第一篇 金屬液態(tài)成形設(shè)備及自動(dòng)化 - 2

1、第一篇 金屬液態(tài)成形設(shè)備及自動(dòng)化 第5章 落砂與清理設(shè)備及控制 5.1 5.1 落砂設(shè)備落砂設(shè)備 作用作用：將澆注冷卻后的鑄件和鑄型分開(kāi)將澆注冷卻后的鑄件和鑄型分開(kāi) 分類：分類： 振動(dòng)落砂機(jī)振動(dòng)落砂機(jī) 原理：原理： 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，砂型破碎，實(shí)現(xiàn)鑄件與砂型分離。柵床相碰撞，砂型破碎，實(shí)現(xiàn)鑄件與砂型分離。 5.1.1 振動(dòng)落砂機(jī) 一、一、 偏心振動(dòng)落砂機(jī)偏心振動(dòng)落砂機(jī) 組成：組成：落砂機(jī)框架、偏心軸落砂機(jī)框架、偏心軸 、電動(dòng)機(jī)、減振彈簧、電動(dòng)機(jī)、減振彈簧 工作原理：工作原理：靠偏心軸的偏心靠偏心軸的

2、偏心 ，使落砂框架產(chǎn)生振動(dòng)，使落砂框架產(chǎn)生振動(dòng) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 落砂機(jī)的振幅等于偏心距落砂機(jī)的振幅等于偏心距 振幅不受落砂載荷的影響振幅不受落砂載荷的影響 適應(yīng)于多品種小批量生產(chǎn)適應(yīng)于多品種小批量生產(chǎn) 的鑄造車(chē)間的鑄造車(chē)間 撞擊力全部由軸承承受并撞擊力全部由軸承承受并 傳給了基礎(chǔ)，軸承的壽命低，傳給了基礎(chǔ)，軸承的壽命低， 對(duì)基礎(chǔ)的要求高。對(duì)基礎(chǔ)的要求高。 二、慣性振動(dòng)落砂機(jī)二、慣性振動(dòng)落砂機(jī) （一）單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)（一）單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī) 組成：組成：落砂機(jī)柵床、偏心質(zhì)量落砂機(jī)柵床、偏心質(zhì)量 、彈簧、電機(jī)、彈簧、電機(jī) 工作原理：工作原理：利用偏心質(zhì)量在高利用偏心質(zhì)量在高 速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心慣性

3、力，使速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心慣性力，使 其振動(dòng)。其振動(dòng)。 特征：特征：只有一個(gè)具有偏心質(zhì)量只有一個(gè)具有偏心質(zhì)量 的回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)軸 慣性振動(dòng)落砂機(jī) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 振動(dòng)軌跡為近似的圓振動(dòng)軌跡為近似的圓 工作時(shí)的撞擊力主要有彈簧吸收，對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力小工作時(shí)的撞擊力主要有彈簧吸收，對(duì)基礎(chǔ)的沖擊力小 ； 工作振幅受載荷的影響，載荷大則振幅小，反之，載工作振幅受載荷的影響，載荷大則振幅小，反之，載 荷小則振幅大；荷小則振幅大； 可通過(guò)調(diào)節(jié)激振力調(diào)節(jié)振幅；可通過(guò)調(diào)節(jié)激振力調(diào)節(jié)振幅； 主要用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定的成批生產(chǎn)的鑄造車(chē)間主要用于產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定的成批生產(chǎn)的鑄造車(chē)間 （二）雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)（二）雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)

4、 1.雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)工作原理雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)工作原理 兩偏心質(zhì)量在電機(jī)的驅(qū)兩偏心質(zhì)量在電機(jī)的驅(qū) 動(dòng)下同步反向旋轉(zhuǎn)，其離心慣動(dòng)下同步反向旋轉(zhuǎn)，其離心慣 性力在兩軸所在的平面內(nèi)相互性力在兩軸所在的平面內(nèi)相互 抵消，在垂直于兩軸所在的平抵消，在垂直于兩軸所在的平 面方向上相互疊加，驅(qū)動(dòng)落砂面方向上相互疊加，驅(qū)動(dòng)落砂 機(jī)進(jìn)行直線振動(dòng)。機(jī)進(jìn)行直線振動(dòng)。 根據(jù)激振力的方向和落根據(jù)激振力的方向和落 砂柵床的夾角（激振角），可砂柵床的夾角（激振角），可 將雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)分為輸將雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)分為輸 送式和非輸送式。送式和非輸送式。 非輸送式：非輸送式：激振角等于激振角等于90 輸送式：輸送式：激

5、振角小于激振角小于90 2.雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式雙軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式 分類：分類： 有強(qiáng)迫聯(lián)系：有強(qiáng)迫聯(lián)系：兩激振軸在齒輪的作用下同步反向旋轉(zhuǎn)。兩激振軸在齒輪的作用下同步反向旋轉(zhuǎn)。 無(wú)強(qiáng)迫聯(lián)系：無(wú)強(qiáng)迫聯(lián)系：兩軸分別靠?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，取消齒輪傳動(dòng)。兩軸分別靠?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，取消齒輪傳動(dòng)。 1）有強(qiáng)迫聯(lián)系雙軸慣性振動(dòng)激振器的工作原理）有強(qiáng)迫聯(lián)系雙軸慣性振動(dòng)激振器的工作原理 （1）整體式雙軸激振器機(jī)構(gòu)）整體式雙軸激振器機(jī)構(gòu) 組成：組成：機(jī)體、偏心質(zhì)量、傳動(dòng)軸、齒輪機(jī)體、偏心質(zhì)量、傳動(dòng)軸、齒輪 特征：特征：激振軸直接裝在機(jī)體上，通過(guò)齒輪實(shí)現(xiàn)激振軸直接裝在機(jī)體上，通過(guò)齒輪實(shí)現(xiàn) 同步反向旋

6、轉(zhuǎn)。同步反向旋轉(zhuǎn)。 （2）箱式激振器）箱式激振器 組成：組成：箱體、偏心質(zhì)量、箱體、偏心質(zhì)量、 齒輪齒輪 特征：特征：激振器是一個(gè)獨(dú)立激振器是一個(gè)獨(dú)立 的箱形結(jié)構(gòu)，靠一對(duì)相互嚙的箱形結(jié)構(gòu)，靠一對(duì)相互嚙 合的齒輪實(shí)現(xiàn)同步反向彷旋合的齒輪實(shí)現(xiàn)同步反向彷旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：拆裝維修方便拆裝維修方便 使用：使用：用于輸送式落砂機(jī)上，用于輸送式落砂機(jī)上， 并且多裝在落砂機(jī)的下方并且多裝在落砂機(jī)的下方 2）無(wú)強(qiáng)迫聯(lián)系雙軸慣性激振器的工作原理）無(wú)強(qiáng)迫聯(lián)系雙軸慣性激振器的工作原理 組成：組成：機(jī)體、偏心質(zhì)量、彈性聯(lián)軸器、電機(jī)機(jī)體、偏心質(zhì)量、彈性聯(lián)軸器、電機(jī) 特征：特征：兩激振軸間沒(méi)有強(qiáng)迫聯(lián)系，靠?jī)呻姍C(jī)間的同

7、步追逐兩激振軸間沒(méi)有強(qiáng)迫聯(lián)系，靠?jī)呻姍C(jī)間的同步追逐 實(shí)現(xiàn)同步反向旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)同步反向旋轉(zhuǎn)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 使用：使用：用于輸送式落砂機(jī)或非輸送式落砂機(jī)上。用于輸送式落砂機(jī)或非輸送式落砂機(jī)上。 三、慣性撞擊式落砂機(jī)三、慣性撞擊式落砂機(jī) 組成：組成：落砂機(jī)柵床、偏心質(zhì)量落砂機(jī)柵床、偏心質(zhì)量 、彈簧、電機(jī)、固定支架、彈簧、電機(jī)、固定支架 工作原理：工作原理：鑄型放在固定的支鑄型放在固定的支 架上，下面安置慣性振動(dòng)落砂機(jī)架上，下面安置慣性振動(dòng)落砂機(jī) ，靠落砂柵床對(duì)鑄型的撞擊實(shí)現(xiàn)，靠落砂柵床對(duì)鑄型的撞擊實(shí)現(xiàn) 落砂落砂 特征：特征：鑄型支撐在支架上和落砂機(jī)鑄型支撐在支架上和落砂機(jī) 柵

8、床之間的距離約為柵床之間的距離約為58mm）。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 振幅一般均較慣性振動(dòng)落砂機(jī)大振幅一般均較慣性振動(dòng)落砂機(jī)大 撞擊式單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)一般均工作在近共撞擊式單軸慣性振動(dòng)落砂機(jī)一般均工作在近共 振狀態(tài)振狀態(tài) 小的落砂機(jī)可落較大的鑄型小的落砂機(jī)可落較大的鑄型 多將幾臺(tái)落砂機(jī)并聯(lián)組成落砂機(jī)組。多將幾臺(tái)落砂機(jī)并聯(lián)組成落砂機(jī)組。 將降溫、落砂和增濕作用集成到一起，工作條件好。將降溫、落砂和增濕作用集成到一起，工作條件好。 5.1.2 滾筒落砂機(jī) 鑄件經(jīng)落砂后，清理表面殘留粘砂、氧化皮、毛刺、冒口等鑄件經(jīng)落砂后，清理表面殘留粘砂、氧化皮、毛刺、冒口等 表面清理機(jī)械 拋丸 噴丸 滾筒 利用高速旋轉(zhuǎn)

9、葉片將彈丸拋利用高速旋轉(zhuǎn)葉片將彈丸拋 向鑄件，打掉氧化皮和粘砂。向鑄件，打掉氧化皮和粘砂。 利用壓縮空氣攜帶彈丸噴射利用壓縮空氣攜帶彈丸噴射 到鑄件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)清理。到鑄件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)清理。 利用鑄件與鑄件，鑄件與星利用鑄件與鑄件，鑄件與星 鐵之間摩擦和輕微撞擊來(lái)實(shí)鐵之間摩擦和輕微撞擊來(lái)實(shí) 現(xiàn)清理?，F(xiàn)清理。 5.2 清理設(shè)備 方法方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 拋丸處理拋丸處理效果好，生產(chǎn)率高，勞動(dòng)效果好，生產(chǎn)率高，勞動(dòng) 強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，強(qiáng)度低，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化， 應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 拋射方向不能任意改變，拋射方向不能任意改變， 靈活性差靈活性差 噴丸處理噴丸處理操作靈活，可清理復(fù)雜內(nèi)操作靈活，可清理復(fù)雜內(nèi)

10、 腔和深孔的鑄件腔和深孔的鑄件 動(dòng)力消耗大，生產(chǎn)率較低動(dòng)力消耗大，生產(chǎn)率較低 ，勞動(dòng)條件較差，不易實(shí)，勞動(dòng)條件較差，不易實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化，一般用于清理現(xiàn)自動(dòng)化，一般用于清理 復(fù)雜鑄件或作為拋丸清理復(fù)雜鑄件或作為拋丸清理 的補(bǔ)充手段的補(bǔ)充手段 滾筒處理滾筒處理設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造， 清理效果好，適于清理形清理效果好，適于清理形 狀簡(jiǎn)單、不怕碰撞的小型狀簡(jiǎn)單、不怕碰撞的小型 鑄件鑄件 生產(chǎn)率低，噪聲大，已逐生產(chǎn)率低，噪聲大，已逐 漸被拋丸清理取代漸被拋丸清理取代 5.2.1 5.2.1 拋丸器拋丸器 拋丸器的結(jié)構(gòu)：拋丸器的結(jié)構(gòu)：進(jìn)丸管、殼體、傳動(dòng)軸、拋丸進(jìn)丸管、殼體、傳動(dòng)軸、拋丸

11、 輪、葉片、分丸輪、導(dǎo)向套輪、葉片、分丸輪、導(dǎo)向套 拋丸器各部件的裝配關(guān)系拋丸器各部件的裝配關(guān)系 工作原理：工作原理：由進(jìn)丸管進(jìn)入的彈丸被分丸輪承接并初加速，然后從由進(jìn)丸管進(jìn)入的彈丸被分丸輪承接并初加速，然后從 導(dǎo)向套窗口拋出，被葉片承接并繼續(xù)加速，最后以高速拋出。導(dǎo)向套窗口拋出，被葉片承接并繼續(xù)加速，最后以高速拋出。 分丸輪的作用：分丸輪的作用： 對(duì)彈丸進(jìn)行預(yù)加對(duì)彈丸進(jìn)行預(yù)加 速。速。 定向套的作用：定向套的作用： 控制彈丸的拋射控制彈丸的拋射 方向中。方向中。 風(fēng)力進(jìn)丸拋風(fēng)力進(jìn)丸拋 丸器結(jié)構(gòu)圖丸器結(jié)構(gòu)圖 5.2.2 拋丸清理設(shè)備 噴丸清理器利用壓縮空氣將彈丸噴噴丸清理器利用壓縮空氣將彈丸噴

12、 射到鑄件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)清理。射到鑄件表面來(lái)實(shí)現(xiàn)清理。 5.2.3 噴丸清理設(shè)備 5.2.4 清理滾筒 6.1 6.1 離心澆注機(jī)離心澆注機(jī) 第6章 現(xiàn)代液態(tài)成形設(shè)備及控制 離心鑄造是將液態(tài)金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，并在離 心力的作用下完成充填和凝固成型的一種液態(tài)成形方法。 根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)軸在空間的位置，分為立式離心 鑄造設(shè)備和臥式離心鑄造設(shè)備兩種。 離心鑄造的特點(diǎn)： 易于形成中空的管類鑄件，充型能力好，利于 氣體和夾雜物排除、補(bǔ)縮條件好；但對(duì)鉛青銅等類 合金易產(chǎn)生比重偏析，內(nèi)表面較粗糙，尺寸不易控 制。 離心鑄造常用于生產(chǎn)鑄管、鋼套、缸套、雙金 屬鋼背銅套等。 （1）立式離心鑄造機(jī) 鑄型安裝在

13、垂直主軸上。主軸下端用止推軸承和徑 向軸承限位。上下軸均安裝在基座上，主軸上安裝帶 輪起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)帶帶動(dòng)鑄型旋轉(zhuǎn)。為操作方 便和生產(chǎn)安全起見(jiàn)，通常機(jī)器安裝在地坑中。立式離 心鑄造機(jī)可用于澆注最大外徑為3000mm，高度不超過(guò) 300mm的圓桶鑄件。 立式離心鑄造機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。 （2）臥式離心鑄造機(jī) 臥式離心鑄造機(jī)分為臥式懸臂離心鑄造機(jī)、滾筒式離心鑄造機(jī) 和多工位離心鑄造機(jī)。 臥式懸臂離心鑄造機(jī) 由多臺(tái)小型懸臂 式離心機(jī)安裝在回轉(zhuǎn) 盤(pán)上組合而成。回轉(zhuǎn) 盤(pán)由氣缸驅(qū)動(dòng)作間歇 式轉(zhuǎn)動(dòng)，每轉(zhuǎn)一工位 完成相應(yīng)的工序。 低壓鑄造低壓鑄造 其工藝過(guò)程是：其工藝過(guò)程是： 在密封的坩堝中，通在密

14、封的坩堝中，通 入干燥的壓縮空氣，入干燥的壓縮空氣， 金屬液在氣體壓力的金屬液在氣體壓力的 作用下，沿升液管進(jìn)作用下，沿升液管進(jìn) 入直澆道上升，通過(guò)入直澆道上升，通過(guò) 內(nèi)澆道平穩(wěn)地進(jìn)入型內(nèi)澆道平穩(wěn)地進(jìn)入型 腔，并保持坩堝內(nèi)液腔，并保持坩堝內(nèi)液 面上的氣體壓力，一面上的氣體壓力，一 直到鑄件完全凝固為直到鑄件完全凝固為 止。止。 為獲得合格鑄件，應(yīng)使金屬液以最佳速度進(jìn)入鑄型為獲得合格鑄件，應(yīng)使金屬液以最佳速度進(jìn)入鑄型 上升速度必須是均勻的上升速度必須是均勻的 對(duì)于同一個(gè)鑄件，每次的上升速度必須相等，即應(yīng)對(duì)于同一個(gè)鑄件，每次的上升速度必須相等，即應(yīng) 有良好的再現(xiàn)性。有良好的再現(xiàn)性。 產(chǎn)品： 適合新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、快速單件及小批量零件、不規(guī)則 零件或復(fù)雜形狀零件 快速成型快速成型 快速成型（快速成型（RPRP）是一種）是一種CADCAD模型直接驅(qū)動(dòng)、快速生產(chǎn)模型直接驅(qū)動(dòng)、快速生產(chǎn) 任意復(fù)雜形狀三