CN107790685A - 采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法 - Google Patents

采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法 Download PDF

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Abstract

一种采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，所述智能熔组设备由智能结晶器以及结晶器自动组装装置构成，其中智能结晶器是由多个结晶器相互叠加在一起形成的具有多层结构的组合式结晶器；结晶器自动组装装置用于将每个结晶器推动到其适合的位置；先将与自耗电极有公共型腔的L‑1层结晶器先组装好，其余结晶器放置在适合结晶器自动组装装置推动的位置上，等待信号反馈；然后自下而上从第一层开始进行电渣熔铸；重力方向上，当熔渣上部接近第L‑1层结晶器中上部后，结晶器自动组装装置推动第L层结晶器，将第L层与第L‑1层结晶器组装在一起；按此流程结晶器自动组装装置依次将剩余结晶器组装在一起，直至组装完所有结晶器，产品熔铸完毕。

Description

采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法
技术领域
本发明属于电渣熔铸领域，特别提供一种采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，该方法特别适用于无公共型腔“连续变曲面”产品的制备。
背景技术
对无公共型腔“连续变曲面”产品的生产方式有“砂型铸造”、“电渣熔铸+局部锻造”或“电渣熔铸+全部锻造”等。随着产品的优质化，“砂型铸造”的生产方式将逐步被取代，“电渣熔铸+局部锻造”、“电渣熔铸+全部锻造”将渐显重要。但“电渣熔铸+局部锻造”、“电渣熔铸+局部锻造”生产方式在“电渣熔铸”后，还要求要有“锻造”工序，累计附加成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法及其专用设备，该方法特别适用于无公共型腔“连续变曲面”产品的制备，在保证产品质量的基础上能够降低该类产品的制备成本，提高制备效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：所述智能熔组设备由智能结晶器以及结晶器自动组装装置构成，其中智能结晶器是由N个结晶器相互叠加在一起形成的具有N层结构的组合式结晶器，N为大于等于3的自然数，任意相叠加的两层结晶器均有公共型腔；结晶器自动组装装置用于将每个结晶器推动到其适合的位置；具体制备工艺如下：
1)、将与自耗电极有公共型腔的L-1层结晶器先组装好，其余结晶器放置在适合结晶器自动组装装置推动的位置上，等待信号反馈，等待组装；其中L＝2，3……N；
2)、自下而上从第一层开始进行电渣熔铸；
3)、重力方向上，当熔渣上部接近第L-1层结晶器中上部后，结晶器自动组装装置推动第L层结晶器，将第L层与第L-1层结晶器组装在一起；
4)、按此流程结晶器自动组装装置依次将剩余结晶器组装在一起，直至组装完第N层结晶器，产品熔铸完毕。
本发明所述方法采用结晶器自动组装装置推动智能结晶器配合工作，从而达到熔铸过程一直有公共型腔的目的。
本发明所述采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：步骤3)中，当熔渣上部与第L-1层结晶器上部距离为120±80mm时，结晶器自动组装装置推动第L层结晶器进行组装。
本发明所述采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：所述N个结晶器通过凸梯形限位和凹梯形限位相互连接叠加在一起。
本发明还提供了所述方法专用智能熔组设备，其特征在于：所述智能熔组设备由智能结晶器以及结晶器自动组装装置构成；
其中智能结晶器是由N个结晶器通过凸梯形限位和凹梯形限位相互叠加在一起形成的具有N层结构的组合式结晶器，N为大于等于3的自然数，任意相叠加的两层结晶器均有公共型腔。
其中，每层采用的结晶器为对开结构，含有层内及层间的凸梯形限位和凹梯形限位：在现有结晶器上部横法兰板13上加工出垂直方向的上凹梯形限位21，在下部横法兰板18上加工出垂直方向的下凸梯形限位22；结晶器层间在左立法兰板10上加工出水平方向的凸梯形限位23，结晶器层间在右立法兰板11上加工出水平方向凹梯形限位24、可将N层结晶器连为一体。
结晶器自动组装装置集伸缩、升降功能于一体，用于将每个结晶器推动到其适合的位置，包括导柱1、丝杠2a、丝母2b、控制器3、电机4、伸缩升降杆5、激光测位装置6、涡轮7a、蜗杆7b、推动臂8a、连杆8b；其中伸缩升降杆5位于导柱1上，通过丝杠2a和丝母2b控制其在导柱1上的竖直运动；伸缩升降杆5上设有控制器3、电机4、涡轮7a、蜗杆7b、推动臂8a、连杆8b，涡轮7a、蜗杆7b用于控制推动臂8a的水平运动，连杆8b用于调节推动臂8a的宽度和角度；激光测位装置6位于导柱1顶端，用于检测结晶器内熔渣液面高度，当跟踪到液面高度符合要求后，向控制器3提供反馈信号，控制器3进一步控制伸缩升降杆5的运动。
结晶器自动组装装置工作过程如下：
1)自耗电极在L-1层以下有公共型腔的结晶器内正常熔铸。
2)激光测位装置6始终跟踪熔渣液面高度，当跟踪到渣液面距L-1层上部120(±80)mm时，向控制器3提供反馈信号。
3)控制器3接收到激光测位装置6发出的反馈信号后，控制器3发出使电机4转动的指令，带动第L层下法兰板18沿下凸梯形限位22，将第L层结晶器推到第L-1层结晶器正上部；此后控制器3发出使电机4收回力的指令，带动推动臂8a及连杆8b收回。
4)控制器3接收推动臂8a及连杆8b收回的反馈信号后，控制器3令伸缩升降杆5上移至L+1层的推动位置。
5)自耗电极在L-1至L层结晶器组合过程中连续熔铸，直至控制器3接收组装L至L+1层结晶器的反馈信号。
6)控制器3再次接收组装结晶器的反馈信号后，依3)-5)模式将第L+1层结晶器放置到L层结晶器上并反馈信号后，自耗电极连续熔铸，直至控制器再次接收到组装L+2和L+1结晶器的反馈信号。
7)控制器3依6)的模式循环，直至第N层结晶器组装后整个熔铸结束。
各阶段的移动距离可以通过对PLC编程达到精确控制。
其中激光测位装置6配合控制器3的工作原理如下：
当激光测位装置6接收到“熔渣到位”的反馈信号后，控制器3发出使电机4转动以控制推动臂8a精确运动的指令。
本发明所述方法适合制备无公共型腔连续变曲面铸件，如曲轴等产品，具有结晶器灵活性强，生产产品能力升级等优点。
附图说明
图1单个结晶器主视图(半剖视图)。
图2单个结晶器俯视图
图3结晶器A-A剖视图。
图4结晶器B-B剖视图。
图5结晶器C-C剖视图。
图6结晶器自动组装装置结构简图。
图7伸缩升降杆局部示意图。
图8装置工作示意图分步1～2。
图9装置工作示意图分步3～4。
图10装置工作示意图分步5～6。
图11装置工作示意图分步7～8。
图12智能熔组设备结构简图。
其中，1、导柱，2a、丝杠，2b、丝母，3、控制器，4、电机，5、伸缩升降杆，6、激光测位装置，7a、蜗轮，7b、蜗杆，8a、推动臂，8b、连杆，10、左立法兰板，11、右立法兰板，12、结晶器内墙铜板，13、上横法兰板，14、出水管，15、水逢板，16、水套板，17、进水管，18、下横法兰板，21、上凹梯形限位，22、下凸梯形限位，23、凹梯形限位，24、凸梯形限位，25、带走水间隙的筋板，29、水缝，30、水套。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
多拐曲轴的制备：
多拐曲轴电渣熔铸智能结晶器分为14层组合模，每两层均有公共型腔。该14层组合模为14层对开结构，前2层结晶器为有公共型腔的结晶器，预先组合好。其余结晶器与前两层结晶器不具备公共型腔，将每两层间的凸梯形限位和凹梯形限位对准后，沿结晶器自动组装装置侧位放置，不影响自耗电极的下落。此前，自耗电极在结晶器公共型腔内按正常电渣熔铸工艺进行熔铸；熔铸至激光测位装置6发出“熔渣到位”的反馈信号后，PLC给电机4发出指令；电机4带动蜗轮7a、蜗杆7b及推动臂8a使第3层结晶器沿自身下横法兰板18底部的下凸梯形限位22与第2层结晶器自身上横法兰板13顶部的上凹梯形限位21进行组装，组装完毕推动臂8a缩回并上移；按此过程循环，熔铸过程无间断进行，完成第4～14层结晶器组装，以至完成整个熔铸结束，整个流程如图8-11所示。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：所述智能熔组设备由智能结晶器以及结晶器自动组装装置构成，其中智能结晶器是由N个结晶器相互叠加在一起形成的具有N层结构的组合式结晶器，N为大于等于3的自然数，任意相叠加的两层结晶器均有公共型腔；结晶器自动组装装置用于将每个结晶器推动到其适合的位置；具体制备工艺如下：
1)、将与自耗电极有公共型腔的L-1层结晶器先组装好，其余结晶器放置在适合结晶器自动组装装置推动的位置上，等待信号反馈，等待组装；其中L＝2，3……N；
2)、自下而上从第一层开始进行电渣熔铸；
3)、重力方向上，当熔渣上部接近第L-1层结晶器中上部后，结晶器自动组装装置推动第L层结晶器，将第L层与第L-1层结晶器组装在一起；
4)、按此流程结晶器自动组装装置依次将剩余结晶器组装在一起，直至组装完第N层结晶器，产品熔铸完毕。
2.按照权利要求1所述采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：步骤3)中，当熔渣上部与第L-1层结晶器上部距离为120±80mm时，结晶器自动组装装置推动第L层结晶器进行组装。
3.按照权利要求1所述采用智能熔组设备制备无公共型腔铸件的电渣熔铸方法，其特征在于：所述N个结晶器通过凸梯形限位和凹梯形限位相互连接叠加在一起。
4.一种权利要求1所述方法专用智能熔组设备，其特征在于：所述智能熔组设备由智能结晶器以及结晶器自动组装装置构成；
其中智能结晶器是由N个结晶器通过凸梯形限位和凹梯形限位相互叠加在一起形成的具有N层结构的组合式结晶器，N为大于等于3的自然数，任意相叠加的两层结晶器均有公共型腔；
结晶器自动组装装置用于将每个结晶器推动到其适合的位置，包括导柱(1)、丝杠(2a)、丝母(2b)、控制器(3)、电机(4)、伸缩升降杆(5)、激光测位装置(6)、涡轮(7a)、蜗杆(7b)、推动臂(8a)、连杆(8b)；其中伸缩升降杆(5)位于导柱(1)上，通过丝杠(2a)和丝母(2b)控制其在导柱(1)上的竖直运动；伸缩升降杆(5)上设有控制器(3)、电机(4)、涡轮(7a)、蜗杆(7b)、推动臂(8a)、连杆(8b)，涡轮(7a)、蜗杆(7b)用于控制推动臂(8a)的水平运动，连杆(8b)用于调节推动臂(8a)的宽度和角度；激光测位装置(6)位于导柱(1)顶端，用于检测结晶器内熔渣液面高度，当跟踪到液面高度符合要求后，向控制器(3)提供反馈信号，控制器(3)进一步控制伸缩升降杆(5)的运动。
5.按照权利要求4所述专用智能熔组设备，其特征在于：所述结晶器为对开结构。
6.一种权利要求1所述方法在制备无公共型腔连续变曲面铸件方面的应用。
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