熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線。主要解決型殼焙燒和澆注時采用人工操作工作效率低、能源消耗大、熱能利用率低及鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。其特征在于：所述的焙燒爐(1)的一側(cè)設(shè)有型殼輸送裝置，所述的型殼輸送裝置包括主動鏈輪(4)、被動鏈輪(5)、鏈條(6)、鏈板式傳送帶(7)及鏈條驅(qū)動裝置(8)，鏈板式傳送帶(7)上依次設(shè)有隔熱板(9)及放置型殼(10)的定位盤(11)；所述的澆鑄裝置(2)設(shè)置在焙燒爐(1)的通道(3)出口側(cè)。降低了焙燒爐的熱能損失，提高了工作效率和熱能利用率，使焙燒作業(yè)和澆鑄作業(yè)之間完美銜接，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，同時改善了生產(chǎn)環(huán)境，杜絕了安全隱患和環(huán)境污染，符合節(jié)能減排的要求。
【專利說明】熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熔模精密鑄造裝置，具體涉及一種熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]熔模精密鑄造(Investment Casting)又稱脫臘鑄造或失臘鑄造(Lost-waxCasting)，這種鑄造工藝可以生產(chǎn)出精密復(fù)雜、接近于產(chǎn)品最后形狀，通過該鑄造工藝得到的金屬零部件可不用進行機械加工或采用少量的加工就可直接使用，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、機床、船舶、內(nèi)燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫(yī)療器械以及刀具等制造工業(yè)中。熔模精密鑄造的生產(chǎn)流程主要分為壓蠟、制殼、型殼焙燒、澆注、脫殼、后處理、檢驗等，加工的金屬零部件一般以易熔材料(如蠟料、塑料等)為摹本進行批量復(fù)制，先在射蠟機上用金屬模具壓制出可熔性模，然后在可熔性模上涂敷多層耐火材料，耐火材料涂層干燥硬化后形成型殼，再將型殼內(nèi)的易熔材料熔化使之流出。型殼經(jīng)過焙燒后使之堅固，將熔化的液態(tài)金屬澆注入型殼中，液態(tài)金屬在型殼中冷卻凝固后進行脫殼，即得到所需要的金屬零部件。熔模精密鑄造具有以下優(yōu)點:1.由于熔模鑄件有著比較高的尺寸精度和表面光潔度，所以可減少機械加工工作，只是在零件上要求較高的部位留少許加工余量即可，甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量，不必機械加工即可使用，大幅度節(jié)約金屬原材料。2.熔模鑄造可以把一些焊接組合件鑄成一體，省去組合與焊接工序，同時避免了因焊接造成的偏差及熱應(yīng)力變形。3.材質(zhì)選用靈活，能夠鑄造各種合金的復(fù)雜鑄件，特別是鑄造耐熱鋼、高溫合金、不銹鋼等特殊材質(zhì)鑄件。如汽車配件中的撥叉、輪轂等，用機械加工工藝幾乎無法完成的零部件。
4.能夠量化生產(chǎn)，保證了零部件的一致性，而且避免了機械加工后殘留刀紋的應(yīng)力集中。
[0003]目前，熔模精密鑄造過程中，型殼焙燒和澆注大多采用人工操作，沒有連續(xù)自動化生產(chǎn)線設(shè)備，在型殼的焙燒過程中能量消耗巨大，能源利用率低。因為焙燒好了一爐的型殼，爐內(nèi)的溫度大約在1200°C左右，在澆鑄時，需要人工打開爐門，將型殼用專用工具一個一個地取出，型殼取出時爐門敞開，爐內(nèi)熱量向外面快速散發(fā)，同時，型殼本身的熱量也向周圍散熱也很快，致使型殼的溫度快速下降，造成大量的熱能損耗和浪費，直接影響型殼溫度的穩(wěn)定性，型殼在澆鑄時的溫度不一致，造成鑄件尺寸精度的波動，如型殼的線性變化量，使鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定，增加了后序工序的工作量。上述過程中，除了焙燒爐內(nèi)及型殼本身的大量熱能損耗，還會產(chǎn)生粉塵和有害氣體(如二氧化硫)，嚴重污染環(huán)境，使生產(chǎn)車間環(huán)境變得十分惡劣，工人受到嚴重的高溫輻射、粉塵及有害氣體侵蝕，部分生產(chǎn)車間溫度達到40多度，嚴重影響操作工人的身心健康。另外，高溫、高輻射熱易引發(fā)火災(zāi)及爆炸，人工操作時易發(fā)生砸傷、碰傷、燙傷、灼傷等生產(chǎn)事故，能源平均利用率為17%，能耗約為鑄造發(fā)達國家的2倍。據(jù)統(tǒng)計，材料和能源的投入約占產(chǎn)值的55% — 70%，勞動力投入較多，屬于勞動力密集型產(chǎn)業(yè)。在澆鑄過程中，操作動作因人而異，部分操作不規(guī)范，也使得冶煉液體金屬所含熱量散發(fā)很快，使得大量熱能浪費、易產(chǎn)生鑄件裂紋等廢品，難以保證工藝的穩(wěn)定性，影響鑄件質(zhì)量。
[0004]因此，提供可連續(xù)化生產(chǎn)的型殼焙燒和澆注的自動化生產(chǎn)線設(shè)備，無疑是替代目前人工操作的趨勢，以提高熔模精密鑄造的生產(chǎn)率及鑄件質(zhì)量，降低能源消耗，改善生產(chǎn)環(huán)境，做到以機器換人，零事故安全生產(chǎn)，減少或杜絕環(huán)境污染，做到綠色生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，提高國際競爭力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決熔模精密鑄造過程中型殼焙燒和澆注時采用人工操作工作效率低、能源消耗大、熱能利用率低及鑄件質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，本發(fā)明提供一種熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，該自動化生產(chǎn)線有效降低了焙燒爐的熱能損失，提高了工作效率和熱能利用率，使焙燒作業(yè)和澆鑄作業(yè)之間完美銜接，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，同時改善了生產(chǎn)環(huán)境，杜絕了安全隱患和環(huán)境污染，符合節(jié)能減排的要求。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:該熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，包括焙燒爐及澆鑄裝置，所述的焙燒爐的下部設(shè)有貫穿的通道，焙燒爐的一側(cè)設(shè)有型殼輸送裝置，所述的型殼輸送裝置包括主動鏈輪、被動鏈輪、鏈條、鏈板式傳送帶及鏈條驅(qū)動裝置，鏈板式傳送帶連接在鏈條的上端，鏈板式傳送帶上依次設(shè)有隔熱板及放置型殼的定位盤，鏈條由鏈條驅(qū)動裝置驅(qū)動循環(huán)運轉(zhuǎn)并帶動鏈板式傳送帶、隔熱板及定位盤從焙燒爐的通道一端進入、另一端穿出，所述通道的進口和出口均與型殼之間柔性密封，所述通道的下部設(shè)有支撐鏈板式傳送帶的導(dǎo)軌；所述的澆鑄裝置設(shè)置在焙燒爐的通道出口側(cè)。
[0007]所述的導(dǎo)軌下方設(shè)有風(fēng)冷通道。
[0008]所述的焙燒爐的側(cè)壁設(shè)有燃燒器，風(fēng)冷通道的一端與燃燒器的供風(fēng)系統(tǒng)相通。
[0009]所述的導(dǎo)軌內(nèi)部設(shè)有水冷管。
[0010]所述的焙燒爐的截面呈倒下的“弓”字形，焙燒爐分為兩個燃燒腔室，兩個燃燒腔室通過通道相連通。
[0011]所述澆鑄裝置包括中頻爐、減速箱及伺服電機，伺服電機控制中頻爐按固定角度轉(zhuǎn)動，并控制中頻爐的傾斜角度，中頻爐下方設(shè)有漏斗，漏斗內(nèi)設(shè)有監(jiān)測澆鑄液面的光控器。
[0012]所述的鏈板式傳送帶包括多個鏈板，鏈板內(nèi)端呈梯形，鏈板連接在鏈條上，所述的隔熱板為階梯狀，隔熱板連接在鏈板上，相鄰的兩個隔熱板的階梯相對，在主動鏈輪和被動鏈輪的回轉(zhuǎn)處相鄰鏈板之間的內(nèi)端兩側(cè)相貼合，相鄰隔熱板的內(nèi)端相互搭接。
[0013]所述的焙燒爐的通道出口與澆鑄裝置之間設(shè)置有3-4個定位盤的工位，且在該工位處設(shè)有保溫通道。
[0014]所述的定位盤上設(shè)有火焰通道，火焰通道貫通至型殼底部。
[0015]所述的火焰通道沿定位盤的徑向設(shè)置且其入口開在定位盤的圓周側(cè)。
[0016]本發(fā)明具有如下有益效果:由于采取上述技術(shù)方案，有效降低了焙燒爐的熱能損失，提高了工作效率和熱能利用率，使焙燒作業(yè)和澆鑄作業(yè)之間完美銜接，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，同時改善了生產(chǎn)環(huán)境，杜絕了安全隱患和環(huán)境污染，符合節(jié)能減排的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0018]附圖2是圖1的俯視圖。[0019]附圖3是圖1中焙燒爐I的截面圖。
[0020]附圖4是圖1中澆鑄裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖5是圖1中A處結(jié)構(gòu)放大圖。
[0022]附圖6是圖3中B處結(jié)構(gòu)放大圖。
[0023]附圖7是圖1中定位盤11的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0024]附圖8是圖7的俯視圖。
[0025]附圖9是圖5中隔熱板9的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖10是圖5中隔熱板9的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0027]附圖11是圖5中鏈板23的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中1-焙燒爐，2-澆鑄裝置，3-通道，4-主動鏈輪，5-被動鏈輪，6-鏈條，7-鏈板式傳送帶，8-鏈條驅(qū)動裝置，9-隔熱板，10-型殼，11-定位盤，12-導(dǎo)軌，13-風(fēng)冷通道，14-燃燒器，15-水冷管，16-燃燒腔室，17-火焰通道，18-中頻爐，19-減速箱，20-伺服電機，21-漏斗，22-光控器，23-鏈板，24-保溫通道。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
由圖1?圖11所示，該熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，包括焙燒爐I及澆鑄裝置2，所述的焙燒爐I的下部設(shè)有貫穿的通道3，焙燒爐I的一側(cè)設(shè)有型殼輸送裝置，所述的型殼輸送裝置包括主動鏈輪4、被動鏈輪5、鏈條6、鏈板式傳送帶7及鏈條驅(qū)動裝置8，鏈板式傳送帶7連接在鏈條6的上端，鏈板式傳送帶7上依次設(shè)有隔熱板9及放置型殼10的定位盤11，鏈條6由鏈條驅(qū)動裝置8驅(qū)動循環(huán)運轉(zhuǎn)并帶動鏈板式傳送帶7、隔熱板9及定位盤11從焙燒爐I的通道3 —端進入、另一端穿出，所述通道3的進口和出口均與型殼10之間柔性密封，所述通道3的下部設(shè)有支撐鏈板式傳送帶7的導(dǎo)軌12 ;所述的澆鑄裝置2設(shè)置在焙燒爐I的通道3出口偵U。
[0030]所述的導(dǎo)軌12下方設(shè)有風(fēng)冷通道13。
[0031]所述的焙燒爐I的側(cè)壁設(shè)有燃燒器14，風(fēng)冷通道13的一端與燃燒器14的供風(fēng)系統(tǒng)相通。
[0032]所述的導(dǎo)軌12內(nèi)部設(shè)有水冷管15。
[0033]所述的焙燒爐I的截面呈倒下的“弓”字形，焙燒爐I分為兩個燃燒腔室16，兩個燃燒腔室16通過通道3相連通。鏈板式傳送帶7在行進過程中，延長型殼10的加熱時間，同時還能保證自動化生產(chǎn)的連續(xù)性。
[0034]所述澆鑄裝置2包括中頻爐18、減速箱19及伺服電機20，伺服電機20控制中頻爐18按固定角度轉(zhuǎn)動并控制中頻爐18的傾斜角度，中頻爐18下方設(shè)有漏斗21，漏斗21內(nèi)設(shè)有監(jiān)測澆鑄液面的光控器22。
[0035]所述的鏈板式傳送帶7包括多個鏈板23，鏈板23內(nèi)端呈梯形，鏈板23連接在鏈條6上，所述的隔熱板9為階梯狀，隔熱板9連接在鏈板23上，相鄰的兩個隔熱板9的階梯相對，在主動鏈輪4和被動鏈輪5的回轉(zhuǎn)處相鄰鏈板23之間的內(nèi)端兩側(cè)相貼合，相鄰隔熱板9的內(nèi)端相互搭接。
[0036]所述的焙燒爐I的通道3出口與澆鑄裝置2之間設(shè)置有3-4個定位盤11的工位，且在該工位處設(shè)有保溫通道24。
[0037]所述的定位盤11上設(shè)有火焰通道17，火焰通道17貫通至型殼10底部。
[0038]所述的火焰通道17沿定位盤11的徑向設(shè)置且其入口開在定位盤11的圓周側(cè)。
[0039]由于采取上述技術(shù)方案，將待焙燒的型殼10放置在通道3的進口處鏈板式傳送帶7上的定位盤11內(nèi)，本實施例采用人工放置，鏈板式傳送帶7沿著順時針方向輸送，擺放間隔時間為30分鐘左右。型殼10隨著鏈板式傳送帶7進入焙燒爐I內(nèi)，每一個型殼10在焙燒爐I內(nèi)焙燒25-30分鐘，使型殼10焙燒到1100°C左右，鏈板式傳送帶7的輸送速度及節(jié)拍可以按工藝設(shè)定，輸送出來的型殼10在通道3的出口處緊接著就進行澆鑄，型殼10的溫降較小，且多個型殼10的溫差較小，能夠保持較高的一致性，鑄造工藝穩(wěn)定，能夠確保鑄造零件的質(zhì)量。同時，澆注時間可以由PLC控制設(shè)定，進行自動化澆鑄，以取得最佳的一次性澆注時間，澆注時間的一致性也非常高，所以，能夠有效提高鑄造成品率，實驗表明成品率高達百分之九十九以上。
[0040]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比較具有以下優(yōu)點:
1.由于在型殼10焙燒和澆鑄的過程中不需要打開焙燒爐I的爐門，爐膛里的熱量不會向外傳傳導(dǎo)和輻射，保持爐膛里的溫度穩(wěn)定，使得熱效率大大提高，使型殼10的加熱時間縮短15分鐘左右，采用了該自動化生產(chǎn)線，可以節(jié)約能源消耗40%以上，減少環(huán)境污染，杜絕工人的職業(yè)病的發(fā)生，經(jīng)濟效益和社會效益實現(xiàn)了最大化。
[0041]2.保證了型殼10的焙燒和澆鑄的連貫性，避免型殼10在人工移動過程中的熱量散發(fā)，提聞了熱效率，節(jié)能環(huán)保。
[0042]3.采用PLC編程控制，編程方便，型殼10的焙燒時間及液態(tài)金屬的澆鑄時間能夠設(shè)定到最佳值，提高了工作效率4倍以上，節(jié)約加工時間減少了大量人工操作。同時，解決了以往鑄件的厚大斷面存在宏觀偏析、晶粒粗大等問題，較好地提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0043]4.隔熱板9阻隔了爐膛里的明火向下熱輻射及熱傳導(dǎo)，提高了熱效率，保證設(shè)備順利運行，節(jié)約了能源。
[0044]5.采用光控器22，確保澆注的液態(tài)金屬量，使得液態(tài)金屬用量恰當好處，同時，采用澆注角度遞進控制，對澆注量進行雙保險控制，確保澆注安全，比人工澆注節(jié)省用量5%左右。如果萬一遇到型殼10有裂紋的情況，出現(xiàn)液態(tài)金屬外漏時，光控器22能夠及時捕捉該信息并停止對這個型殼10的澆鑄，這個廢品型殼10通過后，再對下一個型殼10進行澆鑄，已經(jīng)進入帶裂紋型殼10的液態(tài)金屬通過溢流管子安全排出。
[0045]6.利用風(fēng)冷的余熱，加熱進入爐膛里的空氣，提高了熱效率，做到節(jié)能環(huán)保。還可增設(shè)水冷系統(tǒng)，提高設(shè)備的使用適應(yīng)性。
[0046]7.定位盤11設(shè)計成多孔的結(jié)構(gòu)，使得焙燒爐I中的火焰能夠通過火焰通道25進入型殼10底部，使型殼10加熱更加均勻，保證型殼10的焙燒質(zhì)量。
[0047]8.型殼10按時間歇性進入到焙燒爐I內(nèi)，避免了人工操作時完全打開爐門，將型殼10—起放，而使焙燒爐I內(nèi)溫度較低；本發(fā)明中焙燒爐I內(nèi)的溫度變化較小，能夠使型殼10快速被加熱，節(jié)省了型殼10的加熱時間，提高了生產(chǎn)率，同時，型殼10中所含的水蒸汽能夠較好的排除，保證了型殼10的焙燒和澆鑄質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，包括焙燒爐(1)及澆鑄裝置(2)，其特征在于:所述的焙燒爐(1)的下部設(shè)有貫穿的通道(3)，焙燒爐(1)的一側(cè)設(shè)有型殼輸送裝置，所述的型殼輸送裝置包括主動鏈輪(4)、被動鏈輪(5)、鏈條(6)、鏈板式傳送帶(7)及鏈條驅(qū)動裝置(8)，鏈板式傳送帶(7)連接在鏈條(6)的上端，鏈板式傳送帶(7)上依次設(shè)有隔熱板(9)及放置型殼(10)的定位盤(11)，鏈條(6)由鏈條驅(qū)動裝置(8)驅(qū)動循環(huán)運轉(zhuǎn)并帶動鏈板式傳送帶(7)、隔熱板(9)及定位盤(11)從焙燒爐(1)的通道(3) —端進入、另一端穿出，所述通道(3)的進口和出口均與型殼(10)之間柔性密封，所述通道(3)的下部設(shè)有支撐鏈板式傳送帶(7)的導(dǎo)軌(12);所述的澆鑄裝置(2)設(shè)置在焙燒爐⑴的通道(3)出口偵U。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的導(dǎo)軌(12)下方設(shè)有風(fēng)冷通道(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的焙燒爐(I)的側(cè)壁設(shè)有燃燒器(14)，風(fēng)冷通道(13)的一端與燃燒器(14)的供風(fēng)系統(tǒng)相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的導(dǎo)軌(12)內(nèi)部設(shè)有水冷管(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的焙燒爐(1)的截面呈倒下的“弓”字形，焙燒爐(I)分為兩個燃燒腔室(16)，兩個燃燒腔室(16)通過通道(3)相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述澆鑄裝置⑵包括中頻爐(18)、減速箱(19)及伺服電機(20)，伺服電機(20)控制中頻爐(18)按固定角度轉(zhuǎn)動并控制中頻爐(18)的傾斜角度，中頻爐(18)下方設(shè)有漏斗(21)，漏斗(21)內(nèi)設(shè)有監(jiān)測澆鑄液面的光控器(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的鏈板式傳送帶(7)包括多個鏈板(23)，鏈板(23)內(nèi)端呈梯形，鏈板(23)連接在鏈條(6)上，所述的隔熱板(9)為階梯狀，隔熱板(9)連接在鏈板(23)上，相鄰的兩個隔熱板(9)的階梯相對，在主動鏈輪(4)和被動鏈輪(5)的回轉(zhuǎn)處相鄰鏈板(23)之間的內(nèi)端兩側(cè)相貼合，相鄰隔熱板(9)的內(nèi)端相互搭接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的焙燒爐⑴的通道⑶出口與澆鑄裝置⑵之間設(shè)置有3-4個定位盤(11)的工位，且在該工位處設(shè)有保溫通道(24)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的定位盤(11)上設(shè)有火焰通道(17)，火焰通道(17)貫通至型殼(10)底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熔模精密鑄造自動化生產(chǎn)線，其特征在于:所述的火焰通道(17)沿定位盤(11)的徑向設(shè)置且其入口開在定位盤(11)的圓周側(cè)。
【文檔編號】B22C9/04GK103962544SQ201410233438
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】沈偉, 沈永松 申請人:溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院