Z145造型机

  该机适合中小型铸造企业利用，投资少、见效快、操作简单、灵活，大幅低落工人劳动强度
  该机型分顶箱弹压式、气垫微震式两种供用选择。
  顶箱弹压式：具有震实、压实、气控气模、微震活摸、压实头反转展转等功效。
  气垫微震式：该机接纳气垫微震缓冲原理，有效低落呆板的破坏，进步压实力
  一、问题的提出
  液压传动技能是一门新学科，由于它功率大、反应快、动作准、易控制，如今得到了迅速的发展和遍及的应用。作为装备制造业基础的铸造行业，由于斲丧的原材料以不可再生的资源为主等缘故原由，招致该行业属于能耗高，污染大，劳动力麋集行业。所以如何完成装备的节能性更优，环保性更好，消费效率更高是摆在铸机行业眼前的最大课题。《铸造行业“十二五”发展规划》中，国度的微观调解政策是：“在实行行业准入中促进行业布局优化，到2015年，使铸造企业从如今的3万家淘汰到2万家，到2020年再淘汰1万家，最终把企业数量控制在1万家以内”。结论很明白，前程很清晰，铸造企业不创新，不升级就必定会被政策与市场合淘汰。同时铸造机械必需更新换代，跟上天下铸造财产的发展步调，这将大大激发市场对高等铸造机械的需求增加。
  该产品针对国内外现有铸造技能上的不敷及造型历程中存在型砂外走漏、砂型紧实度不敷的问题，所造砂型在高速运转的前提下容易发生砂型停位时的末了打击招致的砂型塌陷，砂型变形，在推出历程中容易发生砂型塌陷的问题，针对进口产品造价较高一般客户比较难以担当，利用历程中的维护困难等问题。积极研发我们的自主知识产权技能和产品，包管该产品无论在产品技能，产品性能，产品的性价比上都凌驾国外同类产品，完全替换进口。其制造成本和市场销售代价将控制在进口产品的50%以内。为此我公司结合市场的需求并基于我公司较强的专业技能实力，决定研发具有自主知识产权的国内首套FSM型系列液压伺服控制全主动造型机。
  二、方案设计和技能参数简直定
  如今金属铸造成型还是零件毛坯消费的重要方法，在产业消费中得到遍及的应用，在机械制造产业中占有重要职位地方。它的工作原理是利用压缩氛围将型砂均匀地射入砂箱预紧实，然后再施加外部压力进行压实。水中分型脱箱射压造型机利用砂箱进行造型，砂型造好后合型脱箱。该机的好处是所造砂型尺寸精度高，下芯比较方便，可完成双工位下芯、消费率高、型砂外泄较少。在参照国外先辈技能参数的前提下，首先遵照如下的技能方案门路：
  1、凭据国际高端铸造机械的技能尺度与国度相干尺度并结合实行室实行效果进行工艺参数分析和机型基本参数制定à结合国外同类制品进行机械布局初步设计à对要害机械布局关键进行盘算机仿真力学分析和运动分析à完成零件机械布局设计。
  2、在过细分析机械设计要求后设计液压系统原理图à经过盘算机仿真对液压原理设计图进行技能分析à对伺服控制震实系统和油缸进行实行室研讨验证à比拟例控制运动系统和油缸进行实行室研讨验证à对伺服电机-泵控变量系统进行实行室研讨确定技能参数à完成液压系统全部设计。
  3、电控原理设计à微压、高频传感技能实行室研讨à完成硬件设
  计à完成软件编程和数控系统的设计à在实验室完成全部电控系统的模仿运行à完成电控系统的设计。
  4、比例压力控制气压阀的方案设计à经过盘算机仿真对气体活动进行技能分析à比拟例控制电气系统进行实行室研讨验证à比拟例压力控制气压阀进行实行室研讨验证à完成全部设计。
  5、参照同类中空密封件的布局进行中空密封件布局设计à经过盘算机仿真对密封件的变形量及受力进行盘算机仿真分析à选择多种原材料制造密封件样件进行实行室验证à完成高寿掷中空涨缩式密封件全部设计。
  在对比国内外造型机技能参数的条件下，我们确定如下的技能参数：
  机型
  目标
  传统震实式造型机
  传统震压式造型 机
  传统压实式造型机
  日本产水中分型脱箱造型机
  我公司研发的FSM型液压伺服控制全主动水中分型脱箱造型机
  消费效率
  （秒／型）
  210
  210
  120
  36
  30
  砂粉外泄
  （kg／H）
  多
  多
  多
  ≤2
  ≤1
  耗电指数（K）
  3
  3
  2
  1
  1
  废品率
  (%)
  ≥10%
  ≥10%
  ≤8%
  ≤3%
  ≤2%
  运行噪声
  （分贝）
  ≥85%
  ≥85%
  ≥80%
  ≤76%
  ≤75%
  旧砂回用砂比例(%)
  ≤85%
  ≤85%
  ≤90%
  ≥95%
  ≥95%
  如今我国95%以上的铸造企业都接纳人工震压（实）造型机或压实造型机，和它们相比较我们开辟的全主动造型机节能效果显著，比拟节能参数如下：
  机型
  节 能 点
  人工震压（实）造型机
  压实造型机
  日本进口水中分型脱箱射压造型机
  FSM型全主动造型机
  造型设备用电机功率
  15KW
  15KW
  22KW
  22KW
  单台造型机械产量
  15型/小时
  28型/小时
  100型/小时
  120型/小时
  每型用电量
  1度/型
  0.5度/型
  0.22度/型
  0.2度/型
  我们在选择技能参数时，一是思量国内、国际市场的需求，高出发点定位。二是驻足国情厂情，瞄准天下先辈程度（美国的亨特公司，日本的东久公司），同时要挖掘研发和消费潜力，打造国内技能抢先的高端技能装备消费基地。
  三、技能研制创新点的研发情况
  为了完成我们既定的设计目标，并且在产品性能目标方面凌驾日本及美国的同类机型，在方案设计和技能参数简直定之后，我们动手对具有我们自主知识产权的创新部分展开全力技能攻关，解决了如下问题：
  1、喷射型砂的速率控制：
  自行研发的高速四级液控压缩氛围开关阀，完成四级启齿进行开闭，该机的砂流喷射接纳我们自行研发的高速四级液控压缩氛围开关阀，该阀可在0.1秒内打开、关闭，确保射砂时砂流有充足的打击速率，可大大进步砂型紧实度的均匀性。同时该阀可凭据铸件的外形不同，要求的紧实度不同而分五级启齿进行开闭，以得到砂流不同的喷射速率，得到最适合的紧实度。这些都能大大淘汰砂型的发生塌陷的可能，淘汰因为砂型局部紧实度不敷缺陷招致的铸件废品率，淘汰砂型的制造周期。
  2、液压油缸压实型砂的主动控制：
  自行研发液压伺服压实油缸控制技能。该机的砂型压实接纳了液压伺服油缸控制技能。在砂型压实的历程中该油缸可同时进行频率高达每秒200次（200HZ）的超高频振压，让每一粒砂子都在动态下得到有效压实，可大大进步砂型紧实度的均匀性，淘汰因为砂型局部紧实度不敷缺陷招致的铸件废品率，低落因为砂型缺陷招致的铸件废品率，淘汰砂型的制造周期。
  3、确保砂型反转展转运动缓启缓停，运动快速，精准定位：
  自主研发砂型的垂直翻转、程度反转展转液压比例控制技能。该机砂型的垂直翻转、程度反转展转接纳了液压比例控制技能，完全完成了在高速翻转的基础上同时做到轻拿轻放，可包管在高速运转的前提下不发生砂型停位时的末了打击招致的砂型塌陷、砂芯变形。确保了砂型制造的制品率，也淘汰了砂型的制造周期。
  4、应用盘算机控制技能完成造型全程主动控制：
  自主研发该机电器数字控制系统，完成盘算机模仿屏动态演示设备运行状态并具有故障自诊断功效，零件凭据操作员的设定值全主动运行。该机电器控制系统由模仿屏、IPC、PLC、料位传感元件、地位传感元件、电控开关柜组成数字控制系统。该电器控制系统利用天下最先辈的盘算机控制技能，可完成盘算机模仿屏动态演示设备运行状态并具有故障自诊断功效。零件凭据操作员的设定值全主动运行，只需一个操作员，一个巡检员就可以操作运行。该机电器控制系统具有高牢靠性、高智能化等国际一流的电器控制程度。
  5、完成绿色铸造，防止环境污染：
  自主研发的液压涨缩式密封运动闸板。包管该密封闸板具有良好的密封性。该机射砂口、下压实、上压实密封部接纳了我公司自主研发的液压涨缩式密封运动闸板。该密封闸板具有良好的密封性，所以零件在运行时只有极少的砂粉外泄，外泄量≤1kg／H。
  四、国内外同类机型技能比拟分析
  作为装备制造业基础的铸造行业，由于斲丧的原材料以不可再生的资源为主等缘故原由，招致该行业属于能耗高，污染大，劳动力麋集行业。所以如何完成装备的节能性更优，环保性更好，消费效率更高是摆在铸机行业的最大课题。湿型物理硬化砂型铸造是如今国内、国际应用最广的铸造工艺，在金属铸造约占到整个黑色金属铸造的80%以上。该铸造工艺的顺应性很广，小件、大件，简单件、复杂件，单件、大批量都可接纳。如今国内为该铸造工艺制造浇铸砂型的造型机重要有以下几种：
  1、震实式造型机：
  此种造型机工作原理是砂箱和模样固定在造型机的工作台上﹐利用工作台着落时与砧座撞击面的相撞﹑砂粒的惯性来紧实砂型。这种造型机的好处是设备造价低，操作简单。缺点是砂型上下紧实度不均匀，尤其上部紧实度不敷，噪声严重，工人劳动强度大，消费效率低下，环境污染严重，对厂房基础打击较大。该机已经渐渐被微震压实造型机所代替。
  2、震压式造型机:
  该机的工作原理是对震实的砂型再进行压实，可以得到上下部紧实的砂型。常用的是微震压实式造型机(微震压实式造型机 )是利用工作台着落与浮动的震铁相撞，微震紧实型砂，再进行压实。微震因而较高频率(500～1000次/分)，小振幅(5～25毫米)的振动代替震实式造型机的低频率 (60～120次/分)﹑大振幅的振动。这种造型机的好处是设备造价低，操作简单，所造砂型紧实度基本均匀，对厂房基础要求也较低。缺点是噪声严重，工人劳动强度大，消费效率低下，环境污染较严重。
  3、压实式造型机:
  该机的工作原理是利用气压或液压经过压头或模样对砂箱内的型砂施加压力来紧实型砂。其压强一般为0.25～0.4兆帕。这种造型机﹐使远离施压面的砂型紧实度差。20世纪50年代初呈现了高压造型机﹐砂型立体上的压强在 0.7兆帕以上。高压造型机的压头分为平压头﹑成形压头和多触头压头等几种布局情势。此中以高压多触头造型机应用最为遍及。高压多触头造型机压头分割成许多可上下运动的小方块──触头﹐经过液压缸可得到很大的压实力。压及时﹐各触头按其上面的模样高度(即受压砂层厚度)施加相应的压力﹐使砂型得到很高的﹑均匀的紧实度和硬度。这类造型机都设有微震机构﹐能够顺应复杂模样的造型。高压多触头造型机多接纳四立柱布局﹐有单工位式和双工位式。为了顺应中小批量铸件的消费﹐这种造型机多附有模板快换装置﹐调换模板时﹐造型机不用停机。这种造型机的好处是所造砂型紧实度好。缺点是噪声较严重，工人劳动强度大，消费效率低下，环境污染较严重。
  4、垂直射压式无箱造型机:
  它的工作原理是利用压缩氛围将型砂均匀地射入砂箱预紧实，然后再施加外部压力进行压实。垂直分型无箱射压造型机造型不用砂箱，型砂间接射入带有模板的造型室。该机好处是所造砂型尺寸精度高，因砂箱两面都有型腔，消费率很高。缺点是下芯比较困难，对型砂质量要求十分严格。
  5、水中分型脱箱射压造型机:
  该类机型如今是国际、国内最高真个砂型造型机，如今只有日本新东，日本东久、美国亨特尔可以消费，但因其代价昂贵在我国铸造行业的实际应用也受到很大限制。它的工作原理是利用压缩氛围将型砂均匀地射入砂箱预紧实，然后再施加外部压力进行压实。水中分型脱箱射压造型机利用砂箱进行造型，砂型造好后合型脱箱。该机的好处是所造砂型尺寸精度高，下芯比较方便，可完成双工位下芯、消费率高、型砂外泄较少。缺点是砂型紧实度略有不敷，所造砂型在翻转，推出历程中容易容易塌陷，再一个是造价比较高，一般客户比较难担当。
  人工造型与主动造型节能目标比拟表
  指  标
  节 能 点
  节 能 措 施
  指  标
  淘汰量
  减  少
  用电量
  每型铸件
  节约用砂量
  砂型坚固度高，强度好，砂型外形小。
  -20kg／型
  -1度／型
  每型节约压缩氛围量
  一次射砂、压实成型，不需要多次气压打击震动。
  -2立方／型
  -0.5度／型
  每型节约传送用电量
  间接将砂型上下箱主动合模，然后推至浇铸线，无需多次进行砂箱吊装翻转、传送。
  -0.4度／型
  每型节约新砂混入量
  进步砂型强度后，砂源旧砂含量可以进步。
  -6kg／型
  -0.3度／型
  合   计
  -2.2度／型
  五、技能成果创新点的结论总结：
  查新报告结论是：“经审阅检索效果，在检索范畴内，尚未见与本项目上述特点相同的公然文献报道。本项目的研发和推广对付加快我国高端铸造装备的国产化步调，具有十分重要的实际意义”。它的特点是：在进步了劳动消费效率的同时还满足了环保要求，大大淘汰了铸件的废品率，铸件质量有了很大进步，使铸件消费历程完成了机械化、主动化、环保化、智能化。该产品完成了双工位不停机下芯，造型效率高（单件造型一次仅需三十秒，是人工造型的12-15倍），操作方便安全，消费能力可达年产铸件4000吨。在操作控制方面，人机界面接纳触摸屏操作，PLC控制，起模合模精度高。在消费线的部署上，多种辅机布线情势，机械手主动取放清算套箱压铁机构，可以完成主动浇铸，适合有芯、无芯中小铸件的批量消费。该产品的性能目标完全可替换日本东久、新东公司，美国亨特公司等进口产品，在节能、环保、高效方面凌驾了进口产品。并且市场均匀售价仅是进口设备代价的一半。公司已经完成全部产品的自主设计，2011年10月完成了第一台610X508的机型制造，完成了样机的小试、中试，并且已投入方盛公司铸造车间的消费。
  六、重要经济技能目标及制造工艺、环保安全卫生状况
  1、液压伺服控制全主动造型机重要技能目标
  1、砂型尺寸(宽×高×厚)mm：610×508×145~200
  2、造型速率molds/hr:： 30
  3、射砂压力Mpa：0.25~0.3
  4、下芯工夫 sec： 24
  5、压实比压Mpa：0.4~1.0连续可调
  6、型砂斲丧量t/hr：17~22
  7、最大工作油压Mpa：21
  8、压缩氛围压力Mpa：0.55-0.65
  9、压缩氛围最大斲丧量Nm3/cycle：0.9
  2、造型机消费制造重要工艺流程：
  一、原辅材料重要技能目标表
  序号
  称号
  型号（尺度号）
  性能
  规格
  数量
  备注
  1
  中厚钢板
  GB/T700-2006
  Q235B
  5mm-50mm
  400Kg
  2
  薄钢板
  GB/11253-2007
  Q235A
  0.5mm-2mm
  100Kg
  3
  45圆钢
  GB/T702-2004
  δb≥635MPa
  Φ2-Φ200
  200Kg
  4
  铸钢
  GB/T11352-1989
  ZG200-400
  30mm-100mm
  100Kg
  5
  铸铁
  GB8/T9439-1988
  HT300、HT250
  20mm-300mm
  100Kg
  6
  橡胶
  GB/T5574-1994
  NR
  0.5mm-15mm
  50Kg
  7
  石棉板
  GB/T3985-1995
  拉伸强度≥19MPa
  0.5mm-5mm
  50平方米
  回弹率45%
  老化系数≥0.9
  8
  铜
  GB/T2040-2002
  H62
  Φ5-Φ100
  50Kg
  9
  无缝钢管
  GB/T8162-1999
  耐压20MPa
  Φ6-Φ50
  500米
  二、消费工艺流程
  1、原材料推销：包罗钢板、圆钢、型材、铸钢、铸铁、非金属材料等，推销入厂后全部转至材料库
  2、尺度件推销：包罗螺钉、螺栓、螺母、管接头、轴承等，推销入厂后全部转至配套库
  3、功效件推销：包罗电机、泵、马达、液压阀等，推销入厂后全部转至配套库
  4、电气控制柜推销：电路板、控制屏、靠近开关、PLC等，推销入厂后全部转入电气配套
  5、原材料下料：凭据图纸工艺要求，对种种型材、棒料进行下料
  6、零件加工：用已下料的毛坯料，由车床、刨床、铣床、磨床、锯床、加工中心等加工设备依照图纸和工艺技能要求进行成型加工
  7、布局件焊接：用已下料的种种型材，凭据焊接图纸和焊接工艺，利用焊接设备对各型材进行焊接，对某些重要布局件焊接完成后继续进行时效处理已消除应力
  8、零件、布局件热处理以及表面处理：重要零件、布局件需要进行热处理，包罗渗碳淬火、调质、表面镀硬铬、镀镍、镀锌处理。
  9、零件一次装置：
  ①主机装置：将种种尺度件、加工件、焊接件等零部件凭据零件图纸及装置工艺要求进行装置，并调解各零部件之间的运动间隙，包管各零部件能正常动作
  ②液压站装置：将种种功效元附件凭据液压站装置图进行装置，并将液压站各出口与主机的工作入口进行配管，包管管路通畅雅观
  10、涂装要求：将液压站和主机进行表面涂装的零部件凭据涂装工艺进行处理
  11、二次装置：将全部零部件凭据主机装置图进行装置
  12、实验前预备：将液压站油箱参加液压油，主机电源供电、电气柜供电
  13、实验：凭据实验纲要、检验尺度凭据主机工作步调进行实验，要求各项性能目标和工作参数到达设计技能要求
  14、防锈处理：将外露零部件进行防锈处理
  15、零件包装、发货：将主机、液压站和电气柜进行包装，需要加工的零部件进行加固处理。
  三、造型机消费重要工艺流程图
  3、设备的环保安全卫生状况
  在该产品机械布局部分重要增加了设备的通风除尘设计，充分思量到消费历程的环境掩护，凭据绿色环保的要求进行设计制造，做到无尘消费。造型机工作历程的噪声泉源重要是液压系统油泵及砂型运输的机械传动噪声，是由机械振动孕育发生的，我们在设计制造中已充分思量，在噪声处理上细致推销低噪声的机械设备，对噪声大的设备只管即便接纳关闭式运行方法，使噪声减小到最低限制，并已到达国度划定的环保安全卫生尺度。
  从以上目标性能得出结论：FSM系列液压伺服控制全主动造型机，具有节能、高效、环保的特点。该造型机的机械部件运动快、定位精准，无砂型外泄具有高效节能、环保的特点。同时该造型机所制造的砂型紧实度高并且均匀，用其浇铸出来的铸件废品率低，外形雅观，多少尺寸精度高。是如今在我国我省铸件消费方面最先辈的铸造主动消费线设备。
  七、社会效益、经济效益及推广应用前景
  1、产品的社会效益
  铸造是现代机械制造产业的基础工艺之一，因而铸造机械业的发展标记着一个国度的消费实力。金属铸造成型还是零件毛坯消费的重要方法，在产业消费中得到遍及的应用，如今大多数的铸造企业任然相沿手工造型与半机械化造型消费，消费方法落后，效率低质量差。
  我国铸件产量从2000年起逾越美国已连续12年居天下第一。如今我国有铸造企业3000余家，此中2009年为3500万吨，2010年产量为4000万吨，铸件年产值凌驾4000亿元，铸件产量占天下的2/5之多，已成为天下铸造消费基地。从批量和劳动消费率看，欧、美、日占有很大优势，日本的劳动消费率是人均年产铸件140吨，我国为20吨，相差7倍。在产品质量和消费效率方面，我们远落后于兴旺国度同时也具有很大的发展空间。
  据行业协会统计，如今山西有铸造企业500余家、年产铸件500万吨以上，占国内铸件总产量的12.5%，属于铸件消费大省。
  我公司具有自主知识产权的液压伺服控制全主动造型机研制成功，对付开辟节能、环保、高效的铸造机械在我国铸造财产的转型升级，调解财产布局方面显得尤为重要，对付加快我国高端铸造装备的国产化步调具十分重要的实际意义。
  2、推广应用前景
  为跟上国度的行业微观调控政策步调，在《铸造行业“十二五”发展规划》中，国度的微观调解政策是：“在实行行业准入中促进行业布局优化，到2020年，最终把如今铸造企业的数量由三万家淘汰到一万家以内”。结论很明白，前程很清晰，铸造财产总量要增加，企业家数要淘汰。铸造企业不创新、不升级就必定会被政策与市场合淘汰。因而铸造机械必需更新换代，跟上天下铸造业发展的步调，用创新驱动来完成行业布局调解和转型升级。该机推向市场后将大大进步该类产品在我国铸造企业的应用率，从而大大进步我国砂型铸造的程度。尤其我国如今铸造财产倡导消费环保、倡导绿色铸造，倡导节能高效消费，所以我国铸造企业急需该类国产化产品，该机推向市场后必定将有辽阔的市场应用前景。该装备属于国际上最高真个铸造装备，由于每一台如许的装备可以代替12至15小我私家工造型工，所以在我国如今劳动力匮乏的人力资源环境下，无论从低落产品成本，进步产品质量，进步市场效率来看，该类设备的发展显的尤其重要和急迫，就如今的市场观察来看该类设备的市场需求量极大，据统计，如今该产品国内市场总需求量在3000台以上，年需求量为300台以上。
  3、企业经济效益
  该产品重要应用于金属铸造行业中，具有高消费率、高合型精度、配套投资和运作成本低等特点。2011年国内该类产品的市场需求量在300台/年以上，该项目完成后，我公司将形成年产200台的消费范围，为转变我国大多数铸造企业工艺技能装备的落后面目做出孝敬。随着中国装备制造业的高速发展和装备制造业的国产化率进步，该设备用量每年将以20%的速率增长。当产品达产后，可完成销售支出2亿元，完成新增利税3000万元。
  八、存在问题及革新意见
  随着国内外机械制造业的发展及主动化程度的不停进步，为满足铸造业的消费设备也会不停地更新换代，铸造企业用户对付新一代造型机也增加了更多的选择，我公司将本着用户第一的宗旨，更加注重产品的质量包管，进一步低落消费历程中的噪声，进一步进步砂型的合格率。另外，公司本着不同客户的本性化需求，消费出满足客户的多种系列的造型机以满足社会需求，为市场提供更多更好的适销对路
  的产品。