铸造生产技术中机械化自动化技术应用及发展

铸造生产技术中机械化自动化技术应用及发展

崔昌友

1导言铸造作为一种新型的铸造工艺，其铸造的铸件尺寸精确度较高，铸件的表面质量好，能大大降低生产成本，优化铸造生产线的设计。随着现代工业的快速发展，铸造生产技术中机械化自动化技术应用及发展得到更广泛的应用，这也对铸造技术提出了更高的要求。本文针对铸造生产技术中机械化自动化技术应用及发展进行了分析，以供参考。2铸造技术发展状况在我国古代，就有了精美的铸品，如出土过大量铸铜器、铸鼎、编钟、剑、刀等等，这都体现了古代劳动人民的勤劳与智慧，也说明了古人有了很好的铸造技术。但是那时生产力相对落后，铸造技术受到限制。在近代，特别是18世纪以后，蒸汽机，纺织机和铁路等工业兴起，使铸件进入为大工业服务期，铸造技术开始有了较大发展。进入20世纪，各行各业的技术进步，要求铸造技术快速提高，同时也为铸造业提供了物质基础，如电子显微镜的发明，帮助人们深入到金属的微观世界，通过观察金相组织，指导铸造生产。在这一时期，开发出大量的性能优越，品种丰富的新型铸造金属材料，如球墨铸铁、可锻铸铁、铜铝、镍合金等，并发明了对灰铸铁进行孕育处理的新工艺，使铸件的实用性更为广泛。直到现在铸造生产的机械化，自动化不断提高，对铸件质量要求更高，检验手段更加先进。3铸造生产技术中机械化自动化技术应用3.1铸件自动化打磨工艺铸件打磨清理主要是指操作工人使用电机带动砂轮（砂带、抛光轮、磨光片等）对铸件的模具分型面、砂芯开裂面等部位进行铸造飞边的清理工作。但是由于不同批次铸件飞边位置的随机性和厚度的不确定性，严重制约了自动化打磨清理作业的发展，而本文采用末端力检测的力控制系统、视觉识别定位技术和机械化自动化技术离线编程技术等解决了以上的问题，同时进一步研究自动化打磨工艺，包括最佳打磨工具选用、打磨工艺参数优化、防爆措施等。其中，打磨工具的选择主要依据各类磨头（陶瓷砂轮磨头、金刚石磨头、硬质合金磨头等）、电动砂带轮、抛光轮以及磨光片等设备对不同镁铝合金材料的去除率、粗糙度等关键指标的作用效果；打磨工艺参数设定是通过多因素、多水平正交实验方法优化轻质镁铝合金毛刺清理及表面抛磨加工工艺参数，主要包括移动速度、接触力、工具倾斜角及主轴转速等；系统设计采用防爆元器件（如防爆电机、防爆LED照明等），在打磨位置附近采用金属防飞溅罩壳，并通过二级水循环粉尘收集系统，避免粉尘的飞扬及堆积，控制粉尘浓度不超过10mg/m3，远离爆炸极限值，将安全隐患消灭在设计阶段。3.2工艺参数大数据系统在工业生产中，无时无刻不在产生数据。生产设备的转速、能耗、温度、物料数据、物流位置和速度等，都是在生产过程中产生的数据。基于机械化自动化技术和外部铸造设备的工艺参数进行采集和分析生产性数据的大数据系统，为铸造工艺设计及模拟优化智能决策提供有力支持。以铝合金车轮铸造为例，生产性工艺数据包括铸造过程的温度参数（模具温度、金属液温度、外部环境温度等）、压力参数（模具内压力、保温炉压力、冷却水压力等）、时间参数（开模时间、冷却时间、保压时间、运转时间等）、速度参数（电机转动速度、液体流速、液压速度等），对这些生产工艺数据应实时监测、实时预警、实时控制，确保数据采集有效可靠。通过对铸造生产中的各种运行设备、检测设备和传感器的数据无缝集成，包括离线数据与在线数据的存储和传输等，所有数据汇总到主控系统，可提供全方位的报表和设备监控供界面管理者做分析决策，最终实现统一管理、及时纠正的高效管理模式。4铸造技术的机械化自动化应用发展现阶段，我国科技力量明显提升，铸造业作为最基础的工业要优先发展。上至航天航空领域，下到舰船航母，从汽车制造业到民生用品等等，没有哪个行业能离开铸造产品，所以铸造工业的机械化、自动化、智能化尤为重要。机械化自动化技术和电子计算机CAD，计算机CAM在铸造业日益广泛应用。铸造工艺中大量工作，实现“无人”操作。比如造型实现造型现代化，还有合型，下芯，浇注，落砂清理等方面也可实现机械化自动化。对铸造熔炼的炉前检测，铸件质量无损检测等诸多自动技术应用。运用自动化模拟，观察液态金属在型腔的流动性和凝固过程，掌握开箱时间，预测缩孔，缩松的产生原因。特别对于形体复杂质量要求高的铸件，运用现代计算机CAD，计算机CAM技术保证质量。广泛采用计算机CAD，利用可编程序和控制技术，实现铸造生产最佳工艺参数及全过程的自动控制。发展和应用铸造生产自动化技术，关键广泛采用计算机控制技术。国外现代化铸造生产实践表明，将最新的铸造工艺，装备仪器与最新的微电子技术，计算机自动检测，调节与控制技术相结合，组成自动化控制技术应用于铸造生产中，给铸造业带来巨大经济效益。这种发展趋势影响着我国的铸造业，一方面引进国外先进的铸造自动化设备以及自动化控制技术。另一方面注重学习国外先进技术，同时加强自主创新研发。许多较先进的自动化造型机造型线，自动控制型砂性能的混砂机，微处理控制炉料的配送系统，落砂及铸件清理等成套设备的引进，加快的铸造生产机械化，自动化技术的发展和应用进程，使我国的铸造生产发生实质性的变化。目前，我国投入数百条造型线，制芯线，有较先进的造型机制芯机，其中气动微震压实和无箱射压造型机及造型线应用广泛，还有效果更好的静压造型，消失模造型线等等。当然，我国铸造工业的发展要适合该地区该企业的自身特点，根据各自的情况逐渐走向机械化自动化。同时我们要培养更多的铸造专业技术人才，加大对技术人员高起点高标准的要求，学习掌握现代化的铸造技术，运用计算机辅助设计，辅助制造，使铸造生产技术真正进入机械化自动化的时代。现代铸造技术是计算机技术，信息技术，自动化技术，新材料技术，现代管理技术与传统铸造技术相结合，形成铸造生产优质高效低耗绿色灵活的系统工程。发展应用铸造生产自动化技术是铸造业摆脱“三高两低”（劳动强度高，环境温度高，粉尘高，铸件品质低和劳动效率低）落后局面的一条重要出路，因为铸造生产自身特点工艺复杂，从原材料配比，炉温控制，型砂特点，造型技术，炉前化验，铸件检测以及材料物理化学性能的要求，每一工序要求严格把关，运用现代化，自动化技术既可以减轻劳动强度，又克服人为因素对产品质量的影响，计算机自动控制技术的迅速发展给多因素，多变量的复杂铸造生产自动化难题的解决带来空前的机遇和广阔的前景。5结论综上所述，随着科学技术的不断发展，我国铸造的整个生产过程，逐渐向机械化，自动化迈进。引进国外先进技术与自主研发，自主创新，双管齐下，完善更新铸造设备技术。这是新时代建设有中国特色社会主义的必然要求。参考文献：[1]刘小龙.自动化铸造装备和数字化铸造厂[J].铸造设备与工艺,2013(06):1-3+30.[2]李红艳.基于自动化技术的磨球铸造生产线研究[J].铸造技术,2014,35(03):599-601.[3]刘宏亮,吴向军.浅谈铸造车间熔炼工部的自动化[J].铸造设备与工艺,2016(02):1-3+8.