CN217044590U - 大马力v型柴油机缸体铸件自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是铸造技术领域的一种大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，包括造型工部、制芯工部、合箱工部、浇注与冷却工部和落砂工部，其中，造型工部用于制备上下模型，制芯工部用于制备型芯，合箱工部用于型芯和中箱与上下模型的安装合箱，浇注与冷却工部用于铸件的浇注和冷却，落砂工部用于脱模取出铸件。本实用新型通过将各个工部整合到一条生产线上，并通过各个工部内部的循环以及外部的连接周转实现了铸件的连续稳定生产，大幅度降低了人工操作的强度，提高了生产效率，同时自动化生产线还避免了由人员带来的不确定因素，降低了产生质量缺陷的风险，提高了砂型、砂芯以及合箱的精度及稳定性。

Description

大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线

技术领域

本实用新型涉及铸造技术领域，尤其涉及一种大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线。

背景技术

目前国内的小型汽车缸体铸件可采用自动化生产线生产且可实现大批量生产，但此生产线仅适用小尺寸的铸件，同时对铸造工艺方法有着局限性。通过调查发现，国内采用树脂砂来生产1-5吨的大马力柴油机发动机缸体的厂家还没有。随看企业的发展和市场经济的需求，人们对大马力柴油机的需求越来越强烈，但目前对于中大型柴油机缸体的铸造过程仍以人工为主机械为辅的方式进行操作，其操作流程通常为：人工摆放模具、冷铁；人工根据砂温调整树脂和固化剂比例，启动混砂机混制型、芯砂，填入砂子后需要人工紧实，砂型固化后采用手工涂刷涂料，行车辅助人工完成组芯、合箱、浇注、开箱等。这种方式的存在导致工作效率低、产品质量差、工时成本高、安全无法保障、占用场地过大使烟尘无法有效收集处理等问题。

实用新型内容

为克服现有大马力V型柴油机发动机缸体铸造过程存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种可提高制造效率，降低生产成本的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，包括造型工部、制芯工部、合箱工部、浇注与冷却工部和落砂工部；

所述造型工部包括三条平行布置的造型线以及沿造型线布置的造型机具，三条造型线的首尾端分别通过第一辊道和第二辊道相连形成一条S形的生产线；

所述制芯工部包括平行布置的制芯线和送芯线，所述制芯线上设有制芯机具，制芯线的尾部与送芯线的头部之间设有砂芯储存库，送芯线的尾部与制芯线的头部之间通过第三辊道相连；

所述合箱工部包括平行布置的下芯工位线和合箱工位线以及分别布置在下芯工位线和合箱工位线上的下芯机具和合箱机具，所述下芯工位线与送芯线平行，所述下芯机具位于下芯工位线与送芯线之间，所述下芯工位线的头部与造型工部生产线的尾部对齐相连，下芯工位线的尾部与合箱工位线的头部之间通过第四辊道相连；

所述浇注与冷却工部包括平行布置的浇注线、缓存线和冷却线，在靠近浇注线尾部的区域设有浇注平台，所述浇注线和缓存线的头部均通过第五辊道与合箱工位线的尾部相连，所述浇注线和缓存线的尾部通过第六辊道与冷却线的头部相连，冷却线的尾部与第五辊道相连；

所述落砂工部包括设置在第五辊道与冷却线尾部相对的一侧的落砂机具和转运机具。

进一步的是，所述造型工部的三条造型线依次对应造型工位、修型及表干工位和烘干工位，所述造型机具包括造型底板和位于造型工位的震实台，位于造型工位与修型及表干工位之间的混砂机，位于修型及表干工位的翻转起模机，以及位于烘干工位的流涂机和表干炉。

进一步的是，所述造型工部与落砂工部之间还设有型板转运辊道，所述型板转运辊道的头部位于第五辊道的旁侧，尾部位于造型工部的翻转起模机旁侧，所述翻转起模机旁侧还设有第七辊道通向造型工位的型板准备区。

进一步的是，所述制芯工部的制芯机具包括依次设置在制芯线上的冷芯盒制芯机、浸涂机器人、混砂机、震实台和砂芯表干炉，所述立体砂芯储存库的旁侧还设有备用砂芯储存库。

进一步的是，所述合箱工部的下芯机具包括悬臂吊，所述合箱机具包括中箱板、混砂机、链式合箱机和浇口盆。

进一步的是，所述合箱工位线的旁侧还并列设置有一条中箱返回线，所述中箱返回线的头部位于落砂工部区域，尾部位于合箱工位的套中箱工位旁侧。

进一步的是，所述浇注与冷却工部的浇注平台旁侧设有电炉熔炼系统和浇注包转运系统，所述浇注与冷却工部的缓存线为可双向运行的惰性辊道线，所述冷却线包括至少三条冷却辊道线。

进一步的是，所述落砂工部的落砂机具包括落砂机、斗提机、皮带输送机、破碎机、砂温调节器、砂再生机和砂库，所述转运机具包括铸件输送平车和AGV小车，AGV小车的运行路线为从落砂工部区域到造型工部的型板准备工位。

进一步的是，还包括环保除尘系统，所述环保除尘系统包括依次设置在靠近冷却线外墙外面的浇注段除尘系统、冷却段除尘系统和VOC处理装置，以及位于落砂工部外围外面的再生除尘装置和再生水系统。

进一步的是，所述造型工部、制芯工部、合箱工部、浇注与冷却工部和落砂工部中的电器设备均带有PLC控制系统，系统各单元点、位通过统一的通信协议连入MES系统，MES系统对各独立设备设施的电气开关控制，实现对整个生产线的自动化、数字化控制。

本实用新型的有益效果是：通过将生产大马力V型柴油机缸体铸件的各个工部整合到一条生产线上，大幅度降低了人工操作强度，提高了生产效率，相比原来人工进行手工操作，每班8小时只能合箱6个柴油机缸体，但应用自动化生产线可以实现每班合箱30-32件的量能，效率比原来提高了400％，同时自动化生产线还避免了由人员带来的不确定因素，降低了产生质量缺陷的风险，提高了砂型、砂芯以及合箱的精度及稳定性。

附图说明

图1是本实用新型整条生产线的布置示意图。

图中标记为，1-造型工部，11-造型线，12-第一辊道，13-第二辊道，14-震实台，15-混砂机，16-翻转起模机，17-流涂机，18-表干炉，19-第七辊道，2-制芯工部，21-制芯线，22-送芯线，23-砂芯储存库，24-第三辊道，25-冷芯盒制芯机，26-浸涂机器人，27-砂芯表干炉，28-备用砂芯储存库，3-合箱工部，31-下芯工位线，32-合箱工位线，33-第四辊道，34-悬臂吊，35-链式合箱机，36-中箱返回线，4-浇注与冷却工部，41-浇注线，42-缓存线，43-冷却线，44-浇注平台，45-第五辊道，46-第六辊道，47-电炉熔炼系统，48-钢包转运系统，5-落砂工部，51-落砂机，52-砂再生机，53-铸件输送平车，54-AGV小车，6-型板转运辊道，71-浇注段除尘系统，72-冷却段除尘系统，73-VOC处理装置，74-再生除尘装置，75-再生水系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，包括造型工部1、制芯工部2、合箱工部3、浇注与冷却工部4和落砂工部5；

所述造型工部1包括三条平行布置的造型线11以及沿造型线布置的造型机具，三条造型线11的首尾端分别通过第一辊道12和第二辊道13相连形成一条S形的生产线；

所述制芯工部2包括平行布置的制芯线21和送芯线22，所述制芯线21上设有制芯机具，制芯线21的尾部与送芯线22的头部之间设有砂芯储存库23，送芯线22的尾部与制芯线21的头部之间通过第三辊道24相连；

所述合箱工部3包括平行布置的下芯工位线31和合箱工位线32以及分别布置在下芯工位线31和合箱工位线32上的下芯机具和合箱机具，所述下芯工位线31与送芯线22平行，所述下芯机具位于下芯工位线31与送芯线22之间，所述下芯工位线31的头部与造型工部1生产线的尾部对齐相连，下芯工位线31的尾部与合箱工位线32的头部之间通过第四辊道33相连；

所述浇注与冷却工部4包括平行布置的浇注线41、缓存线42和冷却线43，在靠近浇注线41尾部的区域设有浇注平台44，所述浇注线41和缓存线42的头部均通过第五辊道45与合箱工位线32的尾部相连，所述浇注线41和缓存线42的尾部通过第六辊道46与冷却线43的头部相连，冷却线43的尾部与第五辊道45相连；

所述落砂工部5包括设置在第五辊道45与冷却线43尾部相对的一侧的落砂机具和转运机具。

具体的，

所述造型工部1的三条造型线11依次对应造型工位、修型及表干工位和烘干工位，所述造型机具包括造型底板和位于造型工位的震实台14，位于造型工位与修型及表干工位之间的混砂机15，位于修型及表干工位的翻转起模机16，以及位于烘干工位的流涂机17和表干炉18。

所述制芯工部2的制芯机具包括依次设置在制芯线21上的冷芯盒制芯机25、浸涂机器人26、混砂机、震实台和砂芯表干炉27，所述砂芯储存库23的旁侧还设有备用砂芯储存库28。

所述合箱工部3的下芯机具包括悬臂吊34，所述合箱机具包括中箱板、混砂机、链式合箱机35和浇口盆。

所述落砂工部5的落砂机具包括落砂机51、斗提机、皮带输送机、破碎机、砂温调节器、砂再生机52和砂库，所述转运机具包括铸件输送平车53和AGV小车54，AGV小车54的运行路线为从落砂工部5区域到造型工部1的型板准备工位。

整个生产线的运行过程是：

1、造型：首先在型板准备区将模具安装在造型底板上，然后送到混砂机工位，填入呋喃树脂砂，最后启动震实台14完成砂型制作。制作好的砂型继续通过第一辊道12上的转运小车和环形线送往翻转起模机16实现外模砂箱与造型底板分离。翻转分型起模后的外模置于浇注底板上并送往修型工位和预表干工位，然后通过第二辊道13上的运转小车将外模送入流涂机17，完成外模表面流涂工艺。最后进入表干炉18进行砂型烘干，完成整个外模的造型。在制作时间隙性制造上、下箱模型，即制造一个上箱模型后制造一个下箱模型。

2、制芯：芯盒模具预先被固定在冷芯盒射芯机25上，制芯机自动射入树脂砂填充芯盒，并吹入三乙胺固化后完成制芯工作。砂芯通过机动辊道和移除工位转运到制芯线上。在制芯线上先通过冷芯检查工位进行检查砂芯质量，然后流转到下一工位，由浸涂机器人26完成自动浸涂。浸涂机器人浸涂完成后，对砂芯表面的流痕、堆积等涂料进行人工清理，最后进入砂芯表干炉27烘干。烘干后的砂芯通过转运小车将砂芯送至立体砂芯储存库23存放。待用砂芯通过送芯线22上的辊道送出，供下一工序使用。

3、合箱：下芯工位线31上的旋转转运小车承接由造型工部1的冷却工位流转过来的外模砂型，并在约40米长的下芯工位线31上完成下芯操作。具体过程是由悬臂吊34将送芯线22上的砂芯吊运并组装在下箱砂型里。下芯完成后，由第四辊道33上的转运小车输送到套中箱工位，在此处完成套中箱，然后往中箱内填入树脂砂，完成中箱的充砂工作。接着在下一工位通过链式合箱机35完成上箱的合箱，以及浇口盆的安装及锁箱流程。最后再通过辊道输送机送往第五辊道45。

4、浇注与冷却：合完箱的砂型通过第五辊道45上的液压推行小车转运到浇注线41上，并到达浇注工位完成铁水的浇注。浇注后的产品由第六辊道46上的液压推行小车依次送往冷却线43进行冷却。冷却完成后的砂箱再由第五辊道45上的液压推行小车送至落砂工部5的待开箱工位。在未开炉的情况下，第五辊道45上的液压推行小车可先将合箱后的砂型送往缓存线42进行存储，如存储工位不够，可由第六辊道46上的液压推行小车将先期先存储在缓存线42上的砂型先送往冷却线43存储。

5、落砂处理系统：到达冷却工艺制定的时间后，行车将带有铸件的砂箱吊至落砂机处开箱，取出铸件并送至铸件输送平车53，由铸件输送平车53转运至原有的打磨清理车间。启动落砂机51对砂型进行落砂处理使砂箱与树脂砂块分离，树脂砂块经过破碎机破碎后，通过斗提机、输送机等设备输送到砂再生机52，完成对树脂砂的再生及循环利用。再生后的树脂砂储存在再生砂库，由气力设备及输送管道送往车间内各混砂机点位进行循环使用。在砂处理区开完的上砂箱和下砂箱，由AGV小车54自动运转至造型区的砂箱存放工位，并自动存放待用。

在造型工部1，翻转起模机16需要将外模从造型底板上翻转到浇注底板上，为了实现生产线中浇注底板的循环使用，所述造型工部与落砂工部之间还设有型板转运辊道6，所述型板转运辊道6的头部位于第五辊道45的旁侧，尾部位于造型工部1的翻转起模机16旁侧，在落砂工部5完成砂处理后的浇注底板通过型板转运辊道6返回到造型工位进行造型准备工作。为避免影响到其它辊道，所述型板转运辊道6可采用地下坑道的结构形式。此外，为了方便造型底板的循环利用，在所述翻转起模机16旁侧还设有第七辊道19通向造型工位1的型板准备区。

同样的，为了实现中箱的循环利用，在所述合箱工位线32的旁侧还并列设置有一条中箱返回线36，所述中箱返回线36的头部位于落砂工部5区域，尾部位于合箱工位的套中箱工位旁侧。

对于浇注与冷却工部4，本申请提供了以下优选方案：为了方便浇注工位的浇注作业，在所述浇注与冷却工部4的浇注平台44旁侧设有电炉熔炼系统47和浇注包转运系统48。为了方便缓存线42上的砂型转运，所述浇注与冷却工部4的缓存线42采用可双向运行的惰性辊道线。为了能储存更多的待浇注砂型，以及便于铸件冷却，所述冷却线43包括至少三条冷却辊道线。

进一步的，考虑生产现场的环保要求，本申请还设置了环保除尘系统，所述环保除尘系统包括依次设置在靠近冷却线外墙外面的浇注段除尘系统71、冷却段除尘系统72和VOC处理装置73，以及位于落砂工部5外围外面的再生除尘装置74和再生水系统75。

为了实现整条生产线的自动化生产，所述造型工部1、制芯工部2、合箱工部3、浇注与冷却工部4和落砂工部5中的电器设备均带有PLC控制系统，系统各单元点、位通过统一的通信协议连入MES系统，MES系统对各独立设备设施的电气开关控制，实现对整个生产线的自动化、数字化控制。

下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一：

按照本实用新型的上述自动化生产线对美国某型号的中型柴油机缸体进行铸造生产，包括以下步骤：

步骤一：造上、下模型：在型板准备区将该柴油机缸体上、下模固定于造型底板上，套入2800*1500*500的砂箱，调整混砂机中的树脂和固化剂比例，树脂比例为砂子加入量的1％-1.2％，固化剂为树脂加入量的35-50％，开启混砂机，混砂机自动混砂，往砂箱中填入型砂，启动震实台振实砂型。砂型固化后送往翻转起模机实现外模砂箱与造型底板分离，砂型外模翻转到浇注底板上，被送往修型工位去除砂型飞边毛刺，再延线进入预表干工位，造型底板随第七辊道上的运转小车回到型板准备区处循环使用，外模继续通过转运小车完成外模砂型流涂及烘干。

步骤二：制芯：制芯工序可以与造型工序同时进行，芯盒模具预先被固定在射芯机上，制芯机自动射入树脂砂填充芯盒，并吹入三乙胺固化后完成制芯工作。砂芯通过机动辊道转运到砂芯流转线并检查砂芯质量，流转小车将砂芯运送至浸涂工位由机器人完成自动浸涂。机器人浸涂完成后进入砂芯表干炉烘干。烘干后的砂芯通过转运小车送至砂芯储存库存放。

步骤三：下芯合箱：外模通过转运小车被送至合箱工部，通过悬臂吊将砂芯吊运至合箱工位，按照工艺文件依次组装在下箱砂型里。下芯完成后，下箱继续流转，在套中箱位置完成填砂操作并待其固化。机动辊道继续流转至合箱机处完成上箱的合箱工作。并由人工操作悬臂吊完成上浇口盆及锁箱操作。液压推行小车将合箱后的砂型流转到浇注工部等待浇注。

步骤四：熔炼浇注及冷却：采用2台10吨应达熔炼炉进行熔炼铁液，并在炉前完成孕育和球化处理，通过行车吊运的方式将铁液吊至浇注工部，对合完箱的砂型进行浇注。浇注后的产品由液压推行小车依次送往冷却线。冷却完成的砂箱液压推行小车送至待开箱工位，浇注底板通过型板转运辊道送至造型工部进行循环。

步骤五：铸件到达冷却工艺时间后，行车将带有铸件的砂箱吊至落砂机处开箱，取出铸件并送至输送平车，由平车转运至原有的打磨清理车间。启动落砂机对砂型进行落砂处理使砂箱与树脂砂块分离，砂箱由AGV小车自动运转至造型区的砂箱存放工位，并自动存放待用，树脂砂块经过破碎机破碎后，通过斗提机、输送机等设备输送到砂再生系统，完成对树脂砂的再生及循环利用。再生后的树脂砂储存在再生砂库，由气力设备及输送管道送往车间内各混砂机点位进行循环使用。在落砂过程中，产生的烟雾和粉尘，会通过安装在车间墙外的除尘设备、冷却水循环系统进行处理，充分保证了环保的要求。

本实用新型通过将生产大马力V型柴油机缸体铸件的各个工部整合到一条生产线上，大幅度降低了人工操作强度，提高了生产效率，相比原来人工进行手工操作，每班8小时只能合箱6个柴油机缸体，但应用自动化生产线可以实现每班合箱30-32件的量能，效率比原来提高了400％，同时自动化生产线还避免了由人员带来的不确定因素，降低了产生质量缺陷的风险，提高了砂型、砂芯以及合箱的精度及稳定性。具有很好的实用性和应用前景，为我国生产相关类型、重量的零部件打下了坚实基础。

Claims (10)

1.大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：包括造型工部(1)、制芯工部(2)、合箱工部(3)、浇注与冷却工部(4)和落砂工部(5)；

所述造型工部(1)包括三条平行布置的造型线(11)以及沿造型线布置的造型机具，三条造型线(11)的首尾端分别通过第一辊道(12)和第二辊道(13)相连形成一条S形的生产线；

所述制芯工部(2)包括平行布置的制芯线(21)和送芯线(22)，所述制芯线(21)上设有制芯机具，制芯线(21)的尾部与送芯线(22)的头部之间设有立体砂芯储存库(23)，送芯线(22)的尾部与制芯线(21)的头部之间通过第三辊道(24)相连；

所述合箱工部(3)包括平行布置的下芯工位线(31)和合箱工位线(32)以及分别布置在下芯工位线(31)和合箱工位线(32)上的下芯机具和合箱机具，所述下芯工位线(31)与送芯线(22)平行，所述下芯机具位于下芯工位线(31)与送芯线(22)之间，所述下芯工位线(31)的头部与造型工部生产线的尾部对齐相连，下芯工位线(31)的尾部与合箱工位线(32)的头部之间通过第四辊道(33)相连；

所述浇注与冷却工部(4)包括平行布置的浇注线(41)、缓存线(42)和冷却线(43)，在靠近浇注线(41)尾部的区域设有浇注平台(44)，所述浇注线(41)和缓存线(42)的头部均通过第五辊道(45)与合箱工位线(32)的尾部相连，所述浇注线(41)和缓存线(42)的尾部通过第六辊道(46)与冷却线(43)的头部相连，冷却线(43)的尾部与第五辊道(45)相连；

所述落砂工部(5)包括设置在第五辊道(45)与冷却线(43)尾部相对的一侧的落砂机具和转运机具。

2.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述造型工部(1)的三条造型线(11)依次对应造型工位、修型及表干工位和烘干工位，所述造型机具包括造型底板和位于造型工位的震实台(14)，位于造型工位与修型及表干工位之间的混砂机(15)，位于修型及表干工位之间的翻转起模机(16)，以及位于烘干工位之前的流涂机(17)和终表干炉(18)。

3.如权利要求2所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述造型工部(1)与落砂工部(5)之间还设有型板转运辊道(6)，所述型板转运辊道(6)的头部位于第五辊道(45)的旁侧，尾部位于造型工部(1)的翻转起模机(16)旁侧，所述翻转起模机(16)旁侧还设有第七辊道(19)通向造型工位的型板准备区。

4.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述制芯工部(2)的制芯机具包括依次设置在制芯线(21)上的冷芯盒制芯机(25)、浸涂机器人(26)、混砂机、震实台和砂芯表干炉(27)，所述立体砂芯储存库(23)的旁侧还设有备用砂芯储存库(28)。

5.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述合箱工部(3)的下芯机具包括悬臂吊(34)，所述合箱机具包括中箱板、混砂机、链式合箱机(35)和浇口盆。

6.如权利要求5所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述合箱工位线(32)的旁侧还并列设置有一条中箱返回线(36)，所述中箱返回线(36)的头部位于落砂工部(5)区域，尾部位于合箱工位的套中箱工位旁侧。

7.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述浇注与冷却工部(4)的浇注平台(44)旁侧设有电炉熔炼系统(47)和浇注包转运系统(48)，所述浇注与冷却工部(4)的缓存线(42)为可双向运行的惰性辊道线，所述冷却线(43)包括至少三条冷却辊道线。

8.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述落砂工部(5)的落砂机具包括落砂机(51)、斗提机、皮带输送机、破碎机、砂温调节器、砂再生机(52)和砂库，所述转运机具包括铸件输送平车(53)和AGV小车(54)，AGV小车(54)的运行路线为从落砂工部(5)到造型工部(1)的型板准备工位。

9.如权利要求1所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：还包括环保除尘系统，所述环保除尘系统包括依次设置在靠近冷却线外墙外面的浇注段除尘系统(71)、冷却段除尘系统(72)和VOC处理装置(73)，以及位于落砂工部外围外面的再生除尘装置(74)和再生水系统(75)。

10.如权利要求1-8任意一项所述的大马力V型柴油机缸体铸件自动化生产线，其特征是：所述造型工部(1)、制芯工部(2)、合箱工部(3)、浇注与冷却工部(4)和落砂工部(5)中的电器设备均带有PLC控制系统，系统各单元点、位通过统一的通信协议连入MES系统，MES系统对各独立设备设施的电气开关控制，实现对整个生产线的自动化、数字化控制。

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