砂型鑄造工藝過程及設(shè)備

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1、砂 型 鑄 造 工 藝 過 程 及 設(shè) 備主 講 人 ： 王 開 E-Mail: Tel: 159239297782009.7 主 要 內(nèi) 容n 什 么 是 鑄 造 及 鑄 造 特 征 。n 鑄 造 加 工 過 程 及 鑄 造 類 型 。n 涉 及 的 砂 型 鑄 造 五 大 工 部 工 藝 特 征 及 相應(yīng) 的 工 藝 裝 備 。 n 將 液 態(tài) （ 熔 融 ） 的 合 金 澆 入 到 與 零 件 的 形 狀 ，尺 寸 相 適 應(yīng) 的 鑄 型 空 腔 中 ， 待 其 冷 卻 凝 固 ，以 獲 得 毛 坯 或 零 件 的 生 產(chǎn) 方 法 通 常 稱 為 鑄 造 。1.1鑄 造 的 實(shí) 質(zhì)1導(dǎo)

2、論 1.2鑄 造 工 藝 的 發(fā) 展 歷 史n 公 元 前 3000年 ， 現(xiàn) 存 最 早 的 鑄 造 零 件 銅 制 武 器 和 崇 拜 偶 像 來 自 中 東 和 印 度 。 1.2鑄 造 的 發(fā) 展 歷 史n 逐 漸 采 用 粘 砂 土 ， 蠟 型 等 制 作 消 失 模 ；n 中 國 的 鑄 造 體 現(xiàn) 在 精 湛 的 模 和 范 的 制 造 技 術(shù) ， 可 以獲 得 具 有 優(yōu) 良 表 面 質(zhì) 量 的 鑄 件 (如 明 永 樂 大 鐘 )；n 德 國 修 道 士 Thophilus在 大 約 1140年 ， 對 翻 砂 和 鑄 造進(jìn) 行 了 透 徹 的 研 究 ；n 18世 紀(jì) 下

3、半 葉 ， 新 技 術(shù) 的 發(fā) 展 和 鑄 件 逐 步 增 長 的 需求 ， 極 大 刺 激 了 金 屬 鑄 造 行 業(yè) 的 發(fā) 展 。 設(shè) 計(jì) 優(yōu) 雅 的鑄 鐵 件 不 再 只 用 于 制 造 裝 飾 品 ， 也 被 用 于 機(jī) 器 零 件和 日 用 品 的 生 產(chǎn) 。 1.2鑄 造 的 發(fā) 展 歷 史n 從 出 現(xiàn) 至 今 ， 金 屬 鑄 造 工 藝 就 一 直 被 用于 生 產(chǎn) 藝 術(shù) 品 。 1.3鑄 造 工 藝 特 征l 適 用 范 圍 廣 ， 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) ： 在 機(jī) 械 行 業(yè) 中 鑄 件 占 機(jī) 器總 質(zhì) 量 的 50%以 上 ；l 可 以 制 造 各 種 合 金 鑄 件 ；l

4、鑄 件 尺 寸 精 度 高 （ 與 一 般 焊 接 件 、 鍛 件 比 較 ） ；l 成 本 低 廉 ； l 可 以 生 產(chǎn) 形 狀 復(fù) 雜 的 零 件 。 現(xiàn) 代 各 種 類 型 的 機(jī) 器 設(shè) 備 中 鑄 件 所 占 的 比 重 很 大 。機(jī) 床 ， 內(nèi) 燃 機(jī) 70 80 。農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 40 70 。 農(nóng)業(yè)機(jī)械 1。 適 用 范 圍 廣 大 型 內(nèi) 燃 機(jī) 組1。 適 用 范 圍 廣 各 類 機(jī) 床 柴 油 機(jī) 缸 體 200kg,灰 鑄 鐵 鑲 寶 “ 戒 指樹 ” 變 速 箱輪轂 軋 鋼 機(jī) 機(jī) 架 （ 鑄 鋼 ， 400噸 ） 大 直 徑 管 道 適 用 材 料 范 圍 廣 泛

5、（ 鋼 、 鐵 、 鋁 、 銅 、 鋅 )虎 牛 祭 案(春 秋 晚 期 ）青 銅 1.3鑄 造 工 藝 特 征 （ 缺 點(diǎn) ） 鑄 造 生 產(chǎn) 過 程 比 較 復(fù) 雜 ； 影 響 鑄 件 質(zhì) 量 的 因 素 多 ； 廢 品 率 一 般 較 高 ； 鑄 件 容 易 出 現(xiàn) 各 種 缺 陷 。 （ 澆 不 足 ， 縮孔 ， 氣 孔 ， 裂 紋 等 ） 壓 力 鑄 造 熔 模 精 鑄 金 屬 型 鑄 造 反 重 力 鑄 造鑄 造 成 形砂 型 鑄 造 特 種 鑄 造自 硬 砂 型 粘 土 砂 型樹 脂 砂 、 水 玻 璃 砂 、 CP法多 觸 頭 高 壓 、 氣 沖 、 靜 壓 造 型消 失 模

6、鑄 造 離 心 鑄 造 陶 瓷 型 鑄 造石 膏 型 鑄 造 半 固 態(tài) 鑄 造1.4鑄 造 方 法 分 類 1.5鑄 造 工 藝 過 程n 鑄 型 （ 使 液 態(tài) 金 屬 成 為 固 態(tài) 鑄 件 的 容 器 ） 準(zhǔn) 備 。鑄 型 準(zhǔn) 備 的 優(yōu) 劣 是 影 響 鑄 件 質(zhì) 量 的 主 要 因 素 ；n 鑄 造 金 屬 的 熔 化 與 澆 注 。 鑄 造 金 屬 （ 鑄 造 合 金 ）主 要 有 鑄 鐵 、 鑄 鋼 和 鑄 造 有 色 合 金 ；n 鑄 件 處 理 和 檢 驗(yàn) 。 鑄 件 處 理 包 括 清 除 型 芯 和 鑄件 表 面 異 物 、 切 除 澆 冒 口 、 鏟 磨 毛 刺 和

7、披 縫 等凸 出 物 以 及 熱 處 理 、 整 形 、 防 銹 處 理 和 粗 加 工等 。 1.6獲 得 優(yōu) 質(zhì) 鑄 件 的 基 本 要 求n 合 理 的 合 金 熔 煉 工 藝 方 法 ；n 模 具 型 腔 具 有 理 想 的 形 狀 ， 且 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度以 保 證 熔 體 填 充 ， 不 能 妨 礙 合 金 的 凝 固 ， 模 具的 設(shè) 計(jì) 也 必 須 避 免 內(nèi) 部 氣 孔 和 裂 紋 ；n 模 具 必 須 正 確 布 置 ， 以 保 證 合 金 進(jìn) 入 型 腔 時(shí) 氣體 可 以 排 除 ， 避 免 與 氣 體 相 關(guān) 的 缺 陷 ； n 鑄 件 內(nèi) 腔 中 的 任 何

8、 模 具 材 料 （ 砂 芯 ） 必 須 便 于取 出 ， 最 終 必 須 除 去 鑄 件 上 多 余 材 料 。 1.7國 內(nèi) 外 鑄 造 生 產(chǎn) 技 術(shù) 水 平 比 較項(xiàng) 目 國 外 國 內(nèi)尺 寸 精 度 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋 ： 一般 為 CT8-CT9 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋 ： 一 般 為 CT10表 面 粗 糙 度 Ra 氣 缸 體 和 氣 缸 蓋 ：50m使 用 壽 命 氣 缸 套 為 ： 6000-10000h 氣 缸 套 為 ： 3000-6000h鑄 件 廢 品 率 美 、 英 、 法 、 日 約 為2% 8%-9%耗 能 /噸 鑄 件 360-370kg標(biāo) 準(zhǔn)

9、煤（ 合 格 鑄 件 ） 3650kg標(biāo) 準(zhǔn) 煤 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 t/(人年 ) 65 8熔 煉 技 術(shù) 富 氧 送 風(fēng) ， 鐵 液 溫 度1500 富 氧 送 風(fēng) ， 鐵 液 溫 度 為 1400 項(xiàng) 目 國 外 國 內(nèi)造 型 工 藝 廣 泛 采 用 流 水 線 ， 采 用 高 壓 造 型 、射 壓 造 型 和 氣 沖 造 型 除 汽 車 等 行 業(yè) 中 少 數(shù) 廠 采 用半 自 動(dòng) 、 流 水 線 外 ， 很 多 廠普 遍 采 用 20世 紀(jì) 40年 代 造 型技 術(shù)鑄 造 工 藝 裝備 造 型 機(jī) 精 度 和 精 度 保 持 能 力 很 高 ；造 型 線 精 度 可 保 持 1-2年

10、 ； 設(shè) 備 綜合 開 工 率 80%； 裝 備 全 部 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、系 列 化 、 商 品 化 精 度 低 ； 精 度 保 持 能 力 差(小 于 半 年 )； 設(shè) 備 綜 合 開 工率 50%;裝 備 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列化 、 商 品 化 程 度 低鑄 造 用 工 藝材 料 質(zhì) 量 很 高 ， 如 日 本 硅 砂 都 經(jīng) 過 水洗 ， 喊 泥 量 小 于 0.2% 質(zhì) 量 很 差 ， 砂 只 作 篩 分 ， 含泥 量 在 2%以 上 。1.7國 內(nèi) 外 鑄 造 生 產(chǎn) 技 術(shù) 水 平 比 較 1.8砂 型 鑄 造 工 藝 過 程 n 砂 型 鑄 造 基 本 工 藝 過 程 ： 造 型

11、 、 混 砂 、制 芯 、 熔 煉 、 清 理 等 五 大 工 部 。n 鑄 造 車 間 布 置 、 設(shè) 備 也 相 應(yīng) 分 為 五 個(gè) 工部 。 1.8砂 型 鑄 造 工 藝 過 程 2造 型 工 藝 及 裝 備 砂 型 鑄 造 模 具 型 腔 結(jié) 構(gòu) 2.1造 型 工 藝 過 程n 砂 型 的 制 造 是 整 個(gè) 鑄 造 生 產(chǎn) 的 核 心 ， 通 常 需 要 首 先確 定 造 型 工 部 的 工 藝 和 設(shè) 備 。n 首 先 需 要 通 過 分 析 所 生 產(chǎn) 的 鑄 件 材 質(zhì) 、 重 量 、 尺 寸大 小 、 結(jié) 構(gòu) 形 狀 、 表 面 質(zhì) 量 和 其 他 工 藝 要 求 ， 以 及

12、生 產(chǎn) 規(guī) 模 （ 批 量 ） 等 因 素 ， 從 而 確 定 將 要 采 用 的 造型 工 藝 和 流 程 ， 選 擇 與 之 相 適 應(yīng) 的 造 型 方 式 和 設(shè) 備 、模 板 布 置 、 砂 箱 尺 寸 ， 進(jìn) 而 確 定 設(shè) 備 的 型 號(hào) 規(guī) 格 ，并 為 熔 煉 、 砂 處 理 、 熔 化 和 清 理 工 部 的 設(shè) 計(jì) 提 供 依據(jù) 。 1） 砂 型 鑄 造 造 型 過 程 2.2造 型 方 法 分 類 造 型 是 砂 型 鑄 造 的 重 要 工 序 ， 造 型 方 法有 手 工 造 型 和 機(jī) 器 造 型 兩 類 。 l 手 工 造 型 ： 即 緊 砂 與 起 模 是 由 人

13、 來 完 成 的 。 手 工 造型 操 作 靈 活 ， 工 裝 簡 單 ， 但 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 ， 生 產(chǎn) 率 低 ，常 用 于 單 件 和 小 批 生 產(chǎn) 。l 機(jī) 器 造 型 能 夠 滿 足 大 批 量 、 高 精 度 的 生 產(chǎn) ， 易 于 實(shí)現(xiàn) 機(jī) 械 化 和 自 動(dòng) 化 。 2.3機(jī) 器 造 型 分 類n 按 照 緊 實(shí) 形 成 機(jī) 理 不 同 機(jī) 器 造 型 包 括 震 實(shí)造 型 機(jī) 、 震 壓 造 型 機(jī) 、 壓 實(shí) 造 型 機(jī) 、 射 壓造 型 機(jī) 和 氣 流 緊 實(shí) 造 型 機(jī) 五 大 類 。n 根 據(jù) 其 緊 實(shí) 原 理 造 型 機(jī) 可 分 為 震 擊 /震 壓 造型

14、機(jī) 、 高 壓 造 型 機(jī) 、 射 壓 造 型 機(jī) 、 靜 壓 造型 機(jī) 、 氣 沖 造 型 機(jī) 等 。n 根 據(jù) 是 否 使 用 砂 箱 又 可 分 為 有 箱 造 型 機(jī) 和無 箱 /脫 箱 造 型 機(jī) 。 1） 震 實(shí) 造 型 機(jī)n 型 砂 裝 填 于 模 板 上 的 砂 箱 內(nèi) ， 型 砂 、 砂 箱 和 模 樣 受 到反 復(fù) 震 擊 ， 型 砂 靠 重 力 和 慣 性 作 用 在 模 板 表 面 得 到 緊實(shí) 而 成 形 。 震 擊 緊 實(shí) 工 作 原 理 震 擊 緊 實(shí) 時(shí) 的 緊 實(shí) 度 分 布 2)震 壓 造 型 機(jī)n 型 砂 裝 填 于 模 板 上 的 砂 箱 內(nèi) ， 震 實(shí)

15、 緊 實(shí) 后 在 砂 型 背 面再 用 擠 壓 方 法 使 型 砂 緊 實(shí) 得 到 進(jìn) 一 步 提 高 ， 整 個(gè) 砂 型的 硬 度 分 布 也 更 加 均 勻 。 震 壓 造 型 的 工 作 示 意 圖 Z145型 震 壓 造 型 機(jī) 1 機(jī) 身 2 按 壓 閥 3 起 模 同 步 架 4 震 壓 氣 缸 5 起 模 導(dǎo) 向 桿 6 起 模 頂 桿 7 起 模 液 壓 缸 8 震 動(dòng) 器 9 轉(zhuǎn) 臂 動(dòng) 力 缸 10 裝臂 中 心 軸 11 墊 塊 12 壓 板 機(jī) 構(gòu) 13 工 作 臺(tái) 14 起 模 架 3)壓 實(shí) /高 壓 造 型 機(jī)(1)平 板 壓 實(shí) 緊 實(shí) 原 理 壓 實(shí) 緊 實(shí)

16、圖 不 同 型 砂 的 壓 實(shí) 緊 實(shí)曲 線借 助 壓 力 將 輔 助 框 內(nèi) 的 型 砂 壓 入 砂 箱內(nèi) 而 使 型 砂 得 到 緊 實(shí) 。 多 觸 頭 高 壓 造 型 工 藝 過 程a)準(zhǔn) 備 加 砂 b)加 沙 c)壓 實(shí) d)脫 模 e)推 出 鑄 型 1-砂 斗 2-多 觸 頭 3-填 砂 框 （ 輔 加 框 ） 4-砂 箱 5-模 板 6-掛 砂 板 (2) 多 觸 頭 壓 實(shí) 圖 2-38 多 觸 頭 壓 頭 （ a） 壓 實(shí) 前 （ b） 壓 實(shí) 后 1-小 液 壓 缸 2-多 觸 頭 3-輔 助 框 4-模 樣 5-砂 箱圖 平 壓 板 壓 實(shí) 后 砂 型 內(nèi) 緊 實(shí) 度

17、分 布 情 況 1 砂 型 中 心 部 分 2 靠 近 箱 壁 或 落 箱 角 處 (3)典 型 的 多 觸 頭 高 壓微 震 造 型 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 圖 高 壓 微 震 造 型 機(jī)的 結(jié) 構(gòu) 1-壓 實(shí) 缸 2-壓 實(shí) 活 塞 3-立 柱 4-模 板 穿 梭 機(jī) 構(gòu) 5-震 動(dòng) 器 6-工 作 臺(tái) 7-模 板 框 8-加 砂 斗 9-壓 頭 移 動(dòng) 缸 10-橫 梁 11-導(dǎo) 軌 12-緩 沖 器 13-多 觸 頭 壓 頭 14-輔 助 框 15-邊 輥 道 16-模 板 夾 緊 器 17-氣 動(dòng) 微 震 缸 18-機(jī) 座 n 多 觸 頭 壓 頭n 多 觸 頭 壓 頭 是 由 許 多 小 的

18、 壓 頭 組 裝 成 為 一 個(gè)壓 頭 體 。n 一 個(gè) 壓 頭 體 上 觸 頭 的 數(shù) 目 ， 在 20l20個(gè) 之 間 ，甚 至 更 多 。n 觸 頭 一 般 呈 矩 形 ， 單 個(gè) 觸 頭 邊 長 100200mm， 相 鄰 兩 觸 頭 之 間 的 間 隙 為 6 10mm。邊 觸 頭 外 緣 與 砂 箱 內(nèi) 壁 之 間 應(yīng) 有 10 15mm的 間 隙 。n 多 觸 頭 大 都 用 油 壓 缸 推 動(dòng) ， 其 作 用 方 式 可 以分 成 主 動(dòng) 式 及 浮 動(dòng) 式 兩 種 。 n 主 動(dòng) 式 多 觸 頭 n 主 動(dòng) 式 多 觸 頭 指 在 其 工 作 過 程 中 觸 頭 由 獨(dú) 立

19、的 油壓 推 動(dòng) 主 動(dòng) 加 壓 的 結(jié) 構(gòu) 。 n 浮 動(dòng) 式 多 觸 頭 n 其 工 作 的 特 點(diǎn) 是 ： 在 壓 砂 過 程 中 ， 多 觸 頭 本 身 并 不 采 用液 壓 驅(qū) 動(dòng) ， 而 是 由 向 上 運(yùn) 動(dòng) 的 砂 型 接 觸 多 觸 頭 時(shí) ， 產(chǎn) 生壓 力 ， 實(shí) 現(xiàn) 壓 實(shí) 。n 浮 動(dòng) 式 多 觸 頭 壓 頭 有 彈 簧 復(fù) 位 和 補(bǔ) 償 液 壓 缸 復(fù) 位 等 幾 種 n 提 高 邊 觸 頭 壓 砂 力 的 方 法n 1)把 位 于 四 周 的 邊 觸 頭 做 成 帶 凸 棱 的 ；n 2)使 邊 觸 頭 的 截 面 積 小 一 些 ；n 3)對 于 主 動(dòng) 式 多

20、 觸 頭 、 可 將 邊 觸 頭 后 面 的 油 缸 另接 一 條 較 高 的 油 壓 回 路 。 4） 射 壓 造 型 機(jī)（ 1） 射 砂 緊 實(shí) 方 法 圖 射 砂 機(jī) 構(gòu) 示 意 圖 1 射 砂 筒 2射 腔 3射 砂 孔 4排 氣 塞 5砂 斗 6加 砂 閘 板 7射 砂 閥 8貯 氣 包 9射 砂 頭 10射 砂板 11芯 盒 12工 作 臺(tái)n 首 先 用 低 壓 射 砂 ， 然 后再 用 高 壓 壓 實(shí) 。 采 用 該法 生 產(chǎn) 的 砂 型 緊 實(shí) 度 高 ，均 勻 性 好 ， 生 產(chǎn) 率 高 。n 適 用 于 中 小 鑄 件 的 大 批量 生 產(chǎn) 。 如 果 所 生 產(chǎn) 的鑄 件

21、 無 砂 芯 或 少 砂 芯 ，則 設(shè) 備 的 高 生 產(chǎn) 率 特 點(diǎn)可 以 得 到 充 分 發(fā) 揮 。 a.工 作 流 程 b. 垂 直 分 型 無 箱 射 壓 造 型 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 垂 直 分 型 無 箱 射 壓 造 型 機(jī) 1 射 砂 筒 2加 砂 口 3射 砂 閥 4貯 氣 包 5主 液 壓 缸 6導(dǎo) 桿 7機(jī) 座 8正 壓 板 9造 型 室 5)氣 流 緊 實(shí) 造 型 機(jī)n 氣 流 緊 實(shí) 造 型 機(jī) 分 為 氣 流 沖 擊 造 型 機(jī) 和 靜 壓 造 型 機(jī) 兩種 。n 靜 壓 造 型 機(jī) 加 砂 后 先 用 壓 縮 空 氣 進(jìn) 行 預(yù) 緊 實(shí) ， 然 后 再用 壓 頭 壓 實(shí) 成

22、型 。 此 種 造 型 機(jī) 生 產(chǎn) 的 砂 型 緊 實(shí) 度 高 ，均 勻 性 好 ， 鑄 件 工 藝 出 品 率 高 ， 噪 聲 低 ， 適 合 生 產(chǎn) 復(fù)雜 鑄 件 ， 可 組 成 自 動(dòng) 線 進(jìn) 行 大 批 量 生 產(chǎn) 。n 氣 流 沖 擊 造 型 機(jī) 加 砂 后 利 用 壓 縮 空 氣 快 速 釋 放 產(chǎn) 生 的強(qiáng) 烈 沖 擊 波 使 型 砂 得 到 緊 實(shí) 。 該 種 造 型 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ，能 好 少 ， 生 產(chǎn) 率 高 ， 砂 型 透 氣 性 好 。 適 用 于 中 小 型 鑄件 的 大 批 量 生 產(chǎn) ， 并 可 組 成 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 線 。 (1) 靜 壓 造 型

23、機(jī) 氣 流 滲 透 實(shí) 砂 法 的 工 作 原 理 a.氣 流 滲 透 緊 實(shí) 方 法 ， 是 用 快 開 閥 將 貯 氣 罐 中 的 壓 縮 空氣 引 至 砂 箱 的 砂 粒 上 面 ， 使 氣 流 在 較 短 的 時(shí) 間 內(nèi) 透 過 型砂 ， 經(jīng) 模 板 上 的 排 氣 孔 排 出 。 b.靜 壓 造 型 機(jī) 的 工 作 過 程 靜 壓 造 型 機(jī) 的 工 作 原 理 c. 靜 壓 緊 實(shí) 的 鑄 型 強(qiáng) 度 分 布 靜 壓 緊 實(shí) 的 鑄 型 強(qiáng) 度 分 布 (2) 氣 沖 造 型 機(jī) a.氣 流 沖 擊 緊 實(shí) 是 先 將 型 砂 填 入 砂 箱 內(nèi) ， 然 后 壓 縮 空 氣在 很

24、短 的 時(shí) 間 內(nèi) （ 1020ms） 以 很 高 的 升 壓 速 度（ dp/dt=4.522.5MPa/s） 作 用 于 砂 型 頂 部 ， 高 速 氣 流沖 擊 將 型 砂 緊 實(shí) ， 其 工 作 原 理 如 圖 所 示 。 氣 流 沖 擊 緊 實(shí) 過 程 示 意 圖 b.氣 沖 緊 實(shí) 的 工 作 原 理 氣 沖 緊 實(shí) 的 工 作 原 理 氣 沖 緊 實(shí) 的 砂 型 強(qiáng) 度 分布 c.氣 沖 裝 置 （ 關(guān) 鍵 部 件 ） BMD液 控 柵 格 式 氣 沖 裝 置 結(jié) 構(gòu) 圖 BMD液 控 柵 格 式 氣 沖 裝 置 結(jié) 構(gòu) 圖 1-貯 氣 室 2-氣 動(dòng) 鎖 緊 凸 輪 3-控 制

25、 閥 盤 啟 閉 的 液 壓 缸 4-活 塞 5-控 制 閥 盤 啟 閉 的 氣 缸 6-活 塞 桿 7-動(dòng) 閥 板 8-定 閥 板 9-預(yù) 填 框 10-砂 箱 11-模 板 柵 格 式 氣 沖 造 型 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 1- 底 座 2-液 壓 舉 升 缸 3-機(jī)座 4-支 柱 5-輔 助 框 輥 道 及驅(qū) 動(dòng) 電 機(jī) 6-氣 沖 閥 7-氣 動(dòng)安 全 鎖 緊 缸 8-膠 膽 閥 9-阻流 板 10-輔 助 框 11-砂 箱 12-模 樣 及 模 板 框 13-工 作臺(tái) 14-模 板 輥 道 n 起 模 機(jī) 構(gòu) 大 多 數(shù) 采 用 液 壓 或 氣 壓 油 傳 動(dòng) ， 以取 得 起 模 平 穩(wěn)

26、 ， 而 且 起 模 的 速 度 可 以 調(diào) 節(jié) 。n 起 模 的 方 式 有 頂 箱 起 模 及 翻 轉(zhuǎn) 起 模 兩 種 。 n (1)頂 箱 起 模 就 是 在 造 型 完 畢 后 ， 砂 型 不 經(jīng)翻 轉(zhuǎn) ， 將 模 樣 自 砂 型 中 起 出 。 可 以 有 頂 桿 和托 箱 二 種 方 法 。 2.4造 型 機(jī) 起 模 機(jī) 構(gòu) 和 起 模 方 式 n 頂 桿 起 模 模 板 不 動(dòng) ， 砂 箱 向 上 運(yùn) 動(dòng) n 托 箱 法 ： 回 程 起 模 或 漏 模 法n 砂 箱 不 動(dòng) ， 模 板 向 下 運(yùn) 動(dòng) (2)翻 轉(zhuǎn) 起 模 對 于 有 大 的 砂 胎 的 砂 型 ， 常 用 翻

27、轉(zhuǎn) 起 模 法 。翻 轉(zhuǎn) 法 起 模 按 結(jié) 構(gòu) 還 可 以 分 為 轉(zhuǎn) 臺(tái) 法 及 翻 臺(tái) 法 2.5造 型 生 產(chǎn) 線 造 型 生 產(chǎn) 線 是 根 據(jù) 生 產(chǎn) 鑄 件 的 工 藝 要 求 ， 將 造 型 機(jī) 和 輔 助 機(jī)械 （ 如 翻 箱 機(jī) 、 合 型 機(jī) 、 壓 鐵 機(jī) 、 捅 箱 機(jī) 、 落 砂 機(jī) 等 ） 按 照 工 藝流 程 用 運(yùn) 輸 機(jī) 械 （ 鑄 型 輸 送 機(jī) 、 輥 道 等 ） 連 接 起 來 ， 并 采 用 一 定的 控 制 方 法 組 成 的 機(jī) 械 化 或 自 動(dòng) 化 造 型 生 產(chǎn) 體 系 。 （ 1） 造 型 生 產(chǎn) 線 的 輔 機(jī) 在 造 型 生 產(chǎn) 線

28、上 ， 為 完 成 整 個(gè) 工 藝 過 程 須 設(shè) 置 必 要 的 輔 助 機(jī) 械 ，如 翻 箱 機(jī) 、 扎 氣 孔 機(jī) 、 合 型 機(jī) 、 捅 箱 機(jī) 等 。 （ 2） 鑄 型 輸 送 機(jī) 鑄 型 輸 送 機(jī) 是 造 型 生 產(chǎn) 線 各 工 序 之 間 的 主 要 運(yùn) 輸 連 接 設(shè) 備 ， 常見 的 鑄 型 輸 送 機(jī) 有 水 平 連 續(xù) 式 、 脈 動(dòng) 式 和 間 歇 式 鑄 型 輸 送 機(jī) 。 1） 封 閉 式 多 觸 頭 高 壓 造 型 自 動(dòng) 線 1-落 砂 機(jī) 2-壓 鐵 機(jī) 3-砂 型 傳 送 啉 板 帶 4-砂 型 推 送 裝 置 5-移 箱 捅 箱 機(jī) 6-分 箱 機(jī) 7-

29、上 主 機(jī) 8-下 箱 提 升 機(jī) 9下 主 機(jī) 10-小 車 清 掃 機(jī) 11-下 箱 落 箱 機(jī) 12-下 箱 翻 轉(zhuǎn) 機(jī) 器13-合 箱 機(jī) 14-鑄 工 輸 送 帶 15-上 箱 翻 轉(zhuǎn) 機(jī) 16-通 風(fēng) 冷 卻 除 塵 罩 2） 開 放 式 機(jī) 械 化 造 型 線1-造 型 機(jī) 2-單 軌 吊 3-回 箱 軌 道 4-分 箱 機(jī) 5-落 砂 裝 置 6-落 砂 機(jī) 7-過 度 小 車 8-砂 型 輸 送 帶 9-單 梁 天 車 單 主 機(jī) 布 置 的 靜 壓 造 型 線1-搬 運(yùn) 小 車 2-落 砂 篩 3-捅 箱 機(jī) 4-分 箱 機(jī) 5-刷 箱 機(jī) 6-造 型 機(jī) 7-砂 型 輸

30、送 帶 8-鑄 工 小 車 臺(tái) 面 清 掃 機(jī) 9-造 型 滾 道 10-翻 轉(zhuǎn) 機(jī) 11-下 箱 移 箱 機(jī) 12-上 箱 移 箱 機(jī) 13-銑 澆 口 機(jī) 14-鉆 通 氣 孔 機(jī) 15-上 箱 滾 道 16-下 芯 機(jī) 17-合 箱 機(jī) 18-冷 卻 帶 19-澆 注 段 3造 型 材 料 及 砂 處 理 設(shè) 備n 概 論n 砂 處 理 工 藝 流 程n 砂 處 理 設(shè) 備 3.1概 論3.1.1型 、 芯 砂 構(gòu) 成型 砂稀 釋 劑原 砂 粘 結(jié) 劑鉻鐵礦砂 水溶劑 粘土 水玻璃 樹脂石英砂 鋯英砂 型 砂 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖1-耐 火 材 料 沙 粒 2-微 孔 3-附 加 物 4-

31、粘 結(jié) 劑 3.1.2鑄 型 工 作 條 件 及 其 與 金 屬 的 相 互 作 用1-背 砂 層 2-砂 型 接 觸 區(qū) 3-金 屬 氧 化 層 4-合 金 凝 固 層 5-合 金 液 3.1.2鑄 型 與 金 屬 的 相 互 作 用n 熱 作 用 。 高 溫 液 態(tài) 金 屬 澆 入 鑄 型 后 ， 由 于 金 屬 與鑄 型 間 存 在 很 大 的 溫 差 而 發(fā) 生 強(qiáng) 烈 的 熱 交 換 。 若鑄 型 接 觸 區(qū) 與 內(nèi) 層 分 離 或 出 現(xiàn) 表 面 掉 砂 ， 則 有 可能 導(dǎo) 致 表 面 產(chǎn) 生 夾 砂 或 表 面 縮 沉 等 缺 陷 。 n 機(jī) 械 作 用 。 在 澆 注 過 程

32、 中 ， 液 態(tài) 金 屬 會(huì) 對 鑄 型 型壁 產(chǎn) 生 沖 擊 和 沖 刷 作 用 ， 鑄 型 還 將 承 受 液 態(tài) 金 屬的 靜 壓 力 。 鑄 件 凝 固 收 縮 時(shí) 也 將 受 到 鑄 型 和 砂 芯的 機(jī) 械 阻 礙 作 用 。 這 些 力 的 作 用 有 可 能 造 成 鑄 件砂 眼 、 裂 紋 、 變 形 及 尺 寸 超 差 等 缺 陷 。 n 化 學(xué) 作 用 。 液 態(tài) 金 屬 對 鑄 型 的 熱 作 用 將 使 鑄 型 在高 溫 下 析 出 氣 體 ， 引 起 鑄 型 中 各 種 附 加 物 、 有 機(jī)物 的 燃 燒 、 分 解 和 升 華 ， 可 能 使 鑄 件 產(chǎn) 生 氣

33、 孔 。 1)型 砂 、 芯 砂 應(yīng) 具 有 一 定 的 強(qiáng) 度 (濕 態(tài) 抗 拉 強(qiáng) 度 或 干 態(tài) 抗 拉 強(qiáng) 度 等 )， 保 證在 造 型 、 合 型 、 搬 運(yùn) 和 澆 注 過 程 中 不 變 形 ， 不 損 壞 。2)良 好 的 透 氣 性 。 這 樣 可 以 保 證 在 液 態(tài) 金 屬 作 用 下 ， 鑄 型 和 型 芯 中 產(chǎn) 生的 氣 體 能 夠 通 過 砂 粒 間 的 空 隙 順 序 排 除 型 (芯 )外 ， 以 消 除 或 減 少 鑄 件 中 的氣 孔 缺 陷 。3)對 鑄 件 收 縮 的 可 退 讓 性 （ 或 容 讓 性 ） 。 這 是 由 于 鑄 件 在 凝 固

34、和 隨 后 的冷 卻 過 程 中 將 伴 隨 有 體 積 和 尺 寸 的 收 縮 。為 了 不 使 鑄 件 出 現(xiàn) 裂 紋 和 殘 余 變 形 ， 要 求 鑄 型 在 高 溫 下 可 以 喪 失 部 分 強(qiáng) 度 。4） 一 定 的 耐 火 度 和 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 。 保 證 在 高 溫 液 態(tài) 金 屬 作 用 下 ， 造 型 材 料不 軟 化 ； 不 與 液 態(tài) 金 屬 發(fā) 生 化 學(xué) 反 應(yīng) ； 不 產(chǎn) 生 或 少 產(chǎn) 生 反 應(yīng) 性 氣 體 。5） 良 好 的 工 藝 性 能 ， 即 在 造 型 、 制 芯 時(shí) 不 粘 模 ， 具 有 好 的 型 (芯 )砂 流 動(dòng)性 和 可 塑 性

35、； 在 鑄 件 落 砂 和 清 理 時(shí) 具 有 良 好 的 出 砂 性 。6） 對 于 鋁 、 鎂 合 金 生 產(chǎn) 條 件 下 ， 還 要 求 造 型 材 料 具 有 保 護(hù) 性 ， 以 防 止 合 金 在 澆 注 和 凝 固 過 程 中 氧 化 、 燃 燒 。 3.1.3造 型 材 料 性 能 的 基 本 要 求 3.2 型 砂 制 備 工 藝 流 程 圖 3.3 砂 處 理 裝 備砂 處 理 裝 備 概 述 砂 處 理 裝 備 ， 一 般 包 括 舊 砂 的 回 用 （ 或 再 生 ） 處 理 裝 備 、 混 砂 裝 備 、 搬 運(yùn) 及輔 助 裝 備 等 。 舊 砂 回 用 裝 備 的 主

36、 要 功 能 是 ： 去 除 舊 砂 中 的 金 屬 屑 、 雜 質(zhì) 灰 塵 、 降 溫 冷 卻 及 貯藏 等 。 再 生 裝 備 主 要 用 于 ： 化 學(xué) 粘 結(jié) 劑 砂 （ 樹 脂 砂 和 水 玻 璃 砂 等 ） ， 其 作 用 是 去 除 包覆 在 砂 粒 表 面 的 殘 留 粘 結(jié) 劑 膜 。 混 砂 裝 備 則 是 ： 完 成 砂 、 粘 結(jié) 劑 及 附 加 物 等 的 稱 量 和 混 制 ， 獲 得 滿 足 造 型 要 求的 高 質(zhì) 量 型 砂 。 1)舊 砂 破 碎 設(shè) 備粘 土 砂 濕 型 舊 砂 塊 破 碎 設(shè) 備主 要 有 雙 輪 破 碎 機(jī) 和 片 擊 破 碎 機(jī)兩 種

37、 。 S35系 列 雙 輪 松 砂 破 碎 機(jī) S35系 列 雙 輪 破 碎 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 圖1-電 動(dòng) 機(jī) 2-除 塵 口 3-鏈 條 4-后 導(dǎo) 料 板 5-松 散 輪 6-前 導(dǎo) 料 板 S37系 列 片 擊 式 破 碎 機(jī) 單 轉(zhuǎn) 子 片 擊 式 破 碎 機(jī)1-機(jī) 座 2-電 動(dòng) 機(jī) 3-抽 風(fēng) 口 4-進(jìn) 料 口 5-錘 子 對 于 混 雜 在 舊 砂 中 的 斷 裂 澆冒 口 、 飛 邊 、 鐵 豆 等 鐵 磁 性 物 質(zhì)可 用 磁 分 離 的 方 法 去 除 。 對 于 沒 有 磁 性 的 金 屬 、 砂 芯芯 頭 等 則 可 用 篩 分 的 方 法 去 除 。 常 用 的 磁 分

38、 離 設(shè) 備 有 ： 磁 分離 滾 筒 、 磁 分 離 帶 輪 和 帶 式 磁 分離 機(jī) 三 種 ； 常 用 的 篩 分 裝 置 有 ： 滾 筒 篩砂 機(jī) 、 擺 動(dòng) 篩 砂 機(jī) 、 振 動(dòng) 篩 砂 機(jī)等 。 2） 夾 雜 物 分 離 設(shè) 備 (1) 常 用 的 磁 分 離 設(shè) 備 ： (2)常 用 篩 分 設(shè) 備n 滾 筒 篩 砂 機(jī) S41系 列 雙 層 多 角 滾 筒 篩 砂 機(jī) S41系 列 滾 筒 篩 砂 機(jī)1-電 動(dòng) 機(jī) 2-減 速 器 3-除 塵 口 4-進(jìn) 料 口 5-底 座 6-滾 筒 n 振 動(dòng) 篩 砂 機(jī) ZS系 列 直 線 振 動(dòng) 篩 ZS系 列 直 線 振 動(dòng) 篩 外

39、 形 圖1-振 動(dòng) 電 動(dòng) 機(jī) 2-篩 箱 3-活 動(dòng) 蓋 板 4-木 楔5-吸 塵 口 6-進(jìn) 料 口 7-篩 網(wǎng) 8-減 震 彈 簧 3） 舊 砂 冷 卻 裝 備 熱 舊 砂 增 濕 攪 拌 器 砂 冷 卻 器抽 風(fēng) 除 塵 系 統(tǒng)鼓 風(fēng) 系 統(tǒng)濕 熱 舊 砂 冷 舊 砂自 動(dòng) 化 造 型 生 產(chǎn) 線 的 型 砂 使 用 頻 率 很 高 ， 澆 注 后 型 砂 溫度 升 高 ， 必 須 對 舊 砂 進(jìn) 行 冷 卻 。 加 水 冷 卻 的 實(shí) 質(zhì) 是 利 用 砂中 水 分 蒸 發(fā) 時(shí) 吸 收 熱 量 的 原 理 使 砂 子 降 溫 。 舊 砂 冷 卻 系 統(tǒng) 組 成 示 意 圖 GLQ21落

40、 砂 冷 卻 滾 筒 回 轉(zhuǎn) 冷 卻 滾 筒 冷 卻 滾 筒 （ 1） 雙 盤 冷 卻 器 S8340雙 盤 冷 卻 器1-下 圍 圈 2-下 圍 圈 3-風(fēng) 帶 4-卸 砂 門 5-左 減 速 器 6-潤 滑 系 統(tǒng) 7-右 減 速 器 8-攪 拌 裝 置 9-加 水 系 統(tǒng) 振 動(dòng) 沸 騰 冷 卻 ： SKA系 列 振 動(dòng) 沸 騰 冷 卻 裝置 結(jié) 構(gòu) 圖1-料 斗 2-料 位 計(jì) 3-帶 式給 料 機(jī) 4-鼓 風(fēng) 機(jī) 5-振 動(dòng)沸 騰 床 6-帶 式 輸 送 機(jī) 7- 砂 流 量 計(jì) 8-溫 度 傳 感 器 9-除 塵 管 10-加 水 噴 頭 11-溫 度 傳 感 器 4) 混 砂 裝

41、 備（ 1） 粘 土 砂 混 砂 機(jī) 粘 土 砂 混 砂 機(jī) ， 按 混 砂 裝 置 可 分 為 ： 碾 輪 式 、 轉(zhuǎn) 子 式 、擺 輪 式 、 葉 片 式 、 逆 流 式 等 。混 砂 機(jī) 對 混 制 粘 土 砂 的 要 求 是 :將 各 種 成 分 混 合 均 勻 ，使 水 分 均 勻 濕 潤 所 有 物 料 ； 使 粘 結(jié) 劑 膜 均 勻 地 包 覆 在 砂 粒表 面 ； 將 混 砂 過 程 中 產(chǎn) 生 的 粘 土 團(tuán) 破 碎 ， 使 型 砂 松 散 。 混 砂 裝 備 是 自 動(dòng) 化 砂 處 理 系 統(tǒng) 中 最 重 要 的 設(shè) 備 ， 應(yīng) 根據(jù) 鑄 件 大 小 、 造 型 方 法 、

42、 型 砂 類 型 、 粘 結(jié) 劑 等 來 選 擇 合 適的 混 砂 裝 備 ?；?砂 裝 備 種 類 繁 多 ， 結(jié) 構(gòu) 各 異 。 碾 輪 式 混 砂 機(jī) :是 目 前 使 用 最 廣 泛 的 混 砂 裝 備 之 一 轉(zhuǎn) 子 式 混 砂 機(jī) （ S1420A） n 轉(zhuǎn) 子 式 混 砂 機(jī) 是 根 據(jù) 強(qiáng) 烈 攪 拌 原 理 設(shè) 計(jì)的 ， 主 要 混 砂 機(jī) 構(gòu) 是 高 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) 的 混 砂 轉(zhuǎn)子 。 轉(zhuǎn) 子 上 的 葉 片 迎 著 砂 的 流 動(dòng) 方 向 ，對 型 砂 施 以 沖 擊 力 ， 使 砂 粒 間 彼 此 碰 撞 、混 和 ， 使 粘 土 團(tuán) 破 碎 、 分 散 ； 旋 轉(zhuǎn) 的

43、葉片 同 時(shí) 對 松 散 的 砂 層 施 以 剪 切 力 ， 使 砂層 間 產(chǎn) 生 速 度 差 ， 砂 粒 間 相 對 運(yùn) 動(dòng) ， 互相 摩 擦 ， 將 各 種 成 分 快 速 地 混 合 均 勻 ，在 砂 粒 表 面 包 覆 上 粘 土 膜 。 （ 2） 化 學(xué) 粘 結(jié) 劑 砂 混 砂 機(jī) 用 于 化 學(xué) 粘 結(jié) 劑 如 樹 脂 、 水 玻 璃 砂 的 混 砂 機(jī) 有 雙 螺 旋 連 續(xù)式 混 砂 機(jī) 和 球 形 混 砂 機(jī) ,只 要 求 充 分 攪 拌 。 球 形 混 砂 機(jī) 1 轉(zhuǎn) 軸 2球 型 外 殼 3攪 拌 葉 片 4反 射 葉 片 5卸 料 門 6） 松 砂 設(shè) 備 S32葉 片

44、 松 砂 機(jī) S3212葉 片 式 松 砂 機(jī)1-電 動(dòng) 機(jī) 2-進(jìn) 料 口 3-葉 片 4-鐵 鏈 5-底 座 7) 一 個(gè) 組 成 簡 單 （ 典 型 ） 的 粘 土 舊 砂 處 理 系 統(tǒng) 8) 舊 砂 回 用 系 統(tǒng) 的 自 動(dòng) 化 重 點(diǎn) 是 : 舊 砂 冷 卻 ,即 n 為 提 高 舊 砂 的 冷 卻 效 率 ， 普 遍 的 方 法 是 采 用 增 濕 冷 卻 方 法 ； n 因 此 ， 在 自 動(dòng) 化 的 舊 砂 回 用 系 統(tǒng) 中 須 設(shè) 置 型 砂 溫 度 傳 感 器 、 水分 傳 感 器 、 加 水 裝 置 、 攪 拌 裝 置 、 除 塵 裝 置 等 。 n 而 型 砂 混

45、 制 系 統(tǒng) 的 自 動(dòng) 化 重 點(diǎn) 則 是 型 砂 性 能 的 控 制 ， 其 主 要 控制 對 象 是 以 型 砂 緊 實(shí) 率 為 中 心 的 型 砂 性 能 在 線 檢 測 裝 置 、 水 分檢 測 裝 置 、 加 水 裝 置 等 。 LIPPKE公 司 型 砂 性 能 在 線 監(jiān) 測 儀 及 砂 處 理系 統(tǒng) 計(jì) 算 機(jī) 集 成 控 制 系 統(tǒng) a砂 型 性 能 監(jiān) 測 儀 b砂 處 理 計(jì) 算 機(jī) 集 成 控 制 系 統(tǒng) 4合 金 熔 煉 工 藝 與 設(shè) 備n 合 金 熔 煉 任 務(wù) ；n 合 金 熔 煉 與 澆 注 ；n 合 金 熔 煉 設(shè) 備 。 4.1合 金 熔 煉 的 任 務(wù)

46、n 鑄 造 生 產(chǎn) 中 很 少 采 用 純 金 屬 ， 而 是 采 用 各 種 合 金 。其 中 有 鑄 鐵 、 鑄 鋼 、 鑄 銅 合 金 、 鑄 鋁 合 金 等 ， 鑄鐵 和 鑄 鋼 是 最 重 要 的 品 種 。n 熔 化 是 金 屬 液 態(tài) 成 形 的 首 要 環(huán) 節(jié) ， 其 任 務(wù) 是 提 供高 質(zhì) 量 的 金 屬 液 體 。 合 格 、 高 質(zhì) 量 液 態(tài) 金 屬 的 三要 求 ： 具 有 所 需 要 的 溫 度 ; 雜 質(zhì) 含 量 低 ; 具 有 所 要 求 的 化 學(xué) 成 分 . 4.2合 金 澆 注n 澆 注 把 液 態(tài) 金 屬 澆 入 鑄 型 的 過 程 稱 為 澆 注 。

47、 澆 注時(shí) 必 須 注 意 以 下 問 題 ： 控 制 澆 注 溫 度 ； 控 制 充 型 速 度 ； 澆 注 時(shí) ， 不 允 許 斷 流 ， 故 金 屬 液 量 不 夠 時(shí) 不 應(yīng) 澆注 ； 應(yīng) 注 意 擋 渣 ； 及 時(shí) 點(diǎn) 燃 從 砂 型 中 逸 出 的 氣 體 ， 以 防 CO等 有 害 氣體 污 染 空 氣 及 形 成 氣 孔 。 鑄 鐵 的 熔 煉 及 澆 注 ， 應(yīng) 保 證 在 規(guī) 定 的 化 學(xué) 成 分 和 合 適 的溫 度 下 進(jìn) 行 。 （ 以 沖 天 爐 熔 煉 鑄 鐵 為 例 ） 熔 煉 爐 料 生 鐵 錠 、 回 爐 鐵 、 廢 鋼 等 金 屬 料 。 配 以硅 鐵

48、、 錳 鐵 等 調(diào) 整 其 比 例 可 得 到 一 定 含 碳 量 和 化 學(xué) 成 分 的鑄 鐵 。鑄 鐵 合 金 的 熔 煉 及 澆 注 燃 料 常 用 燃 料 為 焦 炭 。 熔 劑 常 用 熔 劑 有 石 灰 石 （ CaCO3） 或 瑩 石（ CaF2） ， 其 目 的 為 造 渣 。 澆 注 溫 度 在 一 定 的 溫度 范 圍 內(nèi) ， 澆 注 溫 度 越 高 ， 合金 液 體 的 流 動(dòng) 性 越 好 。 但 當(dāng) 超過 一 定 界 限 后 由 于 合 金 液 體 吸氣 多 ， 氧 化 嚴(yán) 重 ， 流 動(dòng) 性 反 而降 低 。 澆 注 溫 度 一 般 控 制 在 液相 線 以 上 ，

49、約 有 150 的 過 熱度 。 共 晶 鑄 鐵 ： 1150 1300 鑄 鋼 ： 1520 1620 4.3合 金 熔 化 裝 備n 根 據(jù) 合 金 材 料 可 選 擇 不 同 的 金 屬 熔 化 方 法 ： 鑄 鐵 合 金 廣 泛 采 用 沖 天 爐 熔 化 鑄 鋼 常 用 電 弧 爐 或 感 應(yīng) 電 爐 熔 煉 鋁 合 金 常 用 電 阻 爐 或 油 氣 爐 熔 化 等 n 金 屬 的 熔 化 裝 備 一 般 應(yīng) 包 括 三 大 部 分 ： 熔 化爐 、 輔 助 裝 備 （ 如 配 料 加 料 裝 備 等 ） 、 澆 注裝 備 。 5制 芯 工 藝 與 設(shè) 備n 砂 芯 通 常 用 于

50、 形 成 鑄 件 內(nèi) 腔 或 空 洞 ， 而 砂型 則 形 成 鑄 件 外 形 。n 砂 芯 一 般 單 獨(dú) 制 度 ， 然 后 用 手 工 或 下 芯 機(jī)放 置 到 造 好 的 鑄 型 中 。n 澆 注 后 砂 芯 除 芯 頭 部 分 外 ， 其 余 部 分 都 被液 態(tài) 金 屬 所 包 圍 ， 因 此 砂 芯 需 要 比 鑄 型 有更 高 的 常 溫 干 強(qiáng) 度 和 高 溫 強(qiáng) 度 。 5.1制 芯 工 藝 過 程芯 砂 成 形 砂 芯 脫 模 修 補(bǔ)加 熱 固 化芯 砂 成 形 砂 芯 固 化 脫 模 修 補(bǔ) 組 芯涂 料 烘 干烘 干 涂 料烘 烤檢 驗(yàn)下 芯 5.2制 芯 設(shè) 備 的

51、 類 型 (按 砂 芯 硬化 方 式 分 類 )n 殼 芯 機(jī) ； 芯 盒 加 熱 到 230-290 ， 砂 芯 僅 外 表面 受 熱 硬 化 ；n 熱 芯 盒 制 芯 機(jī) 。 芯 盒 必 須 加 熱 到 200-250 ；n 溫 芯 盒 制 芯 機(jī) 。 芯 盒 加 熱 溫 度 低 于 175 ；n 冷 芯 盒 制 芯 機(jī) 。 砂 芯 無 需 加 熱 ， 在 常 溫 下 整 體硬 化 ； n 多 功 能 制 芯 機(jī) 。 可 用 兩 種 或 兩 種 以 上 的 不 同 硬化 方 式 制 芯 。 1)殼 芯 成 型 工 藝 特 征 與 設(shè) 備（ 1） 翻 斗 式 殼 法 造 型 原 理 a) 在

52、 熱 模 樣 上 噴 脫 模 劑 b)模 樣 翻 轉(zhuǎn) 到 翻 斗 上 夾 緊 c)結(jié) 殼 d)結(jié) 殼 后 復(fù) 位e)殼 型 仍 附 在 模 樣 上 并 移 到 烘 干 爐 硬 化 f)脫 殼 、 頂 出 取 走 殼 型 K8系 列 殼 型 機(jī) 殼 芯 機(jī) 基 本 上 是 利 用 吹 砂 原 理 制 成 的 。其 過 程 如 圖 所 示 ， 依 此 經(jīng) 過 芯 盒 合 攏 、 翻 轉(zhuǎn)吹 砂 、 加 熱 結(jié) 殼 、 回 轉(zhuǎn) 倒 出 余 砂 、 芯 盒 分 開取 芯 等 工 序 。 圖 殼 芯 機(jī) 工 作 原 理 示 意 圖 a） 起 始 位 置 b） 芯 盒 合 攏 吹 砂 斗 上 升 c） 翻

53、轉(zhuǎn) 吹 砂 加 熱 結(jié) 殼 d） 轉(zhuǎn) 回 搖 擺 倒 出余 砂 e） 芯 盒 分 開 頂 芯 取 芯 （ 2） 吹 砂 法 Z95系 列 殼 芯 機(jī) 2） 熱 芯 盒 射 芯 熱 芯 盒 執(zhí) 行 工 藝 過 程 示 意 圖a)關(guān) 閉 芯 盒 b)工 作 臺(tái) 上 升 ， 射 砂 c)工 作 臺(tái) 下 降 ， 砂 芯 固 化 d)開 盒 ， 取 芯 1-射 砂 筒 及 射 頭 2芯 盒 3)夾 緊 缸 4-工 作 臺(tái) 5-砂 芯 6-加 熱 板 2） 熱 芯 盒 射 芯 熱 芯 盒 射 芯 機(jī) 1振 動(dòng) 電 機(jī) 2閘 板 3射 砂 筒 4射 砂 頭 5排 氣 塞 6氣 動(dòng) 托板 7工 作 臺(tái) 及 其

54、 升 降 氣 缸 8底 座 9立 柱 10閘 板 氣 缸 11閘 板 密 封 圈 12砂 斗 13減 震器 14排 氣 閥 15加 熱 板 16夾 緊 器 17夾 緊 氣 缸 18工 作臺(tái) 19開 關(guān) 控 制 器 20取 芯 桿 21砂 芯 22薄 膜 閥 23芯 盒 2ZZ86系 列 二 工 位 制 芯 機(jī) 3） 冷 芯 盒 制 芯 機(jī) 工 藝 特 征 及 設(shè) 備（ 1） 氣 硬 冷 芯 盒 法使 用 較 多 的 是 三 乙 胺 法 ， 硬 化 速 度 快 ， 硬 透 性 好 ，生 產(chǎn) 效 率 高 ， 芯 盒 不 需 加 熱 ， 芯 盒 成 本 低 。原 材 料 主 要 由 硅 砂 、 樹

55、脂 （ 酚 醛 樹 脂 和 聚 異 氰 酸酯 ） 和 催 化 劑 （ 液 態(tài) 三 乙 胺 ） 等 組 成 。射 芯 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 與 熱 芯 盒 射 芯 機(jī) 類 似 ， 但 增 加 了 吹 氣機(jī) 構(gòu) 和 尾 氣 凈 化 系 統(tǒng) ， 混 砂 機(jī) 系 統(tǒng) 中 原 砂 要 求 有 砂 溫調(diào) 節(jié) 器 、 兩 種 組 分 樹 脂 的 加 熱 器 ， 氣 體 發(fā) 生 器 、 壓 縮空 氣 除 濕 系 統(tǒng) 等 。 z84系 列 冷 芯 盒 射 芯 機(jī) 三 乙 胺 法 制 芯 工 藝 過 程a)吹 砂 b)吹 氣 硬 化 冷 芯 法 制 芯 系 統(tǒng) 組 成 1芯 砂 氣 力 輸 送 裝 置 2、 11-冷 芯

56、盒 射 芯 機(jī) 3-芯 砂 配 送 系 統(tǒng) 4、 10-氣 體 發(fā) 生 器 5、 9-電 氣 控 制 系 統(tǒng) 6-廢 砂 斗 7-廢 砂 溜 槽 8-混 砂 系 統(tǒng) 12-尾 氣 凈 化 系 統(tǒng) （ 2） 自 硬 冷 芯 盒 法將 砂 子 、 液 態(tài) 樹 脂 及 液 態(tài) 催 化 劑 混 合 均 勻 后 ， 填 充 到 芯盒 （ 或 砂 箱 ） 中 ， 稍 加 緊 實(shí) ， 即 于 室 溫 下 在 芯 盒 （ 或 砂箱 ） 內(nèi) 硬 化 成 型 。樹 脂 砂 可 在 常 溫 下 自 行 硬 化 成 形 ， 型 、 芯 砂 有 一 定 可 使用 時(shí) 間 ， 其 硬 化 速 度 與 強(qiáng) 度 受 室 溫

57、、 環(huán) 境 濕 度 的 影 響 很大 ， 生 產(chǎn) 效 率 不 高 ， 比 較 適 合 單 件 、 小 批 量 、 多 品 種 的中 、 大 型 鑄 件 型 、 芯 生 產(chǎn) 。 6.3西 班 牙 Loramendi公 司 制 芯 中 心 Key-core系 統(tǒng) 工 作 程 序 （ 圖 中 數(shù) 字 為 砂 芯 編 號(hào) ） 4缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 制 芯 中 心 平 面 布 置 示 意 圖 1-冷 芯 盒 射 芯 機(jī) 2-芯 盒 自 動(dòng) 快 換 系 統(tǒng) 3-主 機(jī) 工 裝 檢 測 和 服 務(wù) 裝 置 4-四 套 修 芯 板5-1號(hào) 機(jī) 械 手 6-雙 層 全 自 動(dòng) 儲(chǔ) 芯 庫 7-機(jī) 械 手 夾 具 自

58、 動(dòng) 更 換 庫 8-Key-core鎖 芯 夾 具 庫 9-2號(hào) 機(jī) 械 手 10-key-core鎖 芯 機(jī) 11-機(jī) 械 手 夾 具 清 理 槽 12-浸 涂 機(jī) 13烘 干 爐 6 鑄 件 落 砂 與 清 理n 清 理 是 鑄 造 生 產(chǎn) 中后 處 理 工 序 ， 是 鑄件 落 砂 與 冷 卻 后 ，清 除 掉 本 體 以 外 的多 余 部 分 ， 并 打 磨精 整 鑄 件 內(nèi) 外 表 面的 過 程 。 n 鑄 件 清 理 方 法 有 機(jī)械 方 法 、 物 理 方 法和 化 學(xué) 方 法 三 類 。 灰 鑄 鐵 清 理 工 藝 流 程 圖 n 為 了 優(yōu) 質(zhì) 高 效 的 清 理 鑄 件

59、， 應(yīng) 從 兩 個(gè) 方面 做 工 作 ：1) 采 用 先 進(jìn) 的 清 理 工 藝 ， 并 研 制 和 使 用 高效 的 清 理 設(shè) 備 ；2) 精 化 鑄 件 ， 使 生 產(chǎn) 出 來 的 鑄 件 具 有 最 少的 清 理 工 作 量 。 6.1落 砂n 振 動(dòng) 落 砂 法 ， 是 由 周 期 振 動(dòng) 的 落 砂 柵 床將 鑄 型 拋 起 ， 然 后 鑄 型 自 由 下 落 與 柵 床相 碰 撞 。 如 此 不 斷 撞 擊 ， 而 使 砂 型 破 壞 ，鑄 件 及 型 砂 從 砂 箱 中 脫 出 ， 達(dá) 到 落 砂 的目 的 。 n （ 1） 偏 心 振 動(dòng) 落 砂 機(jī) n （ 2） 慣 性 振

60、 動(dòng) 落 砂 機(jī) n （ 3） 慣 性 撞 擊 式 落 砂 機(jī) 6.2鑄 件 清 理 設(shè) 備(1)除 芯 及 表 面 清 砂 設(shè) 備n 表 面 處 理 的 目 的 是 要 去 除 鑄 件 表 面 的 粘 砂 、 氧 化 皮等 雜 質(zhì) ， 使 鑄 件 表 面 露 出 金 屬 本 色 ， 并 提 高 噴 漆 質(zhì)量 。n 所 使 用 的 干 法 表 面 清 理 工 藝 主 要 采 用 振 動(dòng) 清 砂 除 芯及 噴 拋 丸 清 理 工 藝 。n 鑄 件 由 濕 法 向 干 法 轉(zhuǎn) 變 ； (1)振 動(dòng) 清 砂 除 芯 設(shè) 備n 振 動(dòng) 除 芯 ， 以 振 動(dòng) 頭 振 擊 鑄 件 使 其 內(nèi) 腔 的 粘

61、砂 或 砂 芯 剝 離 脫 落 出 來 。n 對 狹 小 的 內(nèi) 腔 鑄 件 清 理 效 果 好 ； 清 砂 徹 底 ；噪 聲 大 ， 粉 塵 多 ， 表 面 質(zhì) 量 差 。n 用 于 帶 復(fù) 雜 內(nèi) 腔 鑄 件 的 清 砂 除 芯 和 拋 丸 前 的預(yù) 清 理 。n 振 動(dòng) 除 芯 技 術(shù) 經(jīng) 歷 了 由 振 動(dòng) 臺(tái) 式 到 單 氣 動(dòng) 振子 整 體 擊 振 式 和 多 振 子 高 頻 擊 振 式 的 轉(zhuǎn) 變 。 L145型 振 動(dòng) 除 芯 機(jī) 1-尾 架 2-后 夾 頭 3-前 撞 擊 頭 4-振 動(dòng) 器 5-啟 動(dòng) 推 桿 (2)噴 、 拋 丸 工 藝 設(shè) 備 噴 拋 丸 表 面 處 理

62、 工 藝 的 原 理 是 利 用 具 有 一 定 動(dòng) 能 的 金 屬 或 非 金 屬 丸 粒與 工 件 相 互 撞 擊 ， 一 部 分 動(dòng) 能 用 于 剝 離 鑄 件 的 粘 砂 、 氧 化 皮 等 雜 質(zhì) ，是 鑄 件 呈 現(xiàn) 金 屬 本 色 ； 另 一 部 分 動(dòng) 能 轉(zhuǎn) 變 為 鑄 件 表 面 的 變 形 能 ， 使 鑄件 表 面 具 有 適 宜 的 粗 糙 度 ， 增 加 比 表 面 積 ， 延 長 涂 漆 壽 命 。 在 鑄 件 表面 變 形 的 同 時(shí) ， 還 能 消 除 鑄 件 表 面 殘 余 應(yīng) 力 ， 提 高 疲 勞 強(qiáng) 度 ， 達(dá) 到 拋丸 強(qiáng) 化 的 目 的 。 拋 丸

63、清 理 是 ： 利 用 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 葉 輪 將 彈 丸 拋 向 鑄 件 ， 靠 彈 丸 的 沖 擊 打掉 鑄 件 表 面 粘 砂 和 氧 化 皮 。 該 清 理 方 法 效 果 好 ， 生 產(chǎn) 率 高 ， 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度低 ， 自 動(dòng) 化 程 度 高 ， 在 生 產(chǎn) 中 應(yīng) 用 廣 泛 。 其 缺 點(diǎn) 是 拋 射 方 向 不 能 任 意改 變 ， 靈 活 性 差 。 噴 丸 清 理 是 ： 利 用 壓 縮 空 氣 將 彈 丸 噴 射 到 鑄 件 表 面 來 實(shí) 現(xiàn) 的 。 噴 槍 的操 作 靈 活 ， 可 清 理 復(fù) 雜 內(nèi) 腔 和 深 孔 的 鑄 件 ； 但 生 產(chǎn) 效 率 低 ，

64、工 作 環(huán) 境惡 劣 ， 不 易 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 ， 一 般 用 于 清 理 復(fù) 雜 鑄 件 或 作 為 拋 丸 清 理 的 補(bǔ)充 手 段 。 常 用 清 理 裝 備 的 型 式 及 其 特 點(diǎn) 6.3澆 冒 口 及 飛 邊 毛 刺 清 理 設(shè) 備n 澆 冒 口 清 理 氣 沖 錘 。 手 持 式 氣 沖 錘 ； 機(jī)械 手 氣 沖 錘 。n 澆 冒 口 液 壓 分 離 器 。n 氣 割 法 去 除 澆 冒 口 。n 飛 邊 毛 刺 清 理 設(shè) 備 。 6.4 除 塵 裝 備 粉 塵 的 危 害 及 其 最 高 容 許 濃 度 （ 1） 粉 塵 通 常 是 指 小 于 40 m的 顆 粒 ，

65、 它 是 污 染 空 氣 的 主 要 因 素之 一 。 （ 2） 人 長 期 吸 入 某 些 礦 物 質(zhì) 粉 塵 會(huì) 導(dǎo) 致 塵 肺 （ 如 矽 肺 等 ） 。 （ 3） 除 塵 設(shè) 備 系 統(tǒng) 的 作 用 是 捕 集 氣 流 中 的 塵 粒 、 凈 化 空 氣 ， 它 主要 由 局 部 吸 風(fēng) 罩 、 風(fēng) 管 、 除 塵 器 、 風(fēng) 機(jī) 等 組 成 ， 其 中 ， 除 塵 器 是 系統(tǒng) 中 是 主 要 設(shè) 備 。 （ 4） 除 塵 器 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 很 多 ， 可 分 為 干 式 和 濕 式 除 塵 器 兩 大 類 。常 見 的 干 式 除 塵 器 有 旋 風(fēng) 除 塵 器 和 袋 式 除 塵 器 兩 種 。 旋 風(fēng) 除 塵 器 旋 風(fēng) 除 塵 器 原 理 圖 袋 式 除 塵 器 思 考n 思 考 如 何 運(yùn) 用 現(xiàn) 代 管 理 技 術(shù) 實(shí) 現(xiàn) 鑄 造 生產(chǎn) 的 高 效 率 生 產(chǎn) 運(yùn) 營 ？n 圍 繞 鑄 件 產(chǎn) 品 生 產(chǎn) 思 考 如 何 優(yōu) 化 鑄 造 工藝 裝 備 設(shè) 計(jì) ？