[精品]金属材料加工设备

1、1紧实度单-位体积内型砂的质量5 =m/v2型砂的紧实度的测量方法：1）用一钢管或特制的砖头，把被测部分的型砂取出，称出英质量并计算体积2）型砂硕度测量（常用型砂表而硕度计）3深凹比：指型砂深凹处的高与宽z比，用a表示a=ii/bmin （ ii：深凹处的高度（或深度）bmin：深凹处短边宽度）深凹比a越人，则深凹处底部型砂的紧实越不容易4压缩比：h/h或h/ （h-m）5砂处理设备的分类1）砂处理系统a）新砂的处理，贮存输运系统b）旧砂冋用和再生 系统c）辅料的贮存和输运系统d）型砂的混制和输运系统e）型砂质量控制系统2）按功能 分类：混砂设备、水分控制和检验设备、松砂设备、破碎设备、磁选设

2、备6砂处理设备的选用和系统设计的一般原则1）依据生产规模，生产性质和铸件的工艺要求2）依据砂处理的服务对象3）依据厂房的条件（大小、高低）及已有的服务设施4）放置 设备的形式（塔式、平面式）5）劳动环境（设置密闭系统，由计算机控制操作）7选择混砂机要考虑的因素1）型砂（芯砂）的种类2）用砂量大小3）混砂机数量的确定4）设备的选择耍有前瞻性8混砂机的分类及工作原理：1）碾轮混砂机：通过碾压作用2）摆轮混砂机：侧壁碾轮挤压作用3）双碾盘混砂机：碾轮挤压作用4）碾轮转子混砂机：切割力作用和碾轮挤压作用5）转子混砂机：通过刀片的高速旋转，砂子粘土的切削，使砂子充分混合9造型设备的分类及特点1）震击式：

3、模样模板处紧实度高，适用小批量，尺寸精度低, 简单铸件2）震压式：紧实度均匀性好，适用大中小批量，尺寸精度高，复杂铸件3）压实式: 靠近压头处紧实度高，不利于浇注排气，适用于中小批量，尺寸精度高，复杂铸件4）射压 式：紧实度均匀，适用小批量或单件生产，尺寸精度高的复杂铸件5）气力紧实式：（1）气 冲：紧实度均匀，适用于大批量，高精度复杂铸件（2）静压：紧实度均匀，适用于大批量, 高精度复杂铸件精度重复性好的造型设备4）环保设备然后工作台将砂箱连同型砂实砂过程的应用：砂箱下层10造型设备的选择原则1）造型设备的生产率要和产量相适应2）符合铸型的硬度要求3）复杂、精度高的人批量铸件生产选择紧实度高

4、11均匀，精度高, 高效造型机要有配套设备发挥其生产效率5）优先选择无公害,11震击实砂是怎么实现？ 1）实砂过程：将型砂填入砂箱,举升到一定高度，并让其自由下落，工作台与机体发生撞击2） 比上层紧实度大，适用与模样较高或比较复杂的砂型12震压造型机的工作原理及特点:1） i作原理：将型砂填入砂箱，然后工作台将砂箱连同型砂升到一定高度，并让其自由下落，工作台与机体发生撞击，撞击吋，型砂的下落速 度变成很大的冲击力，作用在下面的砂层上，使型砂层层得到紧实。2）特点：优点紧实度大; 缺点噪声大，生产效率低13多触头压头工作原理：1）主动式多触头：指在其工作过程屮，触头由独立的油压推 动主动加压的结

5、构。加压前，触头在液压缸中缩进；加压时，触头液压缸顶上进油，将触头 压向砂型。液压缸内的油压可以是相同的，各触头的实砂压力相同；也可以另通油路，使边 上触头液压缸的油压高一些，使边触头的比压较高2）浮动式多触头：在压砂过程中，多触 头本身并不采用液压驱动，而是由向上运动的砂型接触多触头，产生压力，实现压实。由于 多触头后面的液压缸压力相平衡，使实砂压力均匀化14熔炼炉的类别和用途1）冲天炉：焦炭和油/气：熔化效率高，5060%,适用于铸件熔 炼2）电弧炉（1）普通：冶金质量高，适合高中低碳熔炼，停开炉方便（2）电渣重熔：通 过渣洗减少气体和杂质，适用高强度的铸件，铸锭（3）真空：防止氧化，吸入

6、气体，适用高 纯的容易氧化的钛合金，特种钢3）电子束炉：高真空下熔炼浇注，几乎无氧化吸气，适合 尖端材料的熔炼4）感应电炉：工频和屮频：过热。热效率高，适合各种金属的熔炼和金属 液的升温和保温5）堆锅炉（1）火焰式：炉温高且均匀（2）电阻式：普通式和红外加热。 适用于铝合金等冇色金屈的冶炼和精炼6）反射炉：适用于铝合金等冇色金屈的冶炼和精炼15冲天炉炉型选择1）普通铸铁，冷硬铸铁，可锻铸铁（风温必须270°c）选用中低温 风2）薄壁高强铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁，合金铸铁采用中高温风16中频炉1）优点：加热速度快，吸入气体少，热量散失少，氧化少，热效率高2）缺 点：炉渣温度低，化学活性

7、低，渣的清洗作用不明显3）主要部分：感应线圈、水冷装置、 控制装置、炉体和耐火材料17压铸机分为冷室压铸机，热室压铸机18压力铸造设备的选择原则：1）对于镁、铅、锡、锌等低熔点合金的压铸，要选择热 室压铸机；对于铝、铜等高熔点合金压铸选用冷室压铸机2）选择压铸机的技术参数要满足 铸件生产要求3）在尽量满足生产需求的前提下，要少选用压铸机，方便维护修保养4）选用 自动化程度高的压铸机和辅机来提高生产效率19描述压铸机的压铸过程1）冷室压铸机：压射室充满熔融合金，在活塞压力作用，通 过浇道进入型腔，在压力作用下实现凝固，凝固后去掉动模，取出铸件2）热室压铸机： 璃里冲满加热的熔融合金，在活塞压力作

8、用，通过浇道进入型腔，在压力作用下实现凝固， 凝固后去掉动模，取出铸件20低压铸造过程：i甘烟里冲满熔融合金，通过气体加压，压缩空气，使液而下降，通过 升液管进入型腔，在气体和压力作用下实现凝固，凝固后去掉动模，取出铸件21离心铸造设备的分类和选择：1）立式离心铸造机：只能生产长径比小于1的铸件（若） 1,易产生偏析）2）卧式离心铸造机：长径比大于1的铸件22消失模铸造设备制模设备（口区设备），制型设备（黑区设备）23弧焊电源的分类：1）按输出电流分类（1）直流（2）交流（3）脉冲2）按电源的关键器件分类（1）交流变压器（2）直流变压器（3）弧焊整流器（4）弧焊逆流器3）按电源 的输出特性分类

9、（1）平特性（恒压）（2）缓降特性（3）垂直陡降特性（4）多特性4）按调 节方式分类（1）机械调节式（2）电磁调节式（3）电子控制式24弧焊电源调节式特点1）机械调节式设备简单，维护维修方便，笨重耗材多2）电磁 调节式耗材耗能产品3）电子控制式g外特性可任意控制，满足工艺要求b）可调参数多， 可输直、交流，脉冲式电流c）良好的动态特性、系统响应速度快d）可控性好，便于进行编 程，计算和控制e）电路复杂25焊接电弧：焊接电源供给一定电压的条件下，电极z间或电极与工件z间产生的一种 强烈的持续的气体放电现象。26焊接电弧气体放电1）非自持放电2）自持放电3）暗放电4）焊光放电5）电弧放电27电弧静

10、态伏安特性（静特性）在一定的电弧条件下，电弧稳定燃烧，电弧电压uf与电弧电流if之间的关系28影响电弧静态特性和电弧电压的因素1）电弧的长度影响u=elo随着电弧长度的增加,电弧电压增大，静特性曲线位置提高2）周气体种类的影响周围气体介质对电弧的冷却越显著，则电弧电压升高越多，静特性曲线上升越多3）周围气体介质压力的影响压力人，气 体粒子数量大，对电弧的冷却作用越显著，则电弧电压升高，静特性曲线上升越多29电弧外特性：在规定范围内，弧焊电弧输出的稳定电压uy和稳态电流iy间的关系30电弧稳定燃烧的条件：电源的外特性曲线uy=f （ly）与电弧的静特性曲线uf二f （if） 有交点，在交点左侧u

11、y>uf,交点右侧uy<uf31焊接电弧的产热机构阴极区，阳极区，弧柱区1）弧柱区的产热机构a）电子流与其 它粒子碰撞的散乱运动的动能b）电子沿电场方向的定向运动2）阴极区的产热机构a）逸出 功的能量损失b）有阴极压降的作用，电子得到加速获得能量c）电子向弧柱运动时，带走一 部分能量3）阳极区的产热机构g获得阳极区逸出功能量b）阳极压降使电子加速产生的能 量c）电了从弧柱区带来的一部分热量32晶闸管的结构：a阳极k阴极g门极33晶闸管导通与关断条件：1）阳极加反向电压时，无论门极加何方向电压，晶闸管都是阻断2）阳极加正向电压，门极加正向电压，晶闸管由阻断状态转变为导通状态3）当晶闸

12、 管导通后，只要阳极加正电压，门极电压何种方向都能继续导通4）当晶闸管的正向电压或 导通电流逐渐减小到零时，口然阻断，在阳极加反向电压时被迫阻断34电子控制型弧焊电压的外特性的控制原理uk=k3kl （uyu-muf） +k2 （uyi-ntf） 1） 只取电压负反馈：ki （uyu-muf） +k2 （uyi-nlf） =0,若 uyi二0, if=0,则 uyu-muf=0uf=uyu/m 2）只取电流的负反馈：uyu=0, if=0,则if=uyi/n k2不易取太大，否则会出现振荡，所以 一般k2取2030 3）电流截止负反馈：（1）当lf<lth时，外特性为变特性变压器的自然特

13、性（2）当if>ith吋，采用电流负反馈特性或陡降外特性4）复合负反馈：（1）同吋采用电 流和电压的负反馈 uyi, uyu定，a uf/ a if=-k2n/km*if, if=o, uf=uo； uf=uo- (k2n/km)*f (2)不同时刻釆用不同信号负反馈 uf>uth 时，if二l/n*uyi, ufwuth, uf=uo- (k2n/km) *if (3) a) if<ith,电压负反馈，uf=uyu/m b) if>ith,电流负反馈，if=l/n*uyi35三相半控桥式整流电路：1）自然换向点a=0 2）触发延迟角a a =60, 90, 120 3

14、）导通角：参与导通的位相角ud二1. 17u2 （1+cosa ）； ud二2. 34u2； a二0,输出电压电流最大, a t , ud i ； a =180° , ud=036三相全控桥式整流电路：双窄脉冲触发，单宽脉冲触发37逆变式弧焊电源的逆变形式：1） ac-dc-ac （输入交流，整流后变成直流，经过逆 变后又输出交流）特点：输出中频交流电，损耗严重，应用较少2） ac->dc->ac->dc：输出 直流电，口前应用最多3） ac-dc-ac-dc-ac：输方波交流电，在交流逆变弧焊电源和变 频性逆变弧焊电源较多38逆变式弧焊电源的特点：1）体积小，重量

15、小（工作频率高，线圈匝数少）2）高效节 能a）导线电损耗小，磁损耗小b）丄作电流小c）半导体器件处于开关状态，不处在模拟状 态，损耗小3）动特性好，控制灵活4）元器件的特性要求高，电路复杂39逆变电路igbt：由绝缘栅场效应管和功率晶体管复合而成。g栅极，c集电极，e发射极 工作方式：g->e,正向的栅极电压，igbt导通，反向电压或无电压关断40反激式单端逆变电路不导通反向，导通止向41对弧焊电源的基本要求：1）适当高的空载电压2）在不同的焊接方法要冇稳定合适的 外特性曲线3）具有较宽的参数调整范围（较好的调节特性）4）在焊接屮熔滴过渡稳定和较 少的飞溅（动特性好）42数字化弧焊电源的

16、特点：1）柔性控制和多功能集成2）具冇更强的稳定性和一致性3） 控制精度高4）接口的兼容性好5）操作性好6）通用性强，便于升级43弧焊电源的选择依据：1）焊接工艺方法2）焊接电流的种类（通常情况下直流比交流 的焊接质量好）3）弧焊电源功率的选择4）工作条件和焊接质量的要求一）根据焊接工艺选 择弧焊电源1）焊条电弧焊保证输出功率平稳，电弧静特性处于水平段，要求弧焊电源的外 特性呈下降的。（1）酸性焊条：选交流弧焊变压器（2）碱性焊条：选用直流电源2）埋弧焊: 电弧静特性处于水平段，根据等速或变速送丝，相应选用缓降特性或陡降特性的电源（1）从 质量上小 质量要求高，大容量交流埋弧焊b）质量要求不高

17、，直流埋弧焊（2）焊丝角度小 细焊丝（1.63mni）等速送丝，缓降特性电源b）粗焊丝（m4mni）电压反馈变速送丝， 陡降特性电源3）熔化极的气体保护焊：（1）细焊丝（ei6nmi）采用平特性弧焊电源，等速 送丝（2）粗焊丝（m2mm）采用下降特性弧焊电源，变速送丝4）磚极氮弧焊和等离子弧 焊：焊接电流：为保护焊接电流的稳变，选恒流或陡降外特性的电源5）药芯焊丝的电弧焊: 采用平特性电源和等速送丝相配合，直流反接较多二）弧焊电源种类的选择1）直流（1）冇色金屈，合金钢，铸铁选择直流（2）为获得 较大熔深选直流（3）活性保护无稳弧剂焊接选直流（4）水下焊接选直流2）交流一般要求 时选交流3）脉

18、冲热敏感强烈的合金，合金钢，薄件，单面焊双面成形，管道全位置焊接（热 输入小，焊接热循环可控，效率高）44埋弧焊1）工作原理：埋弧焊时，电弧是在颗粒状焊剂下产生的，一旦电弧热使焊件、 焊丝、焊剂熔化以致部分蒸发，金屈和焊剂的蒸发气体会形成一个气泡，电弧就在这个气泡 内持续燃烧，气泡的顶部被一层熔融状焊剂一熔渣所构成的外膜所包围。这层外膜不仅很好 地隔离空气与电弧和熔池的接触，而h将隔离有碍操作的弧光辐射。气泡的底部则是焊接熔 池，随着电弧的移动，熔池冷却结晶就形成了焊缝。2）特点（1）优点：a）工作效率高b） 焊接质量好c）节能省材d）劳动条件好（2）缺点：a）焊接位置冇局限性，水平倾斜度不大

19、 的焊接，适合长、直、大直径圆焊缝b）要求装配精度c）不能进行薄板焊接d）不能焊接活 泼金属45埋弧焊焊剂作用：1）气体隔离2）渣隔离，合金化作用3）机械隔离46埋弧焊的焊接材料的选择1）铸铁不能用埋弧焊焊接（形成热裂倾向大，缺陷大）2） 低熔点金屈不能用埋弧焊焊接3）活泼金屈也不能用埋弧焊焊接47铸极氮弧焊1）原理：在惰性气体的保护匚利用钩极与焊件间产生的电弧热熔化母 材和填充焊丝（可不填充焊丝），形成焊缝的焊接方法。2）优点：（1）焊接质量好（2）焊接 参数可控制，焊接过程稳定（3）易于突现自动化（4）适用薄板，全位置焊接，及不加衬垫 向单面焊双面成形工艺（5）无熔渣易清理3）缺点：（1）

20、抗风能力差（2）效率低（小电流） （3）对焊前工件清理要求高48熔化极氮弧焊（mig） 1）几乎适用所有的焊接材料2）生产效率高，焊接变形小3） 与c02气体保护电弧焊相比，飞溅少4）可适用于任何位置的焊接5）直流反接，在焊接铝合 金吋，可清理氧化膜，可用与母材相同49c02气体1）优点1）气体密度大，保护作用显著2）分解会产生气体膨胀，有利于保 护焊缝熔池2）缺点：飞溅;分解吸热50c02气体保护焊的优点：1）生产效率高，节省电能2）焊接成本低3）应用范围广4） 对油、锈等产生气孔的敏感性低5）焊缝含氢量少，抗冷裂能力强6）焊后不用清理缺点：1） 选用含脱氧剂的焊丝，飞溅严重2）此手工电弧焊

21、设备复杂3）抗风能力差，在室外焊接吋要 使用防风措施4）弧光比较强，必须进行劳动保护51 c02焊机焊接电源1）平特性：选用细丝，等速送丝，电弧稳定燃烧2）下降特性：粗丝（m3mni）,变速送丝，电弧稳定燃烧52等离子弧焊1）产生：将电弧进行压缩，使能量密度，温度和等离子体速度增大，而 得到等离子弧2）类型：（1）非转移型等离子弧（2）传移性等离子弧（3）混合型等离子弧3） 特点：（1）高导电性（2）热量高度集中（3）很强的机械冲击力（4）电弧稳定性好（5）调 节范围广，刚性化：切割，喷涂；柔性弧：堆焊4）应用：适用于各种金属材料的焊接、切 割、喷涂、堆焊等热加工，也适用于一些非金属的加工，有色金属，高熔点，热敏感的金属 焊接时优势明显。53塑性成型设备1）机械压力机（j）； 2）液压机（y）； 3）线材成型自动机（z）； 4） 锤（c）； 5）锻机（d）54锻锤的特点1）优点：工艺适应性好，结构简单2）缺点：振动大，噪声大（采用双 击锤，减小噪声和振动）55锻锤的工作原理：在蒸汽，空气或液压机构的驱动下，使落下部分（锤头、锤杆、活 塞等）向下运动积蓄能量，将能量传递给锻件，使锻件产生塑性变形56锻锤与压力机不同1）压力机一次成形，压制压力必须大于变形压力2）锻锤多次打 击，小变形量积累成预定变形量，每次打击力比总变形康力小57蒸汽一空气锤工作