双面压实造型和静压造型工艺的比较-2013-4.doc

SAVELLI双面压实造型和静压造型工艺的比较
常州萨维利铸造技术有限公司

<摘要>
目前有代表性的有箱造型线，国外主要有德国KW、HWS、日本新东和意大利萨维利（SAVELLI）的双面压实造型线。
本文重点介绍被人们誉为“下一代造型技术”的双面压实造型技术，并且与传统的静压造型以及造型线作以全面的比较，使大家可以更深入地了解萨维利独特的双面压实造型工艺，其可以实现高硬度和好的透气性完美地结合，并且在能耗与控制可靠性方面有着显著的优势。萨维利高效全自动造型线具有提供300整型/时和最大砂箱尺寸3500毫米的生产全套技术。

一、萨维利SAVELLI FORMIMPRESS双面压实造型工艺和造型线
1、 双面压实造型机造型工艺原理和特点
双面压实造型和普通造型的区别只在于型砂和模板之间的相互移动不同。它的造型过程和工艺是将预填框置于砂箱和模板之间。采用模板随型压实工艺和多触头压实机构，模板可以作上、下自由移动，将预填框内的型砂从砂型（砂箱）分型面处挤压推入，其紧实度是分型面和背面高，而中间较低的理想曲线分布，实现了高紧实度和好的透气性完美结合。
紧实过程（请见图1所示）
图1

步骤一：通过造型机称量斗称量型砂，同时预填框处于最高位置；
步骤二：提升工作台，将模板，预填框和砂箱举升到工作位置；
步骤三：重力加砂，将型砂从称量斗中加入到砂箱；
步骤四：多触头压头进入至砂箱上方，造型机中心工作位置，刮平多余型砂；
步骤五：工作台带着模板，预填框和砂箱再次提升，预紧实；
步骤六：提升模板，自下而上开始压实；
步骤七：通过多触头，以15kg/cm2压力从顶部挤压完成终紧实；
步骤八：工作台下降，通过预填框慢速平稳脱模；
步骤九：快速分离，将砂箱放置在砂箱辊道上，模板框定位在造型机内部模板更换装置中心，将造型完成的砂箱推出，同时将空砂箱推入到造型区准备。
2、 造型机主要结构组成
组成结构包括：底部基础机构，顶部压头机构，机架，加砂和砂分配机构，带举升工作台的压实机构，中心转台旋转模板更换装置，模板吹喷装置，液压气控系统和电气控制系统。
3、 造型机主要结构特点
1）加砂方式为重力加砂，模板不需要排气塞；
2）使用称量斗对型砂称量，对加入到砂箱内的型砂定量控制；
3）造型时，造型主机，模板框和预填框采用四柱定位机构，预填框和砂箱定位，起模定位面为预填框，保证了造型精度和起模精度；
4）带有定位和自动加热的转台模板更换装置，中心系统模板可选1/1和1/2；
5）齿轮电机驱动多触头压头和称量斗水平移动，叶片驱动砂箱加砂分配装置和举升工作台装置均采用编码器，传感器，数值化控制；
6）带有压力控制调节的内、外压力补偿双作用油缸多触头压头装置，完成预紧实和终紧实。
4、造型线工艺流程（请见图2、图3所示）

图3

5、双面压实造型线主要特点
造型线由于配置了二台造型主机以及二台分箱机，二台砂箱内腔清扫机，三台翻箱机及二台合箱机等，其砂箱的推送程序为同时运行和移动二个工位位置，而台车的运行、浇注、转运及砂箱冷却线、冷却套冷却线其推送程序均为运行和移动一个工位位置。
1）除造型机配有自动模板更换机构外，造型线还配有模板穿梭机构，砂箱，台车更换装置，提高了更换模板，砂箱及台车的可靠性和速度，相应地提高了造型线的效率；
2）除造型机和造型线辅机捅箱机外，高性能造型线采用变频伺服电动驱动，齿轮齿条传动，实现推送——合箱——翻箱——转运（见图六所示）；
3) 与液压驱动相比，能耗降低约40%，效率可提高约30%；
4) 变频伺服电动驱动，可以无级调速，实现最大平稳的数值化的加速和减速，具有最佳的速度调节方式和移动可重复性；
5) 与液压驱动相比，受外界环境影响小，不受油温变化，彻底解决定位不准，移动时晃动，同时还可以根据砂箱热胀冷缩调节推动距离；
6) 电机驱动系统只有动力线及信号线，安装简单方便，安全性高，环境无污染；
7) 系统可远程诊断和服务。

图（变频伺服电动驱动单元）
6、采用冷却套替代砂箱完成对砂型和铸件冷却的新型冷却线；
1) 将砂箱内的砂型从砂箱捅入到冷却套作二次冷却，和将完成冷却后的砂型从冷却套桶到振动输送槽和振动落砂机；
2) 冷却套冷却线分单层、双层和多层，而每层又分双列和三列，每列上的冷却套有二室，可同时放2个砂型。其结构为钢结构组焊，它安装在砂箱冷却线上方，节省了砂箱和占地面积；

3) 与在砂箱内冷却相比，减少了砂箱、台车的数量，减少了砂箱大量运动，节省了制作砂箱的成本费用；
4) 在有限成本内可得到长时间的铸件冷却；
5) 增加了布线的灵活性。
6）造型线上合箱机采用浮动机构，浮动合箱，提高了合箱精度，也同时降低了台车加工的成本；

图十 摇枕车架（砂箱尺寸3000*1800*500/500毫米）

7）造型线捅箱前，设置了浮铁磁选机，清理浇注后残留在上箱面上的铁豆，以减少对后续的砂处理设备影响；
8）造型线砂箱锁紧装置；
² 箱卡锁紧装置可安装固定在台车上，也可以在上箱上；
² 在需要上箱卡和下箱卡的工位，设置有自动箱卡机构，提高了造型生产效率；
² 箱卡的锁紧通过液压装置进行最终锁紧，其锁紧力是恒定值；
² 箱卡锁紧装置的接触面是一种特殊耐磨材料，可靠性好，寿命长。

二、静压造型机和造型线
1、 静压造型机造型工艺原理和特点
静压造型工艺是利用气流对型砂进行预紧实，然后在砂型的背面对型砂进行压实。
紧实过程：（请见图所示）
a) 定量斗加砂；
b）升液压缸，使模板，砂箱、预填框和压头紧贴形成密封系统，通过压缩空气，将型砂从砂型背面预紧实；
c）压头从砂型背面对型砂进行终紧实；
d）举升液压缸下降起模，压头移出，带砂定量斗进入砂箱和预填框的上方。

（1.定量斗 2. 预填框 3.砂箱 4.模型 5.模板 6.模板框 7.储气罐 8.压 头 9.多触头 10.举升液压缸）

2、 造型机主要结构组成
组成结构包括：加砂机构，压头机构，压实机构，模板更换装置、机架，液压气控系统和电气控制系统等。
3、 造型机主要结构特点
1）有穿梭式，环形式和转盘式不同模板快换装置；
2）可一次或两次紧实，紧实工艺可有三种：压实，吹气预紧实+压实，气流填砂+吹气预紧实+压实。预紧实的气流强度可调整，相互独立的多触头油缸的压力可根据模型形状分组和调节；
3）起模方式可采用顶杆起模，漏模或保持稳定具有中心导向和同步动作系统的起模精度水平机构；
4）压头机构有平压头，弹簧压头，水垫压头或单体液压缸多触头，多触头分周边及中心两个区域调压，压力由比例调压阀通过界面随时设定；
5）称重加砂。
4、静压造型线
造型线一般采用开放式布线形式，包括造型段，下芯段，浇注
段，冷却段和落砂段。其“线”上设备配置主要根据要求不同
而异。

造型线工艺流程：（请见图所示）

三、双面压实造型和静压造型其工艺特点比较
序号
造型工艺
项 目
双面压实
静压造型
高压造型
1
型砂紧实原理
模板随型压实+多触头
气流预紧实+压实
高压实力
2

砂型紧实度和均匀性
砂型分型面和背面紧实度高，中间紧实度低，最符合造型工艺要求
高的紧实度和均匀度
紧实度高
均匀性差
3
砂型透气性
好
好
差
4

砂型精度和铸件精度

高，型腔轮廓十分清晰，砂型错偏＜0.4毫米，铸件可不作清理
高，铸件清理费用少
高

5

起模性
拔模斜度在0.5°时可成功起模
拔模斜度在0～0.5°时可起模
砂型有残余应力，有起模回弹，起模困难

6

对模板要求
不要排气塞，可减小模板加工难度和成本
高，要安装排气塞和密封条
一般
7

气流冲击压力
∕
0.35~0.5Mpa
∕
8

紧实方法
预填框置于砂箱和模板之间，模板可作上、下移动，型砂从砂型分型面挤压推入
预填框，砂箱置于模板之上，型砂从砂型背面挤压推入
高压时，型砂从砂型背面压入
9

紧实时间
短
较长，冲击阀打开时间0.3～0.5s关闭后3.5s压实
较长
10

起模方式
起模定位面为预填框，起模精度高
压实起模框
辊道架起模
11
能耗
和其它同类造型方式相比，可节省20～30%
一般
一般

12

废型率

＜2%
～2%
2~5%
13
砂型最大尺寸
可作3500毫米
2000～2500毫米
长尺寸受限制
14
生产率
较高，最高可达300整型/时
一般
低

15

机器噪音
低
较低
微振加砂和微震压实时噪音大
16
对设备机架影响
较低
一般
较大
17
对厂房基础要求
低
一般
大

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