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(jī)的基本結(jié)構(gòu)，以及如何解決在套箱壓鐵機(jī)往砂型上放套箱壓鐵過程中，造成的上下砂型套偏現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：水平分型脫箱造型線;套箱壓鐵機(jī);套箱錯(cuò)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(yōu)勢于一身的造型線。尤其適應(yīng)于復(fù)雜小件的生產(chǎn)。該造型線一個(gè)最基本的布局如圖1所示：

其中套箱壓鐵機(jī)主要用于將主機(jī)造好的上下砂型運(yùn)輸?shù)教紫鋲鸿F機(jī)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(nèi)澆注鐵水后脹箱、抬箱。

但是在套箱壓鐵機(jī)往砂型上套箱壓鐵過程中，經(jīng)常由于套箱壓鐵機(jī)安裝位置精度、套箱內(nèi)壁粘砂以及壓鐵底部粘砂的影響造成將上下砂型套偏現(xiàn)象。

二.套箱壓鐵機(jī)的基本組成

圖2所示為套箱壓鐵機(jī)的主要組成部分：共三個(gè)工位，主要由機(jī)架、定位開關(guān)、套箱內(nèi)腔清掃裝置、壓鐵壓面清掃裝置、行走機(jī)構(gòu)、帶有浮動(dòng)機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)等組成。

三.為防止套箱壓鐵機(jī)放套箱壓鐵產(chǎn)生錯(cuò)型的解決措施和簡單改進(jìn)

第一，為最大限度的減少因?yàn)樵谏靶蜕戏胖锰紫溥^程中產(chǎn)生的上下型錯(cuò)型現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)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(shí)發(fā)生跑火、抬型的現(xiàn)象。值得一提的是，套箱壓鐵材質(zhì)均為灰鑄鐵，抗形變能力和耐用鑄造性能更優(yōu)，制作成本也更低。

第二，套箱壓鐵機(jī)行走機(jī)構(gòu)采用變頻減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)裝置在機(jī)架上沿行走軌道往返運(yùn)動(dòng)，其中變頻電機(jī)具有起動(dòng)平緩且運(yùn)行速度較快的特點(diǎn)，且齒輪齒條傳動(dòng)精度高運(yùn)行平穩(wěn)可靠。套箱壓鐵機(jī)行走機(jī)構(gòu)上設(shè)有的帶有浮動(dòng)機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)，其升降動(dòng)作和抓取動(dòng)作的傳動(dòng)均由液壓系統(tǒng)傳動(dòng)完成，其運(yùn)動(dòng)均勻穩(wěn)定、無換向沖擊且反應(yīng)速度快。

套箱壓鐵機(jī)行走機(jī)構(gòu)在機(jī)架上行走軌道兩端的停止位置上還特意分別設(shè)置有兩個(gè)位置臨近定位開關(guān)，只有當(dāng)兩個(gè)定位開關(guān)剛好同時(shí)有感應(yīng)信號時(shí)，帶有浮動(dòng)機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)才能執(zhí)行放套箱動(dòng)作，從而進(jìn)一步保證了工藝安全生產(chǎn)可靠。為此，也更好的用這種低成本方式解決了放置套箱準(zhǔn)確度的問題。

第三，本設(shè)備為三工位設(shè)計(jì)，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(dòng)機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)的升降機(jī)械手同時(shí)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(jī)構(gòu)沿機(jī)架上的行走軌道移動(dòng)到一端的停止位置后，升降機(jī)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(jī)械手松開上升，行走機(jī)構(gòu)沿機(jī)架上的行走軌道移動(dòng)到初始端的停止位置，之后往返重復(fù)相關(guān)動(dòng)作，完成套箱、壓鐵從冷卻道位到澆注道位的轉(zhuǎn)移回收。

在實(shí)際鑄造生產(chǎn)中，套箱內(nèi)壁和壓鐵底面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)粘砂現(xiàn)象，粘砂嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)使套箱在套砂型時(shí)套不正，致使上下砂型出現(xiàn)錯(cuò)型，導(dǎo)致砂型的棱角、吊砂受到?jīng)_擊和震動(dòng)碰碎掉落或型芯被碰壞使碎砂掉入型腔中從而產(chǎn)生砂眼缺陷，進(jìn)而影響鑄件的品質(zhì)，降低鑄件成品率。因此對套箱內(nèi)壁和壓鐵底面的粘砂進(jìn)行清理顯的尤為必要。

本設(shè)備的壓鐵套箱清掃工位在升降機(jī)械手放下抓取套箱過程中，使清掃刷架與套箱內(nèi)壁被動(dòng)接觸，從而完成對套箱內(nèi)壁粘砂的清理，而壓鐵底面則通過液壓系統(tǒng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)清掃推板往返運(yùn)動(dòng)來徹底將粘砂清理干凈。從而改善了因套箱、壓鐵粘砂而導(dǎo)致的錯(cuò)型現(xiàn)象，保證了鑄件的品質(zhì)。

第四，抓取套箱、壓鐵的機(jī)械手為浮動(dòng)式機(jī)械手設(shè)計(jì)。圖3為連接升降機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿油缸和套箱抓取機(jī)械手之間的浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)，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(jī)械手上，連接頭通過螺釘固定到升降機(jī)構(gòu)的導(dǎo)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(gè)環(huán)形槽，用于涂抹潤滑脂以防止外界雜質(zhì)進(jìn)入此機(jī)構(gòu)內(nèi)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(nèi)側(cè)與連接頭外圈存在一定的間隙，推力軸承的下殼體外側(cè)與連接套的內(nèi)圈也存在一定的間隙。由上述結(jié)構(gòu)組成可知，連接套是在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)于推力球軸承之上的。

在浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)中，連接套無論受到哪個(gè)方向力的作用，將以推力軸承相應(yīng)位置的滾動(dòng)體為支點(diǎn)產(chǎn)生作用力，第一活動(dòng)間隙A、第二活動(dòng)間隙B、第三活動(dòng)間隙C和第四活動(dòng)間隙D均為環(huán)形間隙，可使連接套相對于連接頭在作用力的作用下產(chǎn)生位移。第一活動(dòng)間隙A、第二活動(dòng)間隙B、第三活動(dòng)間隙C和第四活動(dòng)間隙D的大小決定連接套的位移范圍通過設(shè)計(jì)不同的間距，調(diào)整套箱抓取機(jī)械手相對于套箱的中心線與砂型的中心線偏差的適應(yīng)能力。

由于浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)使套箱機(jī)械手處于浮動(dòng)狀態(tài)，即被抓取的套箱也是處于浮動(dòng)狀態(tài)，所以調(diào)試設(shè)備時(shí)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(diào)節(jié)偏差，從而使設(shè)備調(diào)式更加簡單方便。

在套箱過程中，由于浮動(dòng)連接機(jī)構(gòu)使被抓取套箱具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)作用，套箱可以自適應(yīng)砂型四個(gè)側(cè)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(cuò)型現(xiàn)象。

四.結(jié)語

通過客戶的生產(chǎn)實(shí)踐證明，以上四個(gè)措施，有效的解決了因?yàn)樘紫鋲鸿F機(jī)放套箱而產(chǎn)生的砂型錯(cuò)型現(xiàn)象。

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