鑄造裝備（樊自田）課件 第2章(3)學(xué)習(xí)資料

精品課程砂型鑄造的主要工部

熔化澆注工部：準(zhǔn)備金屬液，將金屬液澆入鑄型中；

砂處理工部：舊砂處理回用、型砂的準(zhǔn)備；

造型工部：制造鑄型（砂型）；

制芯工部：制造砂芯；

落砂清理工部：將鑄件與砂型（砂芯）分開(kāi)，鑄件清理等。

金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化第2章精品課程2.5鑄件落砂及清理自動(dòng)化2.5.1鑄件落砂

落砂就是待鑄件冷卻到一定溫度后，將鑄型破碎，使鑄件從砂型中分離出來(lái)。落砂工序通常由落砂機(jī)完成。目前落砂機(jī)廣泛采用振動(dòng)落砂法,也用滾筒分離。振動(dòng)落砂法是由周期振動(dòng)的落砂柵床將鑄型拋起，然后鑄型又自由下落與柵床碰撞，經(jīng)過(guò)反復(fù)撞擊，砂型破壞，最終鑄件和型砂分離。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化振動(dòng)落砂落砂滾筒精品課程圖6-1單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖6-2雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-彈簧2-柵床3-主軸4-偏心塊5-鑄型1-偏心塊2-柵床3-彈簧精品課程1）雙側(cè)激振輸送落砂機(jī)1—柵床2—振動(dòng)電動(dòng)機(jī)3—彈簧振動(dòng)落砂機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是噪音大，灰塵多，工作環(huán)境差。

第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.5.1

鑄件落砂精品課程振動(dòng)電機(jī)振動(dòng)篩雙振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備I精品課程振動(dòng)輸送振動(dòng)提升雙振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備II精品課程振動(dòng)落砂振動(dòng)緊實(shí)雙振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備III精品課程2）振動(dòng)式落砂滾筒的工作原理目前工業(yè)化國(guó)家比較廣泛使用：a.普通式落砂滾筒b.振動(dòng)式落砂滾筒c.機(jī)械手等。圖2-64振動(dòng)式落砂滾筒的工作原理1—工作部分2－增幅機(jī)構(gòu)3－激振源4－振動(dòng)電機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.5.1

鑄件落砂滾筒+振動(dòng)精品課程3）落砂機(jī)械手圖2-65機(jī)械手的動(dòng)作示意圖圖2-66機(jī)械手的主從操縱方式示意圖1，3—速度/位移傳感器2—伺服電機(jī)

第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.5.1

鑄件落砂精品課程2.5.2鑄件清理拋丸清理是：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。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化鑄件清理包括表面清理和除去多余的金屬兩部分。前者是除去鑄件表面的砂子和氧化皮；后者主要包括去除澆冒口、飛邊毛刺等。鑄件表面清理的常用方法有：拋丸清理、噴丸清理等。精品課程拋丸/噴丸原理:圖6-12高速丸流的形成圖6-13拋丸清理示意圖1-氧化皮繡斑體2-塑性變形區(qū)3-彈性變形區(qū)圖6-9噴丸器的工作原理精品課程拋丸生產(chǎn)線及拋丸設(shè)備(鋼鐵鑄件)精品課程噴丸生產(chǎn)線及拋丸設(shè)備(有色鑄件)精品課程常用清理裝備的型式及其特點(diǎn)

第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.5.2鑄件清理精品課程金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.5.2鑄件清理第2章精品課程2.6壓力鑄造裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)壓力鑄造（簡(jiǎn)稱壓鑄）是指在高壓作用下，金屬液以高速充填型腔并在壓力作用下凝固獲得鑄件的成形方法。在鋁合金、鋅合金、鎂合金鑄件等生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛。壓鑄機(jī)是壓力鑄造生產(chǎn)的最基本設(shè)備，一般分為熱室壓鑄機(jī)和冷室壓鑄機(jī)兩大類，而冷室壓鑄機(jī)按開(kāi)合模及壓射方向又分為臥式壓鑄機(jī)和立式壓鑄機(jī)兩種。

第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化精品課程金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化第2章精品課程精品課程（1）熱室壓鑄機(jī)

1）它的壓射室與坩鍋連成一體，因壓射室浸于液體金屬中而得名，而壓射機(jī)構(gòu)則裝在保溫坩鍋上方。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化精品課程2）熱室壓鑄機(jī)的特點(diǎn)：熱室壓鑄機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工序簡(jiǎn)單，效率高；金屬消耗少，工藝穩(wěn)定；壓射入型腔的金屬液體干凈，鑄件質(zhì)量好。壓鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但壓射室、壓射沖頭長(zhǎng)期浸泡在液體金屬中，影響使用壽命。熱室壓鑄機(jī)主要用于壓鑄鎂、鋅等低熔點(diǎn)合金的小型鑄件。

第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程（2）冷室壓鑄機(jī)

1）冷室壓鑄機(jī)的壓射室與保溫爐是分開(kāi)的，壓鑄時(shí)從保溫坩鍋中舀取液體金屬倒入壓鑄機(jī)上的壓射室后進(jìn)行壓射。圖2-68立式壓鑄過(guò)程示意圖1－壓射沖頭2—壓射室3—金屬液4—定模5—?jiǎng)幽?—射嘴7—型腔8—反料沖頭9—余料第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程（2）臥式冷式壓鑄第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程2）臥式壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖2-70臥式壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1－固定螺母2—連接底板3—導(dǎo)桿4—連桿5—頂出液壓缸6—頂桿7—?jiǎng)幽０?—哥林柱9—定模板10—壓射室11—壓射沖頭12—壓射桿13—連軸器14—活塞桿15—壓射液壓缸16—壓射連桿17—機(jī)座18—頂板19—T型槽20—滑動(dòng)板21—連接銷22—銷套23—鎖模機(jī)頭24—合模液壓缸第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程（3）壓鑄機(jī)的主要機(jī)構(gòu)

主要由開(kāi)合模機(jī)構(gòu)、壓射機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)以及液壓動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。1）開(kāi)合模機(jī)構(gòu)

圖2-71曲肘合模機(jī)構(gòu)示意圖1—合模液壓缸2—活塞3—連桿4—三角形鉸鏈5—螺母6—力臂7—齒輪第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程2）壓射機(jī)構(gòu)

a.DDV（DirectDigitalValve）方式的調(diào)速壓射裝置

圖2-72DDV控制壓射原理圖1—型腔2—壓射室3—壓射液壓缸4—感應(yīng)器5—導(dǎo)桿6—蓄能器7—直接數(shù)字閥第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程b.數(shù)字閥結(jié)構(gòu)

圖2-73DDV閥結(jié)構(gòu)示意圖

1—閥芯2—連桿3—零位傳感器4—脈沖電機(jī)5—聯(lián)軸器6—法蘭7—閥座8—油腔圖2-74電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)示意圖

1—節(jié)流口2—油腔3—閥芯4—驅(qū)動(dòng)板第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)精品課程3）頂出機(jī)構(gòu)

圖2-75頂出機(jī)構(gòu)原理示意圖（c）機(jī)械式（a）液壓缸固定液壓式（b）液壓缸移動(dòng)液壓式第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.1壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)2.6.2壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制（自學(xué)）精品課程（1）自動(dòng)澆注裝置

最低液面123圖2-77澆注機(jī)械手實(shí)例圖1—壓射室2—機(jī)械手3—熔化坩堝第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.3壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化精品課程圖2-78負(fù)壓澆注示意圖1—液體金屬2—加熱器3—填料4—壓射室5—型腔6—真空通道7—真空過(guò)濾器8—真空泵9—真空切斷閥10—?jiǎng)幽?1—定模12—升液管第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.3壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化精品課程（2）自動(dòng)取件裝置

圖2-79四連桿自動(dòng)取件裝置工作示意圖a）原始位置b）沿固定軌跡伸入型內(nèi)c）直線前移，夾住鑄件d）直線后退，退出型外，放下鑄件第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.3壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化精品課程圖2-80取件機(jī)械手結(jié)構(gòu)及原理圖1—齒條2—傳動(dòng)齒輪3—曲柄轉(zhuǎn)軸4—副液壓缸5—彈簧6—主液壓缸7—油管8—座板9—滑架10—活塞桿11—支架12—曲柄13—連桿14—搖桿15—手臂16—手掌第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.3壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化精品課程2.4.壓力鑄造技術(shù)的新發(fā)展

為了解決缺陷問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外有兩個(gè)途徑：

一是，改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，特別是對(duì)三級(jí)壓射機(jī)構(gòu)的壓射機(jī)，控制壓射速度、壓力，控制模內(nèi)氣體；二是，發(fā)展特殊壓鑄工藝，如真空壓鑄、充氧壓鑄、半固態(tài)壓鑄等。

（1）克服壓鑄件的主要缺陷：氣孔和疏松。（2）提高壓鑄模具的壽命；（3）降低成本、提高設(shè)備的控制性能。精品課程2.6.4新型壓鑄機(jī)1）真空吸入式壓鑄機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化精品課程2）真空壓鑄

（真空罩及分型面抽真空示意圖）第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程真空壓鑄的特點(diǎn)是：可消除或減少壓鑄件內(nèi)部的氣孔，壓鑄件強(qiáng)度高，表面質(zhì)量好，還可以進(jìn)行熱處理；減少了壓鑄時(shí)型腔的反壓力，可用小型壓鑄機(jī)生產(chǎn)較大、較薄的鑄件；但真空壓鑄的密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造及安裝困難，控制不當(dāng)、效果不明顯。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程3）電磁給料壓鑄機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程（4）充氧壓鑄

充氧壓鑄是將干燥的氧氣充入壓室和壓鑄模型腔，以取代其中的空氣和其它氣體。當(dāng)鋁合金壓入壓室和壓鑄模腔時(shí)與氧氣發(fā)生化合，生成三氧化二鋁，形成均勻分布的三氧化二鋁小顆粒（直徑在1μm以下），從而減少或消除了氣孔，提高了壓鑄件的致密性。這些小顆粒分散在壓鑄件約占總質(zhì)量的0.1~0.2%，不影響機(jī)械加工。充氧壓鑄僅適用于鋁合金。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程消除或減少了壓鑄件內(nèi)部的氣孔，強(qiáng)度提高10%、伸長(zhǎng)率增加1.5~2倍，壓鑄件可進(jìn)行熱處理；Al2O3有防蝕作用，充氧壓鑄件可在200~300℃的環(huán)境下工作；與真空壓鑄相比，充氧壓鑄的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、投資少。第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程2）德國(guó)富來(lái)冷室壓鑄機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程3）德國(guó)富來(lái)熱室壓鑄機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程4）深圳力勁壓鑄機(jī)第2章金屬液態(tài)成形裝備及自動(dòng)化2.6.4新型壓鑄機(jī)精品課程精品課程第2