材料工程设备2012

1、材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富材料工程设备材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富液态金属成型液态金属成型( (形形) )主要设备主要设备固态金属成型固态金属成型( (形形) )主要设备主要设备材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富l 周家林周家林 主编主编. .冶金工业出版社冶金工业出版社,2008,4l 杨文杰杨文杰, 宋春梅宋春梅 主编主编. .哈尔滨工业大哈尔滨工业大学出版社学出版社,2007,8l 王卫卫王卫卫 主编主编. .机械工业出版社机械工业出版社,2009,6l 夏巨谌夏巨谌 主编主编.机械工业出版机械工业出版社社,200

2、5,9l 黄庆学黄庆学 主编主编. . 冶金工业出版社冶金工业出版社,2007,6l刘宝珩刘宝珩 主编主编. 轧钢机械设备轧钢机械设备.冶金工业出版社冶金工业出版社,1986,6材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富砂型铸造设备砂型铸造设备压铸设备压铸设备连铸设备连铸设备 轧制设备轧制设备 制管设备制管设备 挤压设备挤压设备 拉拔设备拉拔设备 锻压设备锻压设备材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Typical gray-iron castings used in automobiles, including transmission valve body (l

3、eft) and hub rotor with disk-brake cylinder (front). Source: Courtesy of Central Foundry Division of General Motors Corporation.A cast transmission housing.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富静压造型生产线静压造型生产线(汽车发动机气缸体铸造用汽车发动机气缸体铸造用)砂型铸造设备砂型铸造设备 材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富美国亨特全自动无箱造型生

4、产线美国亨特全自动无箱造型生产线材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富日本东久日本东久AMF-07造型生产线造型生产线材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Schematic illustration of a sand mold, showing various features.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Steps in Sand CastingOutline of production steps in a typical sand-casting operation.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Seq

5、uence of Operations for Sand CastingSchematic illustration of the sequence of operations for sand casting. Source: Steel Founders Society of America. (a) A mechanical drawing of the part is used to generate a design for the pattern. Considerations such as part shrinkage and draft must be built into

6、the drawing. (b-c) Patterns have been mounted on plates equipped with pins for alignment. Note the presence of core prints designed to hold the core in place. (d-e) Core boxes produce core halves, which are pasted together. The cores will be used to produce the hollow area of the part shown in (a).

7、(f) The cope half of the mold is assembled by securing the cope pattern plate to the flask with aligning pins, and attaching inserts to form the sprue and risers. (continued)材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Sequence of Operations for Sand Casting (cont.)(g) The flask is rammed with sand and the plate and

8、inserts are removed. (g) The drag half is produced in a similar manner, with the pattern inserted. A bottom board is placed below the drag and aligned with pins. (i) The pattern, flask, and bottom board are inverted, and the pattern is withdrawn, leaving the appropriate imprint. (j) The core is set

9、in place within the drag cavity. (k) The mold is closed by placing the cope on top of the drag and buoyant forces in the liquid, which might lift the cope. (l) After the metal solidifies, the casting is removed from the mold. (m) The sprue and risers are cut off and recycled and the casting is clean

10、ed, inspected, and heat treated (when necessary).材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富l 造型、浇铸、落砂、清理造型、浇铸、落砂、清理. 用运输机械将各环节联结成流水线用运输机械将各环节联结成流水线.l 砂处理系统。砂处理系统。环形布置的铸型生产线环形布置的铸型生产线( (各工位由铸型输送机连接各工位由铸型输送机连接) )材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富SZ-60型连续式铸型输送机型连续式铸型输送机1-输送小车；输送小车；2-传动装置；传动装置；3-张紧装置；张紧装置；4-轨道系统；轨道系统；5-链轮；链轮

11、；6-驱动链条；驱动链条；7-推块；推块；8-导轮；导轮；9-牵引链条；牵引链条；10-车面；车面；11-车体；车体；12-走动轮走动轮材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富mV1.1 造型机及制芯机的工艺基础造型机及制芯机的工艺基础 造型造型、制芯制芯是砂型铸造生产的核心环节。是砂型铸造生产的核心环节。1.1.1 砂型紧实度要求及测量砂型紧实度要求及测量 （1）型砂被紧实到一定）型砂被紧实到一定强度强度和和刚度刚度的程度。定义式：的程度。定义式：m为型砂质量为型砂质量(g); V为型砂体积为型砂体积(cm3)（2）紧实度的测量）紧实度的测量 常采用型砂表面硬度计。常采用型砂表

12、面硬度计。 A、B型压头为型压头为球形球形,用于一般型砂用于一般型砂(一般型砂表面硬度一般型砂表面硬度6080g/mm2); C型压头为型压头为锥形锥形,测量硬度高的型砂测量硬度高的型砂(如如,高压造型可达高压造型可达90g/mm2以上以上).表观密度表观密度材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（3）对型砂紧实的工艺要求）对型砂紧实的工艺要求 具有足够紧实度具有足够紧实度. 能抗震动能抗震动; 抗应力抗应力,防止型壁移动防止型壁移动. 起模易、回弹力小起模易、回弹力小, 能保持铸型精度能保持铸型精度. 透气性透气性.1.1.2 压实过程压实过程 砂粒移动砂粒移动、紧实度变化与

13、压板紧实度变化与压板压入速度压入速度有关有关.压实实砂压实实砂 材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（1）慢速压实）慢速压实 7m/s. 底部及顶部高、中部较低底部及顶部高、中部较低.高速压实过程中砂型内紧实度变化情况高速压实过程中砂型内紧实度变化情况材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富通常压实的紧实度分布曲线通常压实的紧实度分布曲线（3）通常压实）通常压实 一般低压压实造型机。一般低压压实造型机。 压板不动，模板、型砂等向上运动。压板不动，模板、型砂等向上运动。 顶部高、中部最低。顶部高、中部最低。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.

14、1.3 压实紧实度分析压实紧实度分析（1）深凹比）深凹比 深凹处高深凹处高/宽比宽比 H为深度为深度; Bmin短边短边宽度宽度. A越大越大, 底部越不易紧实底部越不易紧实. 对于黏土砂对于黏土砂, 深凹处尚易紧深凹处尚易紧实实; 深凹处底部难于紧实深凹处底部难于紧实. 带高模样的带高模样的砂样砂样砂箱高度对紧实度分布的影响砂箱高度对紧实度分布的影响1-H=400mm；2-H=250mm；3-H=120mmminHABmin0.8HBmin0.8HB材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）压缩比）压缩比 压下高度压下高度(h)与砂柱高度与砂柱高度(H)的比的比,或压前砂柱

15、高度或压前砂柱高度(H+h)与压后高度与压后高度(H)之比之比. 压缩比大紧实度高压缩比大紧实度高; 反之，则低。反之，则低。压实实砂紧实压实实砂紧实度不均匀性的度不均匀性的分析分析（3）型砂向四周填充的可能性）型砂向四周填充的可能性 一般一般没有显著的横向流动没有显著的横向流动。 若用油脂做粘结剂、或流态砂则有明显横向流动。若用油脂做粘结剂、或流态砂则有明显横向流动。 材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（4）模样顶上砂柱的高宽比）模样顶上砂柱的高宽比B若若B过小过小,则顶上砂柱被过度紧实则顶上砂柱被过度紧实,压实力主要通过砂柱传到模样压实力主要通过砂柱传到模样,四周区四周

16、区域域紧实度很低紧实度很低. 故故,平板压实法平板压实法,主要用于砂箱高度主要用于砂箱高度150mm,而且深凹比小、模顶砂柱而且深凹比小、模顶砂柱较高情形较高情形.1.1.4 紧实度均匀化方法紧实度均匀化方法（1）减小压缩比差异）减小压缩比差异l 最好是整个砂型最好是整个砂型压缩比相同压缩比相同. 运用成形压板运用成形压板 运用多触头压头运用多触头压头 压膜造型压膜造型minshBb扁平砂柱的压实扁平砂柱的压实hs 为模样顶上砂柱高度为模样顶上砂柱高度; bmin模样顶上模样顶上窄边窄边宽度宽度.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富用成形压板压实用成形压板压实多触头压头的实多

17、触头压头的实砂原理砂原理1-小液压缸；小液压缸；2-多多触头；触头；3-辅助框；辅助框；4-模样；模样；5-砂箱砂箱材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Various designs of squeeze heads for mold making: (a) conventional flat head; (b) profile head; (c) equalizing squeeze pistons; and (d) flexible diaphragm. Source: Institute of British Foundrymen. Used with permissi

18、on.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）模板加压法与对压法）模板加压法与对压法 模板加压法模板加压法 对压法和差动加压法对压法和差动加压法（3）提高压前的型砂紧实度）提高压前的型砂紧实度 压前预实砂压前预实砂 控制型砂紧实率控制型砂紧实率 复合实砂复合实砂对压法对压法（4）高压压实）高压压实（5）多次加压与顺序加压）多次加压与顺序加压 运用多触头压头运用多触头压头,进行顺序加压。进行顺序加压。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.2 造型及制芯设备造型及制芯设备1.2.1 震击与震压造型机震击与震压造型机震击气缸的工作过程示意图震击气缸的工作过程示

19、意图1-震击活塞；震击活塞；2-进气孔；进气孔；3-排气孔排气孔材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（1）微震实砂）微震实砂 微震机构微震机构 可减少震击时巨大震击力对可减少震击时巨大震击力对地基的影响。地基的影响。 弹簧起到消震作用。弹簧起到消震作用。 振幅小而频率高。振幅小而频率高。过程：过程：震击缸进气震击缸进气震击活塞上升震击活塞上升缸缸体压缩弹簧向下运动体压缩弹簧向下运动排气排气震震击工作台击工作台惯性上升一段后下落惯性上升一段后下落震击气缸震击气缸受弹簧推动上升受弹簧推动上升工作工作台与气缸相遇撞击。台与气缸相遇撞击。震击机构的消震方法震击机构的消震方法1-震击活

20、塞；震击活塞；2-震击气缸；震击气缸；3-弹簧弹簧垫；垫；4-气缸气垫；气缸气垫；5-压实气缸压实气缸材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 压震机构压震机构 将微震与压实机构相结合。将微震与压实机构相结合。 压实压实震击。震击。1) 微震微震2) 预震预震+压实压实3) 压震压震4) 预震预震+压震压震压震时的状况压震时的状况1-压实气缸；压实气缸；2-压实活塞；压实活塞；3-弹簧垫；弹簧垫；4-震铁；震铁；5-震击气缸；震击气缸；6-砂砂箱；箱；7-压板压板材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）震压造型机）震压造型机填砂填砂开动震击初步紧实开动震击初步

21、紧实压板与砂箱对好压板与砂箱对好开压实气缸压实开压实气缸压实( (工作台上升工作台上升) ) (开开震击震击)工作台下降工作台下降顶杆托住砂箱、起模顶杆托住砂箱、起模起模顶杆下落起模顶杆下落起始状态起始状态Z145B震压造型机震压造型机总图总图1-机身；机身；2-按压阀；按压阀；3-起模同步架；起模同步架；4-震震击气缸；击气缸；5-起模导向起模导向杆；杆；6-起模顶杆起模顶杆；7-起模液压缸；起模液压缸；8-震动震动器；器；9-转臂动力缸；转臂动力缸；10-转臂中心轴；转臂中心轴；11-垫块；垫块；12-压板机构；压板机构；13-工作台；工作台；14-起模起模架架材料工程设备材料工程设备 讲

22、授人：张正富讲授人：张正富微震压实式造型机微震压实式造型机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（3）低压微震造型机）低压微震造型机 通过预震和压震实现紧实通过预震和压震实现紧实. 顶箱起模顶箱起模. 对于较高的砂型对于较高的砂型,可获得可获得较好的砂型紧实度分布较好的砂型紧实度分布.ZB148A造型机震压及起模机构示意图造型机震压及起模机构示意图( (微震微震) )1-震击活塞震击活塞(工作台工作台)；2-震铁；震铁；3-压实活塞；压实活塞；4-弹簧；弹簧；5-顶杆；顶杆；6-环形起模活塞；环形起模活塞；7-压实缸压实缸优点：优点：对地基震动较小对地基震动较小;可实现微震、压

23、震及不同紧可实现微震、压震及不同紧实方法组合实方法组合,高模样也能得到较高模样也能得到较好紧实好紧实,紧实度分布较均匀紧实度分布较均匀;震动频率相对于震击实砂高震动频率相对于震击实砂高,生产率较后者高生产率较后者高.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.2.2 多触头高压造型机多触头高压造型机（1）多触头压头）多触头压头小压头组装成一个压头体小压头组装成一个压头体.动力动力：液压、气压油、气动：液压、气压油、气动.按按加压方式加压方式分：主动式、浮动式分：主动式、浮动式. 浮动式多触头浮动式多触头l 触头不采用液压驱动触头不采用液压驱动,由向上运动的砂由向上运动的砂型接触触

24、头型接触触头,产生压力产生压力.l 多触头后面液压缸多触头后面液压缸压力相平衡压力相平衡,使实砂使实砂压力均匀化压力均匀化.l 弹簧复位、补偿液压缸复位弹簧复位、补偿液压缸复位.主动式多触头主动式多触头 触头由触头由独立油压独立油压推动、主动加压推动、主动加压. 各液压缸各液压缸压力压力可相同、也可不同可相同、也可不同.主动式和浮动式多触头主动式和浮动式多触头(b)1-砂箱；砂箱；2-模样；模样；3-触头；触头；4-液压缸；液压缸；(d)1-砂箱；砂箱；2-触头；触头；3-复位弹簧；复位弹簧；4-液压缸液压缸材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富补偿液压缸复位补偿液压缸复位浮动

25、式多触头工浮动式多触头工作原理图作原理图1-液压缸；液压缸；2-触头触头液压缸；液压缸；3-触头；触头；4-辅助框；辅助框；5-砂箱；砂箱；6-模板模板n 提高多触头压头压砂力的方法提高多触头压头压砂力的方法 把位于四周的边触头做成把位于四周的边触头做成带凸棱带凸棱； 使边触头使边触头截面积小一些截面积小一些,使边触头比压增大；使边触头比压增大； 主动式主动式,边触头油缸可通边触头油缸可通较高较高油压。油压。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）加砂机构）加砂机构 闸门式加砂斗闸门式加砂斗对开闸门式加砂斗原理图对开闸门式加砂斗原理图1-加砂斗；加砂斗；2-连杆；连杆；3-

26、闸门开合缸；闸门开合缸；4-闸门闸门材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富移动加砂法移动加砂法1)箱形移动式定量加砂斗箱形移动式定量加砂斗箱形移动定量加砂斗箱形移动定量加砂斗1-轨道；轨道；2-上横梁；上横梁；3-移动缸；移动缸；4-压头；压头；5-连结销；连结销；6-贮砂斗；贮砂斗；7-漏底砂漏底砂斗；斗；8-拖板；拖板；9-托砂底板；托砂底板；10-辅助框辅助框材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富2)百叶窗式移动加砂斗百叶窗式移动加砂斗百叶窗式加砂斗百叶窗式加砂斗1-驱动缸；驱动缸；2-小连杆；小连杆；3-曲柄；曲柄；4-连杆；连杆；5-百叶片；百叶片；6

27、-转轴；转轴；7-箱形砂斗箱形砂斗材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富气动多触头内力压实微震气动多触头内力压实微震造型机造型机SZD0806材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富气动多触头内力气动多触头内力压实微震造型机压实微震造型机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.2.3 射芯机射芯机（1）射砂过程）射砂过程 射砂方法射砂方法芯砂芯砂(或型砂或型砂)射砂筒射砂筒芯盒压紧芯盒压紧到射砂筒到射砂筒开启快速进气阀开启快速进气阀压压缩空气进入射砂筒缩空气进入射砂筒压缩空气推压缩空气推动砂粒动砂粒气流裹挟砂粒从射孔射气流裹挟砂粒从射孔射入芯盒入

28、芯盒气压将砂紧实气压将砂紧实射砂法原理射砂法原理1-压缩空气进口；压缩空气进口；2-射砂筒；射砂筒；3-射砂头；射砂头；4-射孔；射孔；5-芯盒芯盒材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 射砂过程的射砂过程的3个阶段个阶段总时间：总时间：0.30.5s1) 射前期射前期 0.0080.011s , 筒内气压筒内气压50kPa2)自由射砂阶段自由射砂阶段 0.30.5s , 80%90%砂填砂填入芯盒入芯盒.3) 压砂团紧实阶段压砂团紧实阶段 密集流形成密集流形成压砂团压砂团,使芯盒使芯盒上部型砂紧实度继续提高上部型砂紧实度继续提高.压砂团阶段压砂团阶段1-先填入的型砂；先填入的

29、型砂；2-压砂团压砂团材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）射砂机构）射砂机构射砂机构射砂机构1-闸板；闸板；2-射砂筒；射砂筒；3-抛射筒；抛射筒；4-环形环形薄膜进气阀；薄膜进气阀；5-闸板密封圈；闸板密封圈；6-横梁；横梁；7-闸板气缸；闸板气缸；8-射砂腔壁；射砂腔壁；9-射砂头壳射砂头壳体；体；10-射砂头底板；射砂头底板；11-排气孔排气孔 射砂机构的基本射砂机构的基本工作原理工作原理l 加砂加砂: 闸板气缸打闸板气缸打开加砂口开加砂口,装至预定装至预定量、关闭闸板量、关闭闸板,密封密封.l 射砂射砂: 开进气阀开进气阀压压缩空气进入射砂腔缩空气进入射砂腔射砂

30、射砂关闭进气阀关闭进气阀打开快速排气阀。打开快速排气阀。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 射砂腔与射砂筒射砂腔与射砂筒 射砂腔中插入一个射砂筒射砂腔中插入一个射砂筒, 射砂筒上开进气缝射砂筒上开进气缝. 射砂阀和快速排气阀射砂阀和快速排气阀射砂阀射砂阀：快速进气阀：快速进气阀( (环形薄膜进气阀环形薄膜进气阀).).快速排气阀快速排气阀： 贮气装置贮气装置 射砂头射砂头射砂头射砂头(a)、(b)常用的，常用的，(c)用于热芯盒射砂机用于热芯盒射砂机 快速排气阀快速排气阀1-射砂腔；射砂腔；2-橡皮膜排橡皮膜排气阀；气阀；3-控控制气压进口制气压进口材料工程设备材料工程设备

31、 讲授人：张正富讲授人：张正富（3）射芯机）射芯机Z8612B热芯盒射芯机热芯盒射芯机贮气包贮气包：机体空腔：机体空腔射砂阀射砂阀：由气缸推动：由气缸推动,使使阀快速动作阀快速动作. 用于质量用于质量12kg、芯盒、芯盒面积不超过面积不超过400mm400mm的实心的实心或中空热固性砂芯或中空热固性砂芯. 也可用作普通射芯机。也可用作普通射芯机。Z8612B型热芯盒射芯机结构图型热芯盒射芯机结构图1-供砂斗；供砂斗；2-射砂筒；射砂筒；3-操纵阀；操纵阀；4-水冷射头；水冷射头；5-工工作台；作台；6-升降缸；升降缸；7-底座；底座；8-振动电动机；振动电动机；9-有机玻有机玻璃罩；璃罩；10

32、-闸板气缸；闸板气缸；11-射砂阀控制气缸射砂阀控制气缸(环形薄膜环形薄膜进气阀进气阀)；12-排气阀；排气阀；13-加热板；加热板；14-气动托板气动托板材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 冷芯盒射芯机冷芯盒射芯机 气体硬化法气体硬化法：树脂砂射芯：树脂砂射芯,通气使砂芯硬化通气使砂芯硬化,三乙胺气雾、三乙胺气雾、SO2、CO2等等. 砂芯硬化后砂芯硬化后,通入空气、排通入空气、排除残气除残气. 普通射芯机普通射芯机 射制油砂芯、合脂砂芯、射制油砂芯、合脂砂芯、黏土砂芯等黏土砂芯等,芯盒外固化砂芯芯盒外固化砂芯.用通气板通气使砂芯硬化用通气板通气使砂芯硬化1-射头；射头；

33、2-通气板；通气板；3-芯盒；芯盒；4-排气孔排气孔材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富ZH94系列冷热两用射芯机系列冷热两用射芯机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富水平分型射芯机水平分型射芯机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富Z95系列垂直分型系列垂直分型射芯机型射芯机型材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富AHB全自全自动射芯机动射芯机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富冷芯盒射芯机冷芯盒射芯机材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.2.4 射压造型机射压造型机n 射砂与压实方法结

34、合。射砂与压实方法结合。（1）有箱射压造型机）有箱射压造型机l 射砂板兼作压板。射砂板兼作压板。 射砂：射砂：液压缸液压缸6将辅助框将辅助框压紧压紧在在砂箱砂箱10上上,保证砂箱上沿密封保证砂箱上沿密封. 压实：压实：压实缸压实缸13顶着模板顶着模板11、砂箱砂箱10向上向上,液压缸液压缸6放松放松,辅助框辅助框9向后退缩向后退缩,射砂板将型砂压实。射砂板将型砂压实。u 可用模板加压可用模板加压;也可用压板加压、也可用压板加压、结合模板加压结合模板加压(差动加压差动加压).有箱射压造型机结构示意图有箱射压造型机结构示意图1-砂斗；砂斗；2-加砂闸板；加砂闸板；3-砂位计；砂位计；4-进气阀门；

35、进气阀门；5-卡卡腰形射砂筒；腰形射砂筒；6-辅助框升降液压缸；辅助框升降液压缸；7-贮气包；贮气包；8-射射砂板；砂板；9-辅助框；辅助框；10-砂箱；砂箱；11-模板；模板；12-工作台；工作台；13-工作台升降及压实缸工作台升降及压实缸材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）垂直分型无箱射压造型机）垂直分型无箱射压造型机工作原理工作原理l 造型室：造型室：造型框和正、反压板组成造型框和正、反压板组成,正反压板上有模样。正反压板上有模样。n 造型：造型：封住造型室封住造型室,射砂机构填砂射砂机构填砂,正、反两面加压正、反两面加压,紧实成两面都有型腔的型块紧实成两面都有型

36、腔的型块.垂直分型无箱射压造型机的造型原理垂直分型无箱射压造型机的造型原理1-反压板；反压板；2-射砂机构；射砂机构；3-造型室；造型室；4-压实板；压实板；5-浇注台；浇注台；6-浇包浇包特点：特点： 射压法紧实射压法紧实,所得紧所得紧实度高而均匀实度高而均匀; 型块两面都有型腔型块两面都有型腔,分型面是垂直的分型面是垂直的; 连续造出的型块互连续造出的型块互相推合相推合, 形成一个很长形成一个很长的型列的型列;不需卡紧装置不需卡紧装置;生产率很高生产率很高.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富造型工序循环造型工序循环 射砂射砂 压实压实 起模起模 推出合型推出合型 起模起

37、模 关闭造型室关闭造型室带增速油缸的垂直分型无箱射压造型机的工作循环带增速油缸的垂直分型无箱射压造型机的工作循环1-造好的型块；造好的型块；2-反压板；反压板；3-前模板；前模板；4-后模板；后模板；5-压实板；压实板；6-加砂闸门；加砂闸门；7-射砂筒；射砂筒；8-贮气筒；贮气筒；9-前液压缸；前液压缸；10-增速液压缸；增速液压缸；11-后液压缸；后液压缸；12-导杆；导杆；13-后框架后框架材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（3）水平分型脱箱射压造型机）水平分型脱箱射压造型机工作原理工作原理模板进入工作位置模板进入工作位置上、下砂箱合在模板上上、下砂箱合在模板上上、下

38、射砂机射砂上、下射砂机射砂射压板压入射压板压入砂箱压实砂箱压实上、下砂箱分开上、下砂箱分开从模板中起模从模板中起模下砂箱转至下芯工位下砂箱转至下芯工位(f)水平分型脱箱射压造型机水平分型脱箱射压造型机工作原理工作原理1-上砂箱；上砂箱；2-上射压板；上射压板；3-上模板；上模板；4-模板框；模板框；5-下模板；下模板；6-下射压板；下射压板；7-下砂箱；下砂箱；8-辅助框辅助框下芯下芯(f)转至工作转至工作工位工位上下箱合型上下箱合型上砂箱抽起脱箱上砂箱抽起脱箱下下砂箱向下抽出脱箱砂箱向下抽出脱箱脱箱砂型脱箱砂型推至浇铸推至浇铸平台或铸型输送机平台或铸型输送机材料工程设备材料工程设备 讲授人：

39、张正富讲授人：张正富 水平分型脱箱造型的优点水平分型脱箱造型的优点1) 下芯和下冷铁比较方便。下芯和下冷铁比较方便。2) 直浇道与分型面垂直直浇道与分型面垂直, 模板面积有效利用率高模板面积有效利用率高;3) 水平分型可使高模样平卧水平分型可使高模样平卧, 从而避免垂直分型可能造成的紧从而避免垂直分型可能造成的紧实度不均实度不均;4) 液态金属压力主要取决于上半型高度液态金属压力主要取决于上半型高度, 较易保证铸件质量较易保证铸件质量;5) 水平分型可保持原手工操作特点水平分型可保持原手工操作特点,有利于技术改造。有利于技术改造。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.2.5

40、 气流造型机气流造型机（1）气流实砂法）气流实砂法 气流渗透实砂法气流渗透实砂法 气体渗透时气体渗透时,在型内所产生的在型内所产生的渗透渗透压力压力,使型砂紧实。使型砂紧实。 快开阀快开阀速度必须相当快速度必须相当快,保证砂型保证砂型顶部空腔顶部空腔升压速度升压速度为为57MPa/s.气流渗透实砂法气流渗透实砂法1-压缩空气入口；压缩空气入口；2-分流器；分流器；3-砂箱；砂箱；4-模样；模样；5-排气孔；排气孔；6-底底板板型砂填入砂箱型砂填入砂箱压紧在射孔下面压紧在射孔下面打打开开快开阀快开阀压缩空气引至砂型顶部压缩空气引至砂型顶部气流气流型砂型砂砂型紧实砂型紧实n 上中部上中部紧实度不高

41、紧实度不高,可再用压实可再用压实法法气渗加压法气渗加压法.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富气流紧实所得紧实度气流紧实所得紧实度材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 气流冲击实砂法（相当于冲击波作用）气流冲击实砂法（相当于冲击波作用）l 利用高气压引起的利用高气压引起的砂粒间的冲击砂粒间的冲击作用作用. n 自上而下的初步紧实及加速运动阶段自上而下的初步紧实及加速运动阶段 高压气使最上一层型砂高压气使最上一层型砂达到一定紧实度达到一定紧实度气压推动其气压推动其向下加速运动向下加速运动推动推动更下更下一层一层型砂紧实并向下运动型砂紧实并向下运动,形成一个形成

42、一个自上自上而下而下的型砂的型砂紧实波紧实波最后最后,与底板发生冲与底板发生冲击。击。n 自下而上的冲击紧实阶段自下而上的冲击紧实阶段 底板上已紧实的砂层底板上已紧实的砂层对对仍然向下运动的仍然向下运动的砂层砂层产生冲击产生冲击,这种冲击这种冲击自下而上自下而上,促使砂促使砂层迅速紧实层迅速紧实.气流冲击实砂法气流冲击实砂法1-压缩空气包；压缩空气包；2-气冲阀；气冲阀；3-阀盘；阀盘；4-辅助框；辅助框；5-模板；模板；6-砂箱；砂箱；7-升降升降夹紧工作台；夹紧工作台；a-型顶空腔型顶空腔材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富气冲紧实所得型砂紧实度气冲紧实所得型砂紧实度材料

43、工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（2）气冲造型机）气冲造型机栅格式气冲阀栅格式气冲阀气冲造型机的气冲造型机的结构结构1-底座底座; 2-液压液压升举缸升举缸; 3-机座机座; 4-支柱支柱; 5-辅助辅助框辊道及驱动框辊道及驱动电机电机; 6-气冲阀气冲阀; 7-气动安全锁气动安全锁紧缸紧缸; 8-胶胆阀胶胆阀(排气排气); 9-阻流阻流板板; 10-辅助框辅助框; 11-砂箱砂箱; 12-模模样及模板框样及模板框; 13-工作台工作台; 14-模板辊道模板辊道材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富 造型机工作原理造型机工作原理 砂箱填砂砂箱填砂移至紧实台移至

44、紧实台举升缸上推压紧举升缸上推压紧气冲阀气冲阀打开气冲阀打开气冲阀气冲紧实气冲紧实关闭气冲阀关闭气冲阀排气排气工作台下降工作台下降推出砂箱推出砂箱起模起模 栅格式气冲阀的结构栅格式气冲阀的结构 阀关闭时阀关闭时,两个阀盘上两个阀盘上栅格孔栅格孔互相遮盖住互相遮盖住.栅格式气冲阀的结构栅格式气冲阀的结构1-贮气包贮气包; 2-气动锁紧凸轮气动锁紧凸轮; 3-控制阀盘启闭的液压缸；控制阀盘启闭的液压缸；4-活塞活塞; 5-高压氮气缸高压氮气缸; 6-活塞杆活塞杆; 7-动阀盘动阀盘; 8-定阀盘定阀盘; 9-辅助框辅助框; 10-砂箱砂箱; 11-模板模板 气冲紧实法所得砂型气冲紧实法所得砂型紧实

45、度高而均匀紧实度高而均匀; 但砂型顶层但砂型顶层3050mm紧实度很低紧实度很低,要求补压或要求补压或刮去刮去; 若砂层很矮若砂层很矮,则所得砂则所得砂型紧实度较低型紧实度较低,不适于低不适于低矮的砂型矮的砂型。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.4 熔化工部机械化设备熔化工部机械化设备 一般用一般用冲天炉冲天炉熔化生铁熔化生铁,也用感应加热熔化设备也用感应加热熔化设备. 对于有色金属还采用反射炉对于有色金属还采用反射炉(火焰、电阻火焰、电阻)、竖炉、喷射式熔铝炉、真空感应炉、竖炉、喷射式熔铝炉、真空感应炉、真空电弧炉、等离子熔炼炉、电子束熔炼炉、电渣熔炼炉等真空电弧炉、

46、等离子熔炼炉、电子束熔炼炉、电渣熔炼炉等.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.4.3 浇铸的机械化和自动化浇铸的机械化和自动化（1）倾转式浇铸机）倾转式浇铸机l通过倾转式浇包把液体金属浇注出来。通过倾转式浇包把液体金属浇注出来。优点优点: 结构简单。结构简单。缺点缺点: 包嘴与铸型距离大、不易对准包嘴与铸型距离大、不易对准;浇注速度浇注速度不易控制不易控制;需另设撇渣装置需另设撇渣装置.但改为但改为转轴通过包嘴转轴通过包嘴的扇形结构后的扇形结构后,前两个缺点可以部分克服前两个缺点可以部分克服.倾转式浇包的转轴位置倾转式浇包的转轴位置材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富

47、讲授人：张正富（2）底注式浇铸机）底注式浇铸机l 用于用于定点定点自动浇铸自动浇铸. 底注包一般为底注包一般为塞杆式塞杆式;底注避免了熔渣落入砂型浇口底注避免了熔渣落入砂型浇口;易于对准浇口易于对准浇口.塞杆底注式浇注机塞杆底注式浇注机1-砂型；砂型；2-光电管；光电管；3-横向移动横向移动小车；小车；4-控制塞杆的液压缸；控制塞杆的液压缸；5-塞杆；塞杆；6-浇包盖；浇包盖；7-浇包体；浇包体；8-有芯工频炉；有芯工频炉；9-浇注机架浇注机架 缺点：缺点：包内金属液量变化包内金属液量变化,引起引起压力变化压力变化,使使浇注速度浇注速度控控制较难制较难. 可采用控制塞杆可采用控制塞杆开启度开启

48、度来来控制浇注速度控制浇注速度.材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（3）气压式浇铸包）气压式浇铸包l 金属液在气压作用下向金属液在气压作用下向浇出槽浇出槽中升起中升起,经流出口浇入铸型或中间包经流出口浇入铸型或中间包. 通过塞杆可使浇注开始、停止迅速实现通过塞杆可使浇注开始、停止迅速实现,浇注间隙浇注间隙,包内不必撤气包内不必撤气; 与底注包一样可以得到撇渣干净的金属熔体与底注包一样可以得到撇渣干净的金属熔体;气压浇注包及中间浇包气压浇注包及中间浇包1-有芯感应加热炉；有芯感应加热炉；2-浇入槽；浇入槽；3-压缩空气进口；压缩空气进口；4-包室；包室；5-防防溢电极；溢电极

49、；6-液位控制电极；液位控制电极；7-塞塞杆；杆；8-塞杆开闭控制器；塞杆开闭控制器；9-扇形扇形中间浇包；中间浇包；10-中间浇包转缸；中间浇包转缸；11-质量传感器；质量传感器；12-铸型；铸型；13-浇浇出槽出槽 通过调节通过调节浇注气压浇注气压,可较可较容易控制容易控制浇注速度浇注速度; 浇包本身无机械运动部浇包本身无机械运动部分分, 使用寿命较长。使用寿命较长。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富（4）电磁泵浇铸装置）电磁泵浇铸装置n主要用于铜、铝等合金主要用于铜、铝等合金.l 使用电磁感应式直线电动机原理使用电磁感应式直线电动机原理,通过交变磁场推动金属熔体移动通

50、过交变磁场推动金属熔体移动,从浇出口流出从浇出口流出.l 调节感应电流大小可以调节金属熔体的调节感应电流大小可以调节金属熔体的流动速度流动速度,改变电流方向改变电流方向,可改变金属熔体可改变金属熔体流动方向流动方向. 容易调节容易调节浇注速度浇注速度和和浇注量浇注量,易实现自动化易实现自动化;电磁泵浇注装置的原理电磁泵浇注装置的原理1-加料口；加料口；2-电阻加热棒；电阻加热棒；3-炉膛；炉膛；4-导线；导线；5-浇出口浇出口 也无机械运动部件也无机械运动部件; 电磁力对电磁力对熔渣熔渣不起作用不起作用,保证保证了浇入铸型的金属液的纯净了浇入铸型的金属液的纯净.缺点缺点: 电功率因素很低电功率因素很低,且结构且结构上需要较多铜。上需要较多铜。材料工程设备材料工程设备 讲授人：张正富讲授人：张正富1.4.4 浇铸自动化的相关问题浇铸自动化的相关问题（1）浇铸包的保温）浇铸包的保温 保温包保持金属液保温包保持金属液温度恒定温度恒定, 温度控制对