V鑄造在已經(jīng)發(fā)展了30多年,而V鑄造設(shè)備經(jīng)歷了從無到有、從外部引進仿制到自主研發(fā)設(shè)計的過程。V鑄造設(shè)備質(zhì)量水平的提高進一步保證和促進了V鑄造工藝的擴展。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前我國約有400條不同形式的V鑄造生產(chǎn)線在運行,包括極其簡單甚至不配套砂處理的單機造型設(shè)備,以及相對全面的半自動鑄造生產(chǎn)線,更加機械化、自動化程度高、投資規(guī)模大的現(xiàn)代V鑄造車間。但根據(jù)大量的研究和實踐,發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備和工具難以滿足鑄件產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝要求,導(dǎo)致生產(chǎn)阻塞或產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。特別是在成型過程中,涂層成型、砂振實、抽真空成型過程,相應(yīng)設(shè)備工具的特點顯著影響了鑄件和鑄件的質(zhì)量。
覆膜架設(shè)計對覆膜成形的影響:
烤膜覆膜作為V鑄造的步,直接影響整個造型的質(zhì)量和效率。只有當(dāng)EVA薄膜加熱烘烤到某種程度時,其延展性通常被稱為覆膜成形性能,才能達到好的狀態(tài)。然而,在從烘烤結(jié)束到薄膜下降到模具的過程中,EVA薄膜會迅速冷卻,因為它逐漸遠離熱源,脫離覆膜狀態(tài)。這就要求覆膜架在很短的時間內(nèi)完成覆膜動作。大量的工藝實踐表明,覆膜架在5s內(nèi)下降到位是合適的。時間越長,薄膜原有的熱延展性越大。一個簡單的公式:t=s/v;(t—覆膜框架行走時間;s—覆膜框行程,即EVA薄膜加熱位置與模具臺面的距離;v—覆膜框下降的平均速度)顯然,覆膜框的行程和下降速度直接影響行走時間,也影響覆膜成型的質(zhì)量。
在EVA薄膜下降過程中,與空氣的對流運動必然形成整個薄膜的浮力,從而導(dǎo)致薄膜向上運動,使薄膜本身產(chǎn)生一定的張力,即薄膜內(nèi)部區(qū)域?qū)ν獠繀^(qū)域的拉力作用。根據(jù)空氣動力學(xué)原理,對流速度越快,即薄膜框架下降速度越快,浮力越大,整個薄膜上升速度越大,對薄膜的拉伸效果越明顯。這種浮力不僅會使EVA薄膜容易浮動,接觸紅熱電線或電熱管,還會使低熱強度的薄膜在拉力作用下直接開裂;很難使用數(shù)學(xué)模型定量給出薄膜框下行速度的參考值,因為柔性薄膜在薄膜框驅(qū)動下的應(yīng)力狀態(tài)極其復(fù)雜,直接生產(chǎn)調(diào)試控制速度過快是一種現(xiàn)實的方法。值得注意的是,膜架下降過程中加速過大會導(dǎo)致EVA膜劇烈振動,這往往是由于氣動控制裝置穩(wěn)定性差,速度變化過強。這種不必要的沖擊對于熱態(tài)下強度很低的薄膜也是非常危險的。
為了保證覆膜在足夠短的時間內(nèi)完成,而不會因為速度過快而對EVA薄膜產(chǎn)生不必要的影響,覆膜行程高度的設(shè)計也是一個重要的方面。覆膜行程高度過高是覆膜下降時間過長的主要原因。當(dāng)然,覆膜行程的高度不僅要考慮覆膜時間,還要考慮模具的高度,有時甚至要考慮工人在完成其他工序時的工作空間。這需要根據(jù)具體鑄件產(chǎn)品等工裝設(shè)備的因素進行綜合衡量。但是,保證覆膜框在5s內(nèi)下降到模具是清晰合理的。
在V型造型過程中,振動是獲得高緊實度砂型的重要環(huán)節(jié)。V鑄型的硬度和強度不僅與砂箱的真空度有關(guān),而且是一個重要的方面。在振實不足的情況下,有時通過高真空度可以獲得較高的鑄造硬度,但這只是一種錯覺,砂型強度往往不足。砂型抽真空、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)運、封箱、澆筑等過程中產(chǎn)生的波動會導(dǎo)致鑄造中砂位的重新排列,進而導(dǎo)致鑄造強度和結(jié)構(gòu)尺寸的變化。而這些變化反映在鑄件上,則表現(xiàn)出鑄件尺寸或重量精度超差等質(zhì)量問題。目前,在振動平臺設(shè)計中,振幅、振動頻率、振動力以及如何配置振動電機等問題往往模棱兩可,缺乏基本的會計依據(jù)。可參考的參考數(shù)據(jù)是,振幅約為0.5mm,頻率不低于1500/min,可達到較好的振實效果。不盡如人意的是,部分振實臺的設(shè)計參數(shù)不符合推薦的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。鑄造企業(yè)在使用過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)振動平臺振動力不足或過強、振幅不足或過大等一系列問題。這就是為什么同樣的鑄件,同樣的砂箱,同樣的模具,在不同的廠家,振實時間,振實效果不同的原因。更重要的是,振動平臺振動電機缺乏基本的變頻功能;即使具有變頻特性,也不能根據(jù)振動平臺負載的變化合理調(diào)整頻率、振動力等參數(shù),使振動平臺不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。隨著V法鑄造向復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的延伸和擴展,原有的一維振動平臺顯然難以保證水平和深度部分的緊密填充,需要使用更可靠的三維振動平臺。但是,有些企業(yè)始終沒有意識到這個問題,粘砂或尺寸不準(zhǔn)確的問題隨處可見。