铸球铸造成形生产线技术改进

环境差，使得不能满足各行业对铸球的大批量需求。本文以此为出发点，在铸球铸造成形生产线中引入自动化技术进行改造，降低了工人劳动强度，提高了铸造企业的自动化水平。

1.模具结构的改进

1.1传统的铸球铸造工艺

铁模铸造生产工艺是我国当前铸球生产的主要手段。在浇注铸球前先将型砂保护层覆盖到下模有孔口和上模浇道口，上模的型砂覆盖厚度为11～14mm，并人工挖孔留浇道口，下模孔口全部由型砂封堵。上下合模后进行浇注，冷却成形后将铸球出模。在当前的铸球铸造企业中，大多采用人工夯实工序完成上、下模具的型砂保护层覆盖，人工挖孔留上模浇道口，工人劳动强度大，不能满足铸造企业的自动化需求，不适应大批量生产。

1.2适用于生产线的铸球成形工艺及模板

（1）保护层成形工艺

铸球铸造生产线能够满足各行业对铸球需求量的日益增大，能够很大程度的降低工人劳动强度，铸球的浇道口成形工艺是改进的重点。成形过程中，在带有浇道口导柱的模板上放置上模具，并在铸球铸造成型机的振动台板上安装模板，在这两者的空隙处利用加砂箱将型砂填满，通过成型机的振动台板运动，完成加压振实，然后上模具和模板分离完成整个浇道口的型砂层覆盖保护。

（2）铸球铸造生产线的上模具模板

保持下模具模板不变，采用合适方式连接生产线模板，并适当改进面型机模具模板结构。上模具模板由浇道口导柱和原模板组合而成，使得浇道口能够在上模具覆盖型砂过程中一次成型。

2.铸球铸造机的振动力学原理及结构

2.1振动力学模型及原理

生产线采用加压和振动结合方式实现了型砂在铸球浇道口型腔内的密实。成形过程中，在振动台板振动力和压头加压作用下，型腔内的型砂逐渐密实。激振台的振源是由激振器内的一对偏心齿轮轴高速旋转的离心力提供，如图1所示。整个振动系统由减振弹簧、阻尼器、激振器以及振动台板组成。

对振动台的力学研究中，涉及的参数有减振弹簧刚度、粘性阻尼器的阻尼系数、偏心齿轮轴的转动角速度、偏心轴的偏心距、偏心齿轮轴的总离心质量以及振动台（参与振动部分）质量，对应的符号分别为：k（N/s）、c（N.s/m）、、e、m、M，如图2所示的简易振动力学模型。

通过上述公式可知，激振器偏心齿轮轴转动频率和振动台振动频率相同，偏心齿轮抽转动相位角要提前，偏心块质量和振动台振幅成正比。

2.2铸球铸造生产线机械结构

为了满足型砂加压振动振实需求，本文改进后的铸球铸造成形生产线机械结构如图3所示。

在铸球铸造成形生产线运转过程中，安装在振动台上的模板在振动台驱动油缸上升过程中与模具贴合，到达贴合位置后型腔内充满型砂，振动台压头下降，台板振动，实现型砂的密实。导轨主要起到了支撑和输送模具作用。

3.自动化生产过程

按照图3所示，铸球铸造成形机的自动化生产过程为：

（1）通过导轨，铸球模具被输送到振动台板上方，安装在振动台上的模板随着振动台上升到一定高度与铸球模具贴合。

（2）安装在送料机上的型砂送料箱运动到铸球模具浇道口正上方，向浇道口内倒撒型砂，待型腔布满型砂后，送料箱归位等待下一次送砂。

（3）在压头施加压力下，布满型腔的铸球模具和振动台板一起振动，带型砂成形后，振动台和压头分别向下和向上运动，完成模板和铸球模具的分离。

（4）待上述过程中的模板和模具完成分离后，通过导轨，铸球模具向前输出等待下一周期振动。

整个系统的液压传动单元提供振动台板、压头以及型砂送料箱的运动动力。整个铸球铸造成形生产线可以通过PLC实现自动循环成形，也能单独实现。从而完成了铸球铸造成形生产线的自动化改造。

4.结论

手工成形是我国当前铸球铸造型砂成形工艺中的主要方式，生产效率低、劳动强度大，不符合各行业对铸球的大批量需求。本文采用液压传动与机械传动相结合的方式改进了铸球铸造成形生产线，提高了铸造企业的自动化水平。

参考文献

[1] 蒋晓英;超塑自由胀形液压机自动化改造[J].铸造技术.2011.09：8-12

[2] 王志刚;铸钢件摇枕、侧架整体芯自动化下芯的工艺实践[J].铸造技术.2010.08：101-103

[3] 杨大春;离心铸造环形阵列式自动化生产线可行性研究与设计[J].铸造技术.2010.10：44-45

[4] 于云峰;M2110C内圆磨床液压故障排除方法[J].广西轻工业. 2009.12：5-9

[5] 罗勇武;液压快速回转头压力机液压系统机理研究[J].顺德职业技术学院学报. 2009.04：77-79