保温炉38盖边缘与保温炉38通过螺栓连接并用密封圈密封。

进一步地，所述支架39上设置有若干砂箱依次排列，砂箱与型腔一一对应，若干砂箱与支架39滑动连接。

进一步的，所述铸造生产线还包括控制柜47、中频熔炼炉48及中频精炼炉49。

将串联中频炉中熔炼好的金属液装入保温炉38中，安装好升液管43。在支架39上的砂箱移动到指定位置，然后利用液压油缸46提升保温炉38，使升液管43与砂箱贴紧密封，利用砂箱压板41挡住砂箱，达到固定密封的目的。向保温炉9中通入气体，使保温炉38中的金属液在压力的作用下通过升液管43注入金属型腔，保持一定的压力，使金属凝固后降下保温炉38之后砂箱向右移动，保温炉38上升，进行下一个工作循环，直到保温炉38中的金属液浇注完毕。该设备全部由编程智能控制，可编制各种曲线控制。

低压浇注机2主要用于采用低压铸造工艺生产钢铁铸件，其将串联中频炉中融化好的金属液注入保温炉中，整体抬升保温炉，由升液管与金属铸型平面接触、密封，对保温炉中金属液加压，使金属液面上升，注入金属型腔，达到充满铸型的目的。该工艺具有金属液充型平稳，金属液夹渣少，致密度高，有利于薄壁件生产。是获得高质量铸件的有效途径。

本实施例的工作过程：

本装置采用智能控制方法将螺旋给料机15根据时间将型砂定量加入混砂机14中，混制30S-60s，再用添加剂定量装置16将一定体积的添加剂加入混砂机14混匀，然后用水玻璃定量装置17将体积定量的水玻璃加入混砂机14，混制30-180s。混制均匀后的物料（水玻璃型砂）进入射砂桶13中，驱动两侧夹紧油缸12将两侧模具10与中间砂箱11夹紧，驱动压紧油缸18将射砂桶13与组合好的两侧模具10和中间砂箱11压紧，射砂桶13的喷砂口将型砂通过射砂的方式射入到砂箱9中，松开两侧夹紧油缸12，得到砂型。

通过上述过程本生产线利用射砂主机混制好的无机水玻璃粘结剂砂对砂箱进行射砂成型，紧固后的砂型传输至低压浇注位置，之前中频熔炼炉中融化好的金属液经过中频精炼炉精炼后，转至低压浇注机中，进行低压浇注，浇筑后的铸件经过冷却在落砂机位置进行落砂，铸件转至冒口切割机中切割冒口，旧砂通过旧砂传动机构传输至旧砂回收库房进行回收处理。而铸件通过传输辊道传至抛丸机中抛丸，之后通过传输辊道转至自动修磨机中修磨铸件，修好后经检查工序，检查合格后入库，而砂箱在与铸件分离后通过生产线转至射砂主机进行下一个工作循环。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.铸造生产线，所述铸造生产线依次包括射砂主机、低压浇注机、落砂机、冒口切割机、连续热处理炉、热处理炉水槽、铸件取出机构及抛丸机；其特征在于：所述射砂主机包括机架、模具、砂箱、夹紧油缸、射砂桶、混砂机、螺旋给料机、添加剂定量装置、水玻璃定量装置及压紧油缸；机架上部设置螺旋给料机，螺旋给料机出料端连接至混砂机，添加剂定量装置的出料端及水玻璃定量装置的出料端连接至混砂机，混砂机连接至射砂桶，射砂桶上部设置压紧油缸，机架两侧设置夹紧油缸，夹紧油缸连接至模具，两侧模具之间设置砂箱，所述砂箱设置在射砂桶下方；

所述水玻璃定量装置包括隔膜泵及定量杯，隔膜泵包括由隔膜分割成液体腔及气体腔，气体腔内部设置气缸；液体腔的排出端通过定量杯连接至混砂机，所述定量杯上设置溢流孔，所述添加剂定量装置和所述水玻璃定量装置结构相同；

所述连续热处理炉包括第一摆放机械手、链板传动机构，热处理炉主体；所述热处理炉主体内部设置链板传动机构，链板传动机构的入口端设置第一摆放机械手，链板传动机构的出口端设置热处理炉水槽，热处理炉水槽内部设置倾斜的铸件取出机构，所述铸件取出机构用于将热处理炉水槽内部的处理后的工件逐渐由热处理炉水槽底部运至上部；所述铸件取出机构包括机架及机架上设置的倾斜传动链条，倾斜传动链条上设置等间距排布的拨料立板；

所述铸造生产线还包括旧砂传动机构及自动修磨机；所述射砂主机通过第一传输辊道连接至低压浇注机，低压浇注机通过第二传输辊道连接至落砂机，落砂机连接至旧砂传动机构，落砂机通过第三传输辊道连接至冒口切割机，冒口切割机通过第四传输辊道连接至连续热处理炉的入口，所述铸件取出机构通过第五传输辊道连接至抛丸机，抛丸机通过第六传输辊道连接至自动修磨机；

所述低压浇注机包括底板、升降装置、保温炉及支架；底板通过导柱连接至砂箱压板，所述支架设置在保温炉的上方，砂箱安装在支架上，砂箱顶部设有固定砂箱的砂箱压板，所述保温炉设置有控制其升降的升降装置，保温炉内部装有金属液，保温炉顶部密封连接有保温炉盖，保温炉内设置有升液管，升液管底端***金属液中，顶端延伸出保温炉盖外侧，所述升液管位置与砂箱的浇口相配合；

所述升降装置包括升降架、升降底盘；升降架底部安装升降底盘，升降底盘上设置保温炉，所述升降架与导柱滑动连接进行升降；

所述升降架的两侧设置有液压油缸，液压油缸的伸缩端连接至升降架并带动升降架沿导柱竖直运动。

2.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于：所述射砂桶下方设置两个射砂工位。

3.根据权利要求1所述的铸造生产线，其特征在于：所述铸造生产线还包括控制柜、中频熔炼炉及中频精炼炉。