冷自硬砂工艺大型铸件砂箱生产的自动化和管理

冷自硬砂工艺大型铸件砂箱生产的自动化和管理

高技术含量的大型铸铁铸钢件的生产，仍是欧洲铸造工业在当今很困难的环境中的主要关注点之一。

生产重型铸件所要求的技术，即限制错误的发生概率和修补时间，在最大程度上保证了这一领域的铸造厂在市场中的成功。

在该领域，对于提高生产率的需求，也增加了安装便于操作者操作、并使维修简便的设备的需求。

一般来说，在地面上进行造型，需要较长的加砂时间，手工夯实，可使用时间也非常长的树脂。因此，在起模前和进行下步工序前，需要很长的硬化时间。所有这些操作均需借助行车来完成。

由于硬化时间长、操作复杂、危险，以及工艺本身使得砂箱长时间停留所占用的空间等，这样的工艺显然使生产率受到限制。

第一步改进是使用高排量和移动的混砂机来加速和改进充填砂阶段。

真正的挑战是如同无箱造型和小尺寸砂箱造型一样，开始为大尺寸砂箱造型研究机械化和自动化的造型线。

非常清楚，使用独立运动的动力辊道段(快速造型圈的概念)可以彻底地降低劳动力成本和较大程度地增加生产能力。

在这阶段，主导产品是风力发电机(大型转子)、石油工业铸件、矿山和水泥工业大型耐磨铸钢件、大型模具和铁路铸件(现代机车牵引的高速转向架的核心)。

因此，大尺寸砂箱造型是市场要求的新倾向。该倾向已经从IMF投资生产的设备获得认证他按照要求生产超常的大型翻箱起模机和自动合箱机；提供整套新的设备和辅助结构来建造一个新的、有特点的车间(图1)。

现在全球化市场的竞争，迫使冷自硬砂造型行业的转变，即远离传统，转向标准工艺、设备自动化和要求更高的生产率。

一个具有对用户的要求能迅速灵活地做出反应，并在价格上具有竞争力的的公司，不仅仅是基于铸造人员的准备和构想，而且需要能够提供满足质量和成本要求，以取得良好效果的设备。

必须利用具有丰富经验的生产技术人员来预先计划最有效的程序，用于管理工厂的自动化。

第一个大型砂箱现代化造型系统的例子是美国亚利桑那州的M．E．ELECMETAL铸造厂。该厂生产耐磨铸件。

1997年，该厂已经安装有一条全现代化的无箱造型线。尺寸是3050 x 1 700 x 600／600 mm(图2)。

用于尺寸为4 300 x 31 00 mm的砂箱生产的新安装设备，包括一台采用呋喃树脂工艺的1 00吨／时连续式混砂机，同时还配备了更先进的技术，如质量流量计系统，根据出砂量和砂的温度连续控制泵的输出量(自动平衡两种固化剂)。

快速造型圈包括一台负荷量为20吨的震实台，直交的转运站使得有适当硬化工位的平面布置更紧凑(图3，4)。

在圈内循环的型板安装在钢结构板上，重量约3500kg。

通过使用半自动机械手起模将砂箱从型板上分离，在顶部运动移动到涂料站上涂料并放置到下芯线上。

经过在辊道段上下芯，砂箱被输送到半自动合箱机(图5，6)进行合箱。然后使用行车将合好的砂箱转移到浇注区。该段设备配备有一液压升降平台，便于操作者靠近砂箱上部。

整线的生产率为4—5型／时。

另一套很有趣的设备是最近刚在中国完成安装调试的铸造厂一深圳震雄。主要生产注塑机械球铁铸件。

设备的平均生产能力为8—1 0型／时。砂箱尺寸是2800 x 2800，高度达1 500 mm。每一个砂箱的金属液重量经常达1 2吨。

造型使用呋喃工艺和一台70吨／时的混砂机(图7)。当型板到达填充和紧实位置时，操作者只需要选择造型时间，系统即自动控制。在设置的硬化时间到达后，造型圈的输送小车即将砂箱输送到起模机内(图8)。

两台大型平行布置的半自动机械手分别对上、下型自动起模，将砂箱转动面对操作者方便清理和运动到预定的位置上涂料(图9，1 0)。

型板起模后自动返回砂箱准备区或型板更换区域。

砂箱就位到托板后，醇基涂料通过燃烧干燥。砂箱分别输送到三条下芯线中。

一台大型全自动合箱机完成合箱操作(图11)，托板通过动力辊道返回起模站。合箱后的砂箱被输送到浇注冷却区。

该生产线的生产能力很好地代表了在亚洲国家铸造厂的技术发展趋势，和在短时间内即能达到的潜力。

在叙述下一个例子之前，需要说明的是，在这类生产中，很重要的一面，是考虑使用计算机程序系统管理整个工艺过程，从获定单到最终铸件成品，遵循预设的最为有效和最为合理的擎废邱，以获得最大的经济效益和质量效果。

生产过程全自动管理程序已经在市场上出现多年，软件的飞速发展将其传播到所有的生产领域，证明了其适合不同行业生产要求的巨大能力。

多年来，IMF已经开发和成功地应用了造型管理系统，从混砂机控制开始直至旧砂的完

全再生。

最新的发展是整个生产循环自动化加入到整个铸造厂的生产管理当中。

上述发展顺应了当今市场上的要求，也就是提供的全套设备，其最基本的要求就是保证产品质量。

意大利的BOCCACcI铸造厂位于著名地阿尔卑斯山的hpuan地区。主要生产大理石机械。该地区以出产意大利著名艺术家米开郎基罗美丽而著名雕塑所用的大理石而闻名。

由IMF提供的工厂规划和设备，从概念和设备两方面都有了许多的创新特点。

工厂的发展分成两个阶段，目前仍在发展中。这是一个如何使用非常少的操作者(最多4-5人)在难以置信的干净整齐的环境中完成大尺寸砂箱的造型、下芯及合箱。

型板的更换和储存区以及砂箱准备位置经过了认真的认证(图1 2)。它们的辊道平台位置很低，方便操作者工作。

当然，混砂机是您在铸造厂内能看到的最新的机器：混砂机能力为60吨／时呋喃树脂砂；并配置了全套的泵和循环赛控制、监测装置。

从机械观点看，通过液压装置作用，混砂臂可以上下升降2米，以保证在高度差异很大的砂箱填砂时，其出砂口的高度总在合理的高度范围内(图1 3)。]

这也是第一台装备有自动识别记忆填砂过程系统的混砂机。

混砂机由型板管理程序控制操作。允许混砂机按照软件中砂／树脂程序和时间，通过无碳刷电机驱动双臂自动重复充填动作。

在快速造型圈后，硬化的砂型由特殊的机械手起模，上水基涂料(图14)。

砂型就位在特殊设计的钢托板上进入燃气干燥炉。

自动合箱机沿平行轴向工作进行合箱(图15，l6，17)。