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1、砂型鑄造工藝過(guò)程及設(shè)備,主講人：王開(kāi) E-Mail: Tel: 15923929778 2009.7,主要內(nèi)容,什么是鑄造及鑄造特征。 鑄造加工過(guò)程及鑄造類(lèi)型。 涉及的砂型鑄造五大工部工藝特征及相應(yīng)的工藝裝備。,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(chēng)為鑄造。,1.1 鑄造的實(shí)質(zhì),1 導(dǎo)論,1.2 鑄造工藝的發(fā)展歷史,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(lái)自中東和印度。,1.2 鑄造的發(fā)展歷史,逐漸采用粘砂土，蠟型等制作消失模； 中國(guó)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

2、樂(lè)大鐘)； 德國(guó)修道士Thophilus在大約1140年，對(duì)翻砂和鑄造進(jìn)行了透徹的研究； 18世紀(jì)下半葉，新技術(shù)的發(fā)展和鑄件逐步增長(zhǎng)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,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,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； 可以制造各種合金鑄件； 鑄件尺寸精度高（與一般焊接件、鍛件比較）； 成本低廉； 可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件。,現(xiàn)代各種類(lèi)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) 7080。 農(nóng)業(yè)機(jī)械

3、4070。,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(lèi)機(jī)床,柴油機(jī)缸體,200kg,灰鑄鐵,鑲寶“戒指樹(shù)”,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 （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(guò)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）,1.4 鑄造方法分類(lèi),,,1.5 鑄造工藝過(guò)程,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； 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

4、有色合金； 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,合理的合金熔煉工藝方法； 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； 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； 鑄件內(nèi)腔中的任何模具材料（砂芯）必須便于取出，最終必須除去鑄件上多余材料。,1.7 國(guó)內(nèi)外鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平比較,1.7 國(guó)內(nèi)外鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平比較,1.8 砂型鑄造工藝過(guò)程,砂型鑄造基本工藝過(guò)程：造型、混砂、制芯、

5、熔煉、清理等五大工部。 鑄造車(chē)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(guò)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(guò)程,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。 首先需要通過(guò)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(guò)程,,2.2 造型方法分類(lèi),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

6、類(lèi)。,手工造型：即緊砂與起模是由人來(lái)完成的。手工造型操作靈活，工裝簡(jiǎn)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)。 機(jī)器造型能夠滿(mǎn)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(lèi),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(lèi)。 根據(jù)其緊實(shí)原理造型機(jī)可分為震擊/震壓造型機(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。 根據(jù)是否使用砂箱又可分為有箱造型機(jī)和無(wú)箱/脫箱造型機(jī)。,1）震實(shí)造型機(jī),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,

7、震擊緊實(shí)時(shí)的緊實(shí)度分布,2) 震壓造型機(jī),型砂裝填于模板上的砂箱內(nèi)，震實(shí)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),圖 不同型砂的壓實(shí)緊實(shí)曲線(xiàn),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(guò)程 a) 準(zhǔn)備加砂 b) 加沙 c)壓實(shí) d)脫模 e) 推出

8、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),,圖平壓板壓實(shí)后砂型內(nèi)緊實(shí)度分布情況 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,多觸頭壓頭 多觸頭壓頭是由許多小的壓頭組裝成為一個(gè)壓頭體。 一個(gè)壓頭體上觸頭的數(shù)目，在20l20個(gè)之間，

9、甚至更多。 觸頭一般呈矩形，單個(gè)觸頭邊長(zhǎng)100200mm，相鄰兩觸頭之間的間隙為610mm。邊觸頭外緣與砂箱內(nèi)壁之間應(yīng)有1015mm的間隙。 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。,主動(dòng)式多觸頭 主動(dòng)式多觸頭指在其工作過(guò)程中觸頭由獨(dú)立的油壓推動(dòng)主動(dòng)加壓的結(jié)構(gòu)。,浮動(dòng)式多觸頭 其工作的特點(diǎn)是：在壓砂過(guò)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)。 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,提高邊觸頭壓砂力的方法 1)把位于四周的邊觸頭做成帶凸棱的； 2)使邊觸頭的截面積小一些； 3)對(duì)于主動(dòng)式多觸頭、可將邊觸頭后面的油缸另

10、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),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。 適用于中小鑄件的大批量生產(chǎn)。如果所生產(chǎn)的鑄件無(wú)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。,,(2）垂直分型無(wú)箱射壓造型機(jī),a.工作流程,,b. 垂直分型無(wú)箱射壓造型機(jī)結(jié)構(gòu),垂直分型無(wú)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)

11、造型機(jī),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。 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(xiàn)進(jìn)行大批量生產(chǎn)。 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(jiǎn)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(xiàn)。,,(1) 靜壓造型機(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(kāi)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(guò)型砂，經(jīng)模板上的排氣孔排出。,,b.

12、 靜壓造型機(jī)的工作過(guò)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(guò)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-控制閥盤(pán)啟閉的液壓缸 4-活塞 5-控制閥盤(pán)啟閉的氣缸 6-

13、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,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)，而且起模的速度可以調(diào)節(jié)。 起模的方式有頂箱起模及翻轉(zhuǎn)起模兩種。 (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?？梢杂许敆U和托箱二種方法。,2.4 造型機(jī)起模機(jī)構(gòu)和起模方式,頂桿起模模板不動(dòng)，砂箱向上運(yùn)動(dòng),托箱法：回程起模或漏模

14、法 砂箱不動(dòng)，模板向下運(yùn)動(dòng),(2)翻轉(zhuǎn)起模 對(duì)于有大的砂胎的砂型，常用翻轉(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(xiàn),造型生產(chǎn)線(xiàn)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(lái)，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(xiàn)的輔機(jī) 在造型生產(chǎn)線(xiàn)上，為完成整個(gè)工藝過(guò)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(xiàn)各工序之間的主要運(yùn)輸連接設(shè)備，常見(jiàn)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

15、送機(jī)。,1）封閉式多觸頭高壓造型自動(dòng)線(xiàn),,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-上主機(jī) 8-下箱提升機(jī) 9 下主機(jī) 10-小車(chē)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(kāi)放式機(jī)械化造型線(xiàn),,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(guò)度小車(chē) 8-砂型輸送帶 9-單梁天車(chē),單主機(jī)布置的靜壓造型線(xiàn),,1-搬運(yùn)小車(chē) 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-砂型輸送帶 8-鑄工小車(chē)臺(tái)面清掃機(jī) 9-造型滾道

16、 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,,樹(shù)脂砂造型生產(chǎn)線(xiàn),3 造型材料及砂處理設(shè)備,概論 砂處理工藝流程 砂處理設(shè)備,3.1 概論3.1.1 型、芯砂構(gòu)成,型砂結(jié)構(gòu)示意圖,,1-耐火材料沙粒 2-微孔 3-附加物 4-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,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

17、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。 機(jī)械作用。在澆注過(guò)程中，液態(tài)金屬會(huì)對(duì)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。 化學(xué)作用。液態(tài)金屬對(duì)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(guò)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(guò)砂粒

18、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(duì)鑄件收縮的可退讓性（或容讓性）。這是由于鑄件在凝固和隨后的冷卻過(guò)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；在鑄件落砂和清理時(shí)具有良好的出砂性。 6）對(duì)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(guò)程中氧化、燃燒。,3.1.3 造型材料性能

19、的基本要求,3.2 型砂制備工藝流程圖,原材料運(yùn)入,烘干,破碎,磨粉,吸送,烘干,破碎,磨粉,吸送,破碎,烘干,過(guò)篩,吸送,煤粉斗,粘土斗,新砂斗,舊砂斗,,,,,松砂,混 砂 機(jī),造型,澆注,落砂,破碎,冷卻,增濕,過(guò)篩,磁選,造芯,舊砂再生 （干法或濕法）,廢砂斗,廢砂運(yùn)出,,,,,,,,原材料處理工段,型砂制備工段,舊砂處理工段,舊砂再生工段,帶式輸送,帶式輸送,,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

20、砂（樹(shù)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(chēng)量和混制，獲得滿(mǎn)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。,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(duì)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(duì)于沒(méi)有磁性的金屬、砂芯芯頭等則可用篩分的方法去除。 常

21、用的磁分離設(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,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,振動(dòng)篩砂機(jī),ZS系列直線(xiàn)振動(dòng)篩,ZS系列直線(xiàn)振動(dòng)篩外形圖 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,自動(dòng)化造型生產(chǎn)線(xiàn)的型砂使用頻率很高，澆注后型砂溫度升高，必須對(duì)舊

22、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落砂冷卻滾筒回轉(zhuǎn)冷卻滾筒,,冷卻滾筒,（1）雙盤(pán)冷卻器,S8340雙盤(pán)冷卻器 1-下圍圈 2-下圍圈 3-風(fēng)帶 4-卸砂門(mén) 5-左減速器 6-潤(rùn)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

23、、擺輪式、葉片式、逆流式等 。 混砂機(jī)對(duì)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(rùn)所有物料；使粘結(jié)劑膜均勻地包覆在砂粒表面；將混砂過(guò)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、型砂類(lèi)型、粘結(jié)劑等來(lái)選擇合適的混砂裝備。 混砂裝備種類(lèi)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）,,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(duì)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)的葉片同時(shí)對(duì)松散的砂層施以

24、剪切力，使砂層間產(chǎn)生速度差，砂粒間相對(duì)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(shù)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?jǐn)嚢琛?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(mén),,,,,6） 松砂設(shè)備,,S32葉片松砂機(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(jiǎn)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,即舊砂溫度的檢測(cè)與控制,為提高舊砂的冷卻效率，普遍的方法是

25、采用增濕冷卻方法； 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。 而型砂混制系統(tǒng)的自動(dòng)化重點(diǎn)則是型砂性能的控制，其主要控制對(duì)象是以型砂緊實(shí)率為中心的型砂性能在線(xiàn)檢測(cè)裝置、水分檢測(cè)裝置、加水裝置等。,LIPPKE公司型砂性能在線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(cè)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,合金熔煉任務(wù)； 合金熔煉與澆注； 合金熔煉設(shè)備。,4.1 合金熔煉的任務(wù),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。 熔化是金

26、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,澆注 把液態(tài)金屬澆入鑄型的過(guò)程稱(chēng)為澆注。澆注時(shí)必須注意以下問(wèn)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、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

27、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(guò)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(xiàn)以上，約有150的過(guò)熱度。 共晶鑄鐵：11501300 鑄 鋼：15201620,4.3 合金熔化裝備,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 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,

28、砂芯通常用于形成鑄件內(nèi)腔或空洞，而砂型則形成鑄件外形。 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。 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(guò)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)備的類(lèi)型(按砂芯硬化方式分類(lèi)),殼芯機(jī)；芯盒加熱到230-290 ，砂芯僅外表面受熱硬化； 熱芯盒制芯機(jī)。芯盒必須加熱到200-250 ； 溫芯盒制芯機(jī)。芯盒加熱溫度低于175； 冷芯盒制芯機(jī)。砂芯無(wú)需加熱，在常溫下整體硬化；

29、 多功能制芯機(jī)?？捎脙煞N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,在熱模樣上噴脫模劑 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(guò)程如圖所示，依此經(jīng)過(guò)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(kāi)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）翻轉(zhuǎn)吹砂加熱結(jié)殼 d）轉(zhuǎn)回?fù)u擺倒出余砂 e）芯盒分開(kāi)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(guò)程示意圖 a

30、) 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(kāi)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(kāi)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

31、，芯盒成本低。 原材料主要由硅砂、樹(shù)脂（酚醛樹(shù)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(lèi)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(shù)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(guò)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(shù)脂及液態(tài)催化劑混合均勻后，填充到芯盒（或砂箱）中，

32、稍加緊實(shí)，即于室溫下在芯盒（或砂箱）內(nèi)硬化成型。 樹(shù)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、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(cè)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(kù) 7-機(jī)械手夾具自動(dòng)更換庫(kù) 8-Key-core鎖芯夾具庫(kù) 9-2號(hào)機(jī)械手 10-key-core鎖芯機(jī) 11-機(jī)械手夾具

33、清理槽 12-浸涂機(jī) 13 烘干爐,6 鑄件落砂與清理,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(guò)程。 鑄件清理方法有機(jī)械方法、物理方法和化學(xué)方法三類(lèi)。,灰鑄鐵清理工藝流程圖,,為了優(yōu)質(zhì)高效的清理鑄件，應(yīng)從兩個(gè)方面做工作： 采用先進(jìn)的清理工藝，并研制和使用高效的清理設(shè)備； 精化鑄件，使生產(chǎn)出來(lái)的鑄件具有最少的清理工作量。,6.1 落砂,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。,,,（1）偏心振動(dòng)落砂機(jī),（2）慣性振動(dòng)落砂機(jī),（3）慣性

34、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 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。 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。 鑄件由濕法向干法轉(zhuǎn)變；,(1) 振動(dòng)清砂除芯設(shè)備,振動(dòng)除芯，以振動(dòng)頭振擊鑄件使其內(nèi)腔的粘砂或砂芯剝離脫落出來(lái)。 對(duì)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。 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。 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

35、 5-啟動(dòng)推桿,(2) 噴、拋丸工藝設(shè)備,噴拋丸表面處理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?yōu)殍T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(zhǎng)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

36、來(lái)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，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,澆冒口清理氣沖錘。手持式氣沖錘；機(jī)械手氣沖錘。 澆冒口液壓分離器。 氣割法去除澆冒口。 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40m的顆粒，它是污染空氣的主要因素之一。 （2）人長(zhǎng)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(lèi)。常見(jiàn)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,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(yíng)？ 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)？,,謝謝大家！,