吉耀庭，張培根

（1.機(jī)械工業(yè)第一設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230601；2.常州薩維利鑄造技術(shù)有限公司，江蘇 常州 213000）

1 薩維利SAVELLI FORMIMPRESS 雙面壓實(shí)造型工藝和造型線

1.1 雙面壓實(shí)造型機(jī)造型工藝的原理和特點(diǎn)

意大利薩維利（SAVELLI）的雙面壓實(shí)造型工藝與德國KW、日本新東HWS的靜壓造型工藝的區(qū)別在于型砂和模板之間的相互移動的不同。它的造型過程和工藝是將預(yù)填框置于砂箱和模板之間。采用模板隨型壓實(shí)工藝和多觸頭壓實(shí)機(jī)構(gòu)，模板可以作上、下自由移動，將預(yù)填框內(nèi)的型砂從砂型（砂箱）分型面處擠壓推入，其緊實(shí)度是分型面和背面高，而中間較低的理想曲線分布，實(shí)現(xiàn)了高硬度和良好的透氣性完美地相結(jié)合。

其緊實(shí)過程如圖1所示，分9個(gè)步驟完成。

圖1 雙面壓實(shí)造型工藝的緊實(shí)過程

1）通過造型機(jī)稱量斗稱量型砂，同時(shí)預(yù)填框處于最高位置；

2）提升工作臺，將模板，預(yù)填框和砂箱舉升到工作位置；

3）重力加砂，將型砂從稱量斗中加入到砂箱；

4）多觸頭壓頭進(jìn)入至砂箱上方，造型機(jī)中心工作位置，刮平多余型砂；

5）工作臺帶著模板，預(yù)填框和砂箱再次提升，預(yù)緊實(shí)；

6）提升模板，自下而上開始壓實(shí)；

7）通過多觸頭，以15kg/cm2壓力從頂部擠壓完成終緊實(shí)；

8）工作臺下降，通過預(yù)填框慢速平穩(wěn)脫模；

9）快速分離，將砂箱放置在砂箱輥道上，模板框定位在造型機(jī)內(nèi)部模板更換裝置中心，將造型完成的砂箱推出，同時(shí)將空砂箱推入到造型區(qū)準(zhǔn)備。

通過雙面壓實(shí)這種緊實(shí)系統(tǒng)，能達(dá)到以下質(zhì)量效果：

（1）一個(gè)理想的砂型強(qiáng)度在于，與模板接觸的型砂有著合理的硬度值并且由于壓力差的影響，砂型中砂子的密度（緊實(shí)度）在朝著砂型背面方向上遞減；

（2）鑄型能完美的反映模板模型各個(gè)清晰輪廓；

（3）鑄件“幾乎”無需清理；

（4）造型生產(chǎn)噪聲小；

（5）與其他同類造型方式相比，可節(jié)省20%～30℅的能耗；

（6）在預(yù)填框上完成脫模，而不是在輥道滾輪上，保證了造型機(jī)的造型精度和脫模精度。

1.2 造型機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成

組成結(jié)構(gòu)包括：底部基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，頂部壓頭機(jī)構(gòu)，機(jī)架，加砂和砂分配機(jī)構(gòu)，帶舉升工作臺的壓實(shí)機(jī)構(gòu)，中心轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)模板更換裝置，模板吹噴裝置，液壓氣控系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。

1.3 造型機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）加砂方式為重力加砂，模板不需要排氣塞；

2）使用稱量斗對型砂稱量，對加入到砂箱內(nèi)的型砂定量控制；

3）造型時(shí)，造型主機(jī)，模板框和預(yù)填框采用四柱定位機(jī)構(gòu)，預(yù)填框和砂箱定位，起模定位面為預(yù)填框，保證了造型精度和起模精度；

4）帶有定位和自動加熱的轉(zhuǎn)臺模板更換裝置，中心系統(tǒng)模板可選1/1和1/2；

5）齒輪電機(jī)驅(qū)動多觸頭壓頭和稱量斗水平移動，葉片驅(qū)動砂箱加砂分配裝置和舉升工作臺裝置均采用編碼器，傳感器，數(shù)值化控制；

6）帶有壓力控制調(diào)節(jié)的內(nèi)、外壓力補(bǔ)償雙作用油缸多觸頭壓頭裝置，完成預(yù)緊實(shí)和終緊實(shí)。根據(jù)工藝要求，比壓在0～1.5MPa之間可調(diào)。

1.4 雙面壓實(shí)造型線工藝流程（見圖2、圖3）

圖2 造型線（雙主機(jī)）的工藝流程

圖3 雙面壓實(shí)造型線（雙主機(jī)）的平面布置圖

圖2、圖3為雙主機(jī)的造型線，并且采用的是多層的冷卻套工藝，上、下型均在同一造型段上依次排列。

1.5 雙面壓實(shí)造型線的主要特點(diǎn)

造型線由于配置了2臺造型主機(jī)以及2臺分箱機(jī)，2臺砂箱內(nèi)腔清掃機(jī)，3臺翻箱機(jī)及2臺合箱機(jī)等，其砂箱的推送程序?yàn)橥瑫r(shí)運(yùn)行和移動2個(gè)工位位置，而臺車的運(yùn)行、澆注、轉(zhuǎn)運(yùn)及砂箱冷卻線、冷卻套冷卻線其推送程序均為運(yùn)行和移動一個(gè)工位位置。

1）除造型機(jī)配有自動模板更換機(jī)構(gòu)外，造型線還配有模板穿梭機(jī)構(gòu)，砂箱，臺車更換裝置，提高了更換模板，砂箱及臺車的可靠性和速度，相應(yīng)地提高了造型線的效率。

2）除造型機(jī)和造型線輔機(jī)捅箱機(jī)外，高性能造型線采用變頻伺服電動驅(qū)動，齒輪齒條傳動，實(shí)現(xiàn)推送——翻箱——合箱——轉(zhuǎn)運(yùn)（見圖4）.

（1）與液壓驅(qū)動相比，能耗降低約40%，效率可提高約30%；

（2）變頻伺服電動驅(qū)動，可以無級調(diào)速，實(shí)現(xiàn)最大平穩(wěn)的數(shù)值化的加速和減速，具有最佳的速度調(diào)節(jié)方式和移動可重復(fù)性；

（3）與液壓驅(qū)動相比，受外界環(huán)境影響小，不受油溫變化，徹底解決定位不準(zhǔn)，移動時(shí)晃動，同時(shí)還可以根據(jù)砂箱熱脹冷縮調(diào)節(jié)推動距離；

（4）電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)只有動力線及信號線，安裝簡單方便，安全性高，環(huán)境無污染；

（5）系統(tǒng)可遠(yuǎn)程診斷和服務(wù)。

圖4 變頻伺服電動驅(qū)動單元

3）采用冷卻套替代砂箱完成對砂型和鑄件冷卻的新型冷卻線（見圖5）.

圖5 雙層雙列冷卻套

（1）將砂箱內(nèi)的砂型從砂箱捅入到冷卻套作二次冷卻，和將完成冷卻后的砂型從冷卻套桶到振動輸送槽和振動落砂機(jī)；

（2）冷卻套冷卻線分單層、雙層和多層，而每層又分雙列和三列，每列上的冷卻套有二室，可同時(shí)放2個(gè)砂型。其結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)組焊，安裝在砂箱冷卻線上方，節(jié)省了砂箱和占地面積；

（3）與在砂箱內(nèi)冷卻相比，減少了砂箱、臺車的數(shù)量，減少了砂箱大量運(yùn)動，節(jié)省了制作砂箱的成本費(fèi)用：

a）在有限成本內(nèi)可得到長時(shí)間的鑄件冷卻；

b）增加了布線的靈活性。

（4）造型線上合箱機(jī)采用浮動機(jī)構(gòu)，浮動合箱，提高了合箱精度，也同時(shí)降低了臺車加工的成本；

（5）造型線捅箱前，設(shè)置了浮鐵磁選機(jī)，清理澆注后殘留在上箱面上的鐵豆，以減少對后續(xù)的砂處理設(shè)備影響；

（6）造型線砂箱鎖緊裝置:

a）箱卡鎖緊裝置可安裝固定在臺車上，也可以在上箱部位（如圖6、圖7所示）；

圖6 箱卡裝置在砂箱上

圖7 箱卡裝置在臺車上

b）在需要上箱卡和下箱卡的工位，設(shè)置有自動箱卡機(jī)構(gòu)，提高了造型生產(chǎn)效率；

c）箱卡的鎖緊通過液壓裝置進(jìn)行最終鎖緊，其鎖緊力是恒定值；

d）箱卡鎖緊裝置的接觸面是一種特殊耐磨材料，可靠性好，壽命長。

4）由于雙面壓實(shí)造型機(jī)的特點(diǎn)，能滿足大批大量鑄件的造型要求，特別適合于大鑄件、高鑄件和復(fù)雜鑄件的生產(chǎn)，砂箱最大內(nèi)尺寸可做到3500mm×1800mm×700/700mm.

1.6 雙面壓實(shí)造型線的應(yīng)用實(shí)例

意大利薩維利（SAVELLI）的雙面壓實(shí)造型線廣泛應(yīng)用于鑄鋼、鑄鐵和鑄鋁的行業(yè)中，在我國也有應(yīng)用。

1）俄羅斯Altaiwagon集團(tuán)使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為3000mm×1800mm×500/500mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)搖枕側(cè)架。

2）法國雷諾集團(tuán)使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為1300mm×1100mm×250/250mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)雷諾轎車的零部件。

3）意大利zenfounderie集團(tuán)使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為2000mm×1200mm×500/500mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)汽車后橋；砂箱內(nèi)尺寸為750mm×750mm×350/350mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)剎車盤、制動轂等。

4）我國東臺XX機(jī)械有限責(zé)任公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為2000mm×1050 mm×350/350mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)紡織機(jī)械鑄件。

5）我國太重集團(tuán)XX工業(yè)有限公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為900mm×700 mm×300/250mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)基礎(chǔ)件鑄件。

6）山東XX實(shí)業(yè)股份有限公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為1200mm×1000mm×350/350mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)汽車零部件的鑄件。

7）我國南通XX機(jī)械制造有限公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為1100mm×1000mm×300/300mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)汽車零部件。

8）我國柳州XX鑄造有限公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為1100mm×1000mm×300/300mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)缸體缸蓋等汽車零部件。

9）我國大連XX鑄造有限公司，使用意大利薩維利（SAVELLI）砂箱內(nèi)尺寸為1000mm×800mm×300/300mm的雙面壓實(shí)有箱造型線生產(chǎn)飛輪、飛輪殼等汽車零部件。

2 雙面壓實(shí)造型和其他造型工藝特點(diǎn)的比較

雙面壓實(shí)造型和其他造型工藝特點(diǎn)的比較見表1.

表1 雙面壓實(shí)造型和其他造型工藝特點(diǎn)的比較

3 結(jié)束語

綜上所述，薩維利（SAVELLI）雙面壓實(shí)造型線是一種新型的黏土砂工藝造型設(shè)備，具有高效、節(jié)能、綠色環(huán)保和全自動智能化的顯著特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高硬度與良好的透氣性完美地相結(jié)合，并且在能耗與控制可靠性方面有著顯著的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于機(jī)車和鐵路鑄件、紡機(jī)、汽車零部件、通用機(jī)械中大批量的鑄鋼件、鑄鐵件和鑄鋁件的生產(chǎn)，前景廣闊、值得推廣。

[1]佚名.鑄造設(shè)備選用手冊[M］.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2]溫平.中國鑄造行業(yè)發(fā)展概況[R］.天津:中鑄協(xié)鑄造裝備分會，2014.