材料成型與控制工程專業(yè)培訓(xùn)課件

1、材料成型與控制工程專業(yè)培訓(xùn)課件課程簡(jiǎn)介課程簡(jiǎn)介n課程簡(jiǎn)介：本課程是材料成型與控制工程專業(yè)的一門專業(yè)課。主課程簡(jiǎn)介：本課程是材料成型與控制工程專業(yè)的一門專業(yè)課。主要介紹鑄造車間造型制芯設(shè)備，砂處理設(shè)備，落砂清理設(shè)備，沖要介紹鑄造車間造型制芯設(shè)備，砂處理設(shè)備，落砂清理設(shè)備，沖天爐熔化工部配料及加料設(shè)備，機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備，鑄造車間給料天爐熔化工部配料及加料設(shè)備，機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備，鑄造車間給料及定量設(shè)備，常用除塵設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)以及選用。及定量設(shè)備，常用除塵設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)以及選用。n教學(xué)基本要求：教學(xué)基本要求： 掌握各種設(shè)備的工作原理，了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)。掌握各種設(shè)備的工作原理，了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)。n考

2、核形式：閉卷筆試考核形式：閉卷筆試+作業(yè)、考勤作業(yè)、考勤+隨堂測(cè)試隨堂測(cè)試n教材及主要參考書：鑄造機(jī)械化、鑄造設(shè)備選用手冊(cè)、教材及主要參考書：鑄造機(jī)械化、鑄造設(shè)備選用手冊(cè)、鑄造設(shè)備鑄造設(shè)備序序n機(jī)械：人們?cè)诟脑熳匀坏倪^程中總結(jié)和創(chuàng)造出來的，用于代替或幫助人機(jī)械：人們?cè)诟脑熳匀坏倪^程中總結(jié)和創(chuàng)造出來的，用于代替或幫助人們完成某項(xiàng)工作的設(shè)備的總稱們完成某項(xiàng)工作的設(shè)備的總稱n分類：專用機(jī)械、通過機(jī)械分類：專用機(jī)械、通過機(jī)械n鑄造機(jī)械：為鑄造生產(chǎn)工藝服務(wù)的機(jī)械設(shè)備的總稱鑄造機(jī)械：為鑄造生產(chǎn)工藝服務(wù)的機(jī)械設(shè)備的總稱n實(shí)現(xiàn)鑄造機(jī)械化的意義：提高鑄件質(zhì)量；減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；提高勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)鑄造機(jī)械化的意義：提高

3、鑄件質(zhì)量；減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率生產(chǎn)率n鑄造機(jī)械和其它機(jī)械的關(guān)系：鑄造機(jī)械和其它機(jī)械的關(guān)系：n1.各種機(jī)械所基于的傳動(dòng)原理、控制原理等各方面具有共性各種機(jī)械所基于的傳動(dòng)原理、控制原理等各方面具有共性n2.為了滿足鑄造生產(chǎn)的需要，鑄造機(jī)械在其工藝適應(yīng)性上有其特殊性，為了滿足鑄造生產(chǎn)的需要，鑄造機(jī)械在其工藝適應(yīng)性上有其特殊性，共性和特殊性的結(jié)合就構(gòu)成了各種設(shè)備。共性和特殊性的結(jié)合就構(gòu)成了各種設(shè)備。第一講第一講 粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)

4、和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)本講所要解決的主要問題本講所要解決的主要問題1.對(duì)鑄型的工藝要求是什么？對(duì)鑄型的工藝要求是什么？2.如何獲得滿足鑄造工藝要求的鑄型？如何獲得滿足鑄造工藝要求的鑄型？3.鑄型緊實(shí)與否如何衡量？鑄型緊實(shí)與否如何衡量？4.緊實(shí)鑄型的方法有幾種？其實(shí)砂原理是什么？緊實(shí)鑄型的方法有幾種？其實(shí)砂原理是什么？5.不同實(shí)砂方法所獲得的緊實(shí)度分布規(guī)律及影響緊實(shí)度不同實(shí)砂方法所獲得的緊實(shí)度分布規(guī)律及影響緊實(shí)度大小及分布的因素。大小及分布的因素。第一節(jié)第一節(jié) 型砂的緊實(shí)度及實(shí)砂要求型砂的緊實(shí)度及實(shí)砂要求一、鑄造工藝方法及工藝過程一、鑄造工藝方法及工藝過程 鑄造工藝方法主要

5、分為兩類：鑄造工藝方法主要分為兩類：砂型鑄造：用砂型及砂芯形成鑄型的型腔砂型鑄造：用砂型及砂芯形成鑄型的型腔特種鑄造：除砂型鑄造之外的鑄造方法的總稱特種鑄造：除砂型鑄造之外的鑄造方法的總稱二、鑄造對(duì)砂型的工藝要求二、鑄造對(duì)砂型的工藝要求 成型：形成具有一定的強(qiáng)度、尺寸精度和成型：形成具有一定的強(qiáng)度、尺寸精度和表面精度的型腔；工藝性能：透氣性、耐火度、表面精度的型腔；工藝性能：透氣性、耐火度、潰散性潰散性 使鑄型成型的方法：緊實(shí)型砂使鑄型成型的方法：緊實(shí)型砂粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)三、緊實(shí)度三、緊實(shí)度緊實(shí)度：砂粒間排列及堆積的緊密程度緊實(shí)度：砂粒間排列及堆積的緊密

6、程度 緊實(shí)度的表達(dá)方式：緊實(shí)度的表達(dá)方式： 1.容重法：容重法：=m/v (g/cm3) 用容重法表征的造型材料的緊實(shí)度：用容重法表征的造型材料的緊實(shí)度：松散型砂松散型砂 ：1.21.3g/cm3；一般緊實(shí)型砂：一般緊實(shí)型砂： 1.551.7g/cm3高緊實(shí)度型砂：高緊實(shí)度型砂： 1.61.8g/cm3 非常緊實(shí)型砂：非常緊實(shí)型砂： 1.81.9g/cm3粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2.硬度法：用砂型的表面硬度表征型砂的緊硬度法：用砂型的表面硬度表征型砂的緊實(shí)度實(shí)度 硬度的測(cè)量：采用硬度計(jì)硬度的測(cè)量：采用硬度計(jì)硬度計(jì)分類：硬度計(jì)分類：A、B型：壓頭為球形，用于測(cè)量一

7、般砂型型：壓頭為球形，用于測(cè)量一般砂型的表面硬度的表面硬度C型：壓頭呈錐形，用于測(cè)試硬度高的砂型型：壓頭呈錐形，用于測(cè)試硬度高的砂型用硬度法表征的砂型緊實(shí)度：用硬度法表征的砂型緊實(shí)度：一般為一般為6080；高壓造型可達(dá)到；高壓造型可達(dá)到90常用實(shí)砂方法：壓實(shí)、震實(shí)、氣流緊實(shí)等常用實(shí)砂方法：壓實(shí)、震實(shí)、氣流緊實(shí)等 粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第二節(jié)第二節(jié) 壓實(shí)實(shí)砂壓實(shí)實(shí)砂一、壓實(shí)實(shí)砂的原理：直接加壓使型砂緊實(shí)一、壓實(shí)實(shí)砂的原理：直接加壓使型砂緊實(shí)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)n壓實(shí)實(shí)砂根據(jù)壓實(shí)速度不同分為慢速壓實(shí)壓實(shí)實(shí)砂根據(jù)壓實(shí)速度不同分為慢

8、速壓實(shí)(加壓速度加壓速度0.01m/s，一般壓實(shí)，一般壓實(shí)(壓壓實(shí)速度實(shí)速度0.51m/s)、高速壓實(shí)、高速壓實(shí)(壓實(shí)速度壓實(shí)速度7 m/s)，一般壓實(shí)造型機(jī)上均為一般壓，一般壓實(shí)造型機(jī)上均為一般壓實(shí)，因此，在此僅討論一般壓實(shí)實(shí)砂的情況。實(shí)，因此，在此僅討論一般壓實(shí)實(shí)砂的情況。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)一般壓實(shí)的緊實(shí)過一般壓實(shí)的緊實(shí)過程：程：工作臺(tái)自下向上運(yùn)工作臺(tái)自下向上運(yùn)動(dòng)，壓頭從上向下動(dòng)，壓頭從上向下壓入鑄型壓入鑄型工作臺(tái)從靜止開工作臺(tái)從靜止開始上升始上升砂型碰到壓頭，砂型碰到壓頭，上層砂子受撞擊而上層砂子受撞擊而緊實(shí)，并將緊實(shí)力緊實(shí)，并將緊實(shí)力向下傳遞。上層

9、砂向下傳遞。上層砂子受到的沖擊力及子受到的沖擊力及壓力大，緊實(shí)度高壓力大，緊實(shí)度高粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)在砂型緊實(shí)的未尾，鑄型、砂箱、模在砂型緊實(shí)的未尾，鑄型、砂箱、模板具有較大的速度，最終和鑄型發(fā)生板具有較大的速度，最終和鑄型發(fā)生撞擊。撞擊。二、壓實(shí)所得緊實(shí)度平均分布二、壓實(shí)所得緊實(shí)度平均分布 靠近壓板處最高，中間有所降低，靠近壓板處最高，中間有所降低，而靠近模板處又有所提高。而靠近模板處又有所提高。 1.砂型中心緊實(shí)度分布砂型中心緊實(shí)度分布 2.砂型角上緊實(shí)度分砂型角上緊實(shí)度分布布 3.砂型邊上中間緊實(shí)度分布砂型邊上中間緊實(shí)度分布粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基

10、礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)三、影響壓實(shí)法實(shí)砂緊實(shí)三、影響壓實(shí)法實(shí)砂緊實(shí)度大小及分布的因素度大小及分布的因素1.壓實(shí)比壓的影響壓實(shí)比壓的影響壓實(shí)比壓：型砂單位面積壓實(shí)比壓：型砂單位面積上受到的壓實(shí)力上受到的壓實(shí)力壓實(shí)比壓高，緊實(shí)度高，壓實(shí)比壓高，緊實(shí)度高，緊實(shí)度的均勻性提高緊實(shí)度的均勻性提高粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2.砂箱高度的影響砂箱高度的影響 在砂箱的高寬比在砂箱的高寬比(砂箱高砂箱高度度/窄邊寬度窄邊寬度)小于小于1時(shí)，砂箱時(shí)，砂箱中心部位緊實(shí)度上下均勻。中心部位緊實(shí)度上下均勻。 當(dāng)砂箱高寬比大于當(dāng)

11、砂箱高寬比大于1時(shí)，時(shí)，只有在接近只有在接近1的范圍內(nèi)砂箱中的范圍內(nèi)砂箱中心部位上、下堅(jiān)實(shí)度均均，心部位上、下堅(jiān)實(shí)度均均，遠(yuǎn)離壓板處緊實(shí)度降低。遠(yuǎn)離壓板處緊實(shí)度降低。 右圖：斷面為右圖：斷面為100100mm，不同高度砂箱，不同高度砂箱中心部位緊實(shí)度在高度方向中心部位緊實(shí)度在高度方向的分布。的分布。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3.模型的影響模型的影響1)具有模型時(shí)砂型的緊實(shí)過程具有模型時(shí)砂型的緊實(shí)過程2)具有模型時(shí)鑄型的緊實(shí)度分布具有模型時(shí)鑄型的緊實(shí)度分布粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3)影響因素影響因素壓縮比的影響壓縮比的影響 A A、壓

12、縮比的產(chǎn)生、壓縮比的產(chǎn)生 B B、壓縮比的概念、壓縮比的概念 ( (H+h)H+h)0 0=H=H1 1 ( (H+h-m)H+h-m)0 0=(H-m)=(H-m)2 2 1 1=0 0+(h/H)+(h/H)0 0 2 2=0 0+ +h/(H-m)h/(H-m)0 0 h/H h/H及及h/(H-m)h/(H-m)稱為壓縮比稱為壓縮比粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)模型頂上砂柱的高寬比模型頂上砂柱的高寬比B B 砂柱高寬比的概念：砂柱高寬比的概念：minbshB模樣頂上窄邊寬度模樣頂上砂柱高度當(dāng)當(dāng)B11.25時(shí)，壓縮比的影響小，時(shí)，壓縮比的影響小，反之則大反之則大

13、粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)深凹比深凹比A A的影響的影響 深凹比的概念：深凹比的概念： minBH深凹處短邊的寬度深凹處的高度或深度A當(dāng)當(dāng)A小于小于0.8時(shí)深凹處易緊實(shí)時(shí)深凹處易緊實(shí)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)四、提高壓實(shí)法實(shí)砂緊實(shí)度的措四、提高壓實(shí)法實(shí)砂緊實(shí)度的措施施 1.提高壓實(shí)比壓：壓實(shí)比壓提高壓實(shí)比壓：壓實(shí)比壓高，緊實(shí)度高并且分布均勻。高，緊實(shí)度高并且分布均勻。 2.減小壓縮比的差別：緊實(shí)減小壓縮比的差別：緊實(shí)度均勻度均勻 措施：措施： 應(yīng)用成型壓頭應(yīng)用成型壓頭 應(yīng)用多觸頭壓頭應(yīng)用多觸頭壓頭 壓膜造型壓膜造型 粘土砂造型機(jī)和制芯

14、機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)n應(yīng)用成型壓頭應(yīng)用成型壓頭(目的是使各處的壓縮比相同目的是使各處的壓縮比相同)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)多觸頭壓頭多觸頭壓頭(萬能式成型壓頭萬能式成型壓頭)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)n壓膜造型壓膜造型(萬能式成型壓頭萬能式成型壓頭)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3.模板加壓與對(duì)壓法模板加壓與對(duì)壓法壓板加壓法：壓板壓入砂箱壓板加壓法：壓板壓入砂箱 緊實(shí)度分布：靠近壓板處緊實(shí)度分布：靠近壓板處高，遠(yuǎn)離壓板處低高，遠(yuǎn)離壓板

15、處低模板加壓法：壓實(shí)時(shí)壓板不模板加壓法：壓實(shí)時(shí)壓板不動(dòng)，模板壓入砂箱動(dòng)，模板壓入砂箱 緊實(shí)度分布：靠近模板處高，緊實(shí)度分布：靠近模板處高，遠(yuǎn)離模板處低遠(yuǎn)離模板處低粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)對(duì)壓法：壓板和模板從兩個(gè)方向同時(shí)加壓對(duì)壓法：壓板和模板從兩個(gè)方向同時(shí)加壓 緊實(shí)度分布：較均勻緊實(shí)度分布：較均勻粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)4.控制型砂的緊實(shí)率：在滿足要控制型砂的緊實(shí)率：在滿足要 求的情況下選擇較低求的情況下選擇較低的緊實(shí)率的型砂，一般機(jī)器造型型砂的堅(jiān)實(shí)率為的緊實(shí)率的型砂，一般機(jī)器造型型砂的堅(jiān)實(shí)率為45-55%，高壓造型，高壓造型35-

16、45%5.提高壓前型砂的緊實(shí)度：進(jìn)行壓前預(yù)緊實(shí)，如：射提高壓前型砂的緊實(shí)度：進(jìn)行壓前預(yù)緊實(shí)，如：射砂加砂、負(fù)壓加砂、壓前震擊預(yù)實(shí)砂等砂加砂、負(fù)壓加砂、壓前震擊預(yù)實(shí)砂等)(0212Hm粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第三節(jié)第三節(jié) 震擊及微振震擊及微振實(shí)砂實(shí)砂一、震擊實(shí)砂一、震擊實(shí)砂1.震擊實(shí)砂原理震擊實(shí)砂原理 慣性緊實(shí)慣性緊實(shí)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2.震擊實(shí)砂的緊實(shí)度分布：震擊實(shí)砂的緊實(shí)度分布： 緊實(shí)度下高，上低緊實(shí)度下高，上低3.影響震擊實(shí)砂緊實(shí)度的因影響震擊實(shí)砂緊實(shí)度的因素素 震擊次數(shù)：一般為震擊次數(shù)：一般為2050次，隨震擊次數(shù)的次

17、，隨震擊次數(shù)的增加，緊實(shí)度提高。增加，緊實(shí)度提高。 震擊高度：一般為震擊高度：一般為2050mm，最大不，最大不 超超過過80mm，震擊高度大，震擊高度大，緊實(shí)度高。緊實(shí)度高。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)模型上尖角的影響：在水平的尖角處模型上尖角的影響：在水平的尖角處 緊實(shí)度明顯降低緊實(shí)度明顯降低4.使震擊實(shí)砂緊實(shí)度均勻化的措施使震擊實(shí)砂緊實(shí)度均勻化的措施震擊壓實(shí)震擊壓實(shí)動(dòng)力補(bǔ)充緊實(shí)動(dòng)力補(bǔ)充緊實(shí)人工輔助緊實(shí)人工輔助緊實(shí)5.震擊法實(shí)砂的應(yīng)用震擊法實(shí)砂的應(yīng)用單純用震擊實(shí)砂時(shí)，應(yīng)和輔助人工緊實(shí)相結(jié)合單純用震擊實(shí)砂時(shí)，應(yīng)和輔助人工緊實(shí)相結(jié)合大多數(shù)情況下是做為對(duì)型砂進(jìn)行預(yù)緊實(shí)

18、的手端大多數(shù)情況下是做為對(duì)型砂進(jìn)行預(yù)緊實(shí)的手端粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)二、微震實(shí)砂二、微震實(shí)砂 微震實(shí)砂是相對(duì)普通震擊實(shí)砂而言的，普通震擊實(shí)砂微震實(shí)砂是相對(duì)普通震擊實(shí)砂而言的，普通震擊實(shí)砂時(shí)，其震幅一般為時(shí)，其震幅一般為2050mm，頻率為，頻率為200 500次次/分，而分，而微震實(shí)砂時(shí)其震幅一般在微震實(shí)砂時(shí)其震幅一般在525mm，頻率在，頻率在500 1000次次/分。分。1.微震實(shí)砂緊實(shí)度分布：微震實(shí)砂緊實(shí)度分布： 類似于普通震擊實(shí)砂，靠近模板處高，遠(yuǎn)離模板處低類似于普通震擊實(shí)砂，靠近模板處高，遠(yuǎn)離模板處低2.影響緊實(shí)度大小的因素：影響緊實(shí)度大小的因素：

19、同普通需擊實(shí)砂同普通需擊實(shí)砂粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3.改善微震法實(shí)砂緊實(shí)改善微震法實(shí)砂緊實(shí)度分布的措施度分布的措施微震和壓實(shí)相結(jié)合微震和壓實(shí)相結(jié)合微震微震+壓實(shí)：微震起壓實(shí)：微震起 到預(yù)實(shí)砂的作用到預(yù)實(shí)砂的作用微震微震+壓震：預(yù)緊實(shí)壓震：預(yù)緊實(shí)+壓實(shí)壓實(shí)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)壓震壓震 壓實(shí)的同時(shí)進(jìn)行壓實(shí)的同時(shí)進(jìn)行震擊的實(shí)砂方法稱為震擊的實(shí)砂方法稱為壓震壓震 進(jìn)行實(shí)震，強(qiáng)化進(jìn)行實(shí)震，強(qiáng)化了壓實(shí)實(shí)砂的效果了壓實(shí)實(shí)砂的效果 原因：由于動(dòng)壓原因：由于動(dòng)壓實(shí)力的存在使實(shí)際壓實(shí)力的存在使實(shí)際壓實(shí)力大大增加實(shí)力大大增加粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工

20、藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第四節(jié)第四節(jié) 射砂法實(shí)砂射砂法實(shí)砂一、射砂法實(shí)砂的工作原理一、射砂法實(shí)砂的工作原理1.射砂的過程及原理射砂的過程及原理 射前期：壓縮空氣快速進(jìn)射前期：壓縮空氣快速進(jìn)入射砂筒，射砂筒內(nèi)壓力入射砂筒，射砂筒內(nèi)壓力升高，但砂子還沒有射出，升高，但砂子還沒有射出，射前期約需射前期約需0.0080.0080.011s0.011s 粘土砂造型機(jī)和粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)自由射砂階段：砂粒由氣流推自由射砂階段：砂粒由氣流推動(dòng)形成氣固兩相流射入芯盒，動(dòng)形成氣固兩相流射入芯盒，時(shí)間約為時(shí)間約為0.30.5

21、s，近，近80 90%的砂子在這一階段射入的砂子在這一階段射入芯盒芯盒壓砂團(tuán)緊實(shí)：將稀疏的氣砂流壓砂團(tuán)緊實(shí)：將稀疏的氣砂流變?yōu)槊芗?，最后被推入芯變?yōu)槊芗鳎詈蟊煌迫胄竞?，稱為盒，稱為“壓砂團(tuán)壓砂團(tuán)”粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)氣流流過砂層而形成滲透壓，當(dāng)滲透壓大于砂粒之間的阻氣流流過砂層而形成滲透壓，當(dāng)滲透壓大于砂粒之間的阻滯力時(shí)，砂子以氣固兩相流的方式被氣流射出。滯力時(shí)，砂子以氣固兩相流的方式被氣流射出。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)形成氣壓梯度（頂上進(jìn)氣、和均勻進(jìn)氣形成的氣壓梯度不同）形成氣壓梯度（頂上進(jìn)氣、和均勻進(jìn)氣形成的氣壓梯度

22、不同）粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2.射砂實(shí)砂的緊實(shí)原理射砂實(shí)砂的緊實(shí)原理 氣砂流受滯止時(shí)形成的高氣壓的氣砂流受滯止時(shí)形成的高氣壓的作用作用(動(dòng)壓動(dòng)壓+靜壓靜壓) 氣壓砂團(tuán)的緊實(shí)作用氣壓砂團(tuán)的緊實(shí)作用 粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)芯盒的排氣方式芯盒的排氣方式 上排氣：排氣孔上排氣：排氣孔設(shè)在射砂頭上，射砂設(shè)在射砂頭上，射砂氣體由芯盒的上方排氣體由芯盒的上方排出出 下排氣：將排氣下排氣：將排氣孔設(shè)在芯盒的下部，孔設(shè)在芯盒的下部，射砂氣體由芯盒的下射砂氣體由芯盒的下方排出方排出 綜合排氣：即有綜合排氣：即有上排氣，也有下排氣上排氣，也有下排氣

23、粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3.射砂所得緊實(shí)度分布射砂所得緊實(shí)度分布 在芯盒高度方向在芯盒高度方向上：靠近射孔及遠(yuǎn)離射上：靠近射孔及遠(yuǎn)離射孔處高，中間低孔處高，中間低 在芯盒的橫斷面上：在芯盒的橫斷面上：中心高，周邊低中心高，周邊低C：中心處的緊實(shí)度：中心處的緊實(shí)度P：靠近芯盒壁處緊實(shí)度靠近芯盒壁處緊實(shí)度粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)4.影響射砂法實(shí)砂緊實(shí)度的因素影響射砂法實(shí)砂緊實(shí)度的因素 1) 射砂筒內(nèi)的氣壓梯度及射砂氣壓射砂筒內(nèi)的氣壓梯度及射砂氣壓氣壓梯度及氣壓高則緊實(shí)度高氣壓梯度及氣壓高則緊實(shí)度高控制氣壓梯度的方法：快速進(jìn)氣、射砂筒的

24、結(jié)構(gòu)、射砂氣壓控制氣壓梯度的方法：快速進(jìn)氣、射砂筒的結(jié)構(gòu)、射砂氣壓2）芯盒上排氣孔的位置和大?。┬竞猩吓艢饪椎奈恢煤痛笮∫话闩艢饪椎目偯娣e為芯盒截面的一般排氣孔的總面積為芯盒截面的0.30.35倍。倍。3）射孔的面積）射孔的面積一般射孔面積為射筒面積的一般射孔面積為射筒面積的0.20.5倍；射孔面積與排氣孔面積之比倍；射孔面積與排氣孔面積之比約為約為1：3三、射砂法實(shí)砂的應(yīng)用三、射砂法實(shí)砂的應(yīng)用特點(diǎn)：填砂和緊實(shí)一次完成，緊實(shí)度低特點(diǎn)：填砂和緊實(shí)一次完成，緊實(shí)度低1、在化學(xué)硬化砂中用于填砂和緊實(shí)、在化學(xué)硬化砂中用于填砂和緊實(shí)2、在粘土砂中用于填砂和預(yù)緊實(shí)、在粘土砂中用于填砂和預(yù)緊實(shí)粘土砂造型機(jī)和

25、制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第五節(jié)第五節(jié) 氣流滲透壓實(shí)砂法氣流滲透壓實(shí)砂法1.氣流滲透壓實(shí)砂的原理氣流滲透壓實(shí)砂的原理 將型砂加入砂箱之中，將將型砂加入砂箱之中，將吹氣頭壓到砂箱之上，迅速通入吹氣頭壓到砂箱之上，迅速通入壓縮氣體，使氣體的升壓速度達(dá)壓縮氣體，使氣體的升壓速度達(dá)到到5-7MPa/s，氣流迅速作用于，氣流迅速作用于砂子的表面，并產(chǎn)生從砂層表面砂子的表面，并產(chǎn)生從砂層表面到模板到模板(模型模型)之間的滲透，砂層之間的滲透，砂層中形成滲透壓，最終氣體從模板中形成滲透壓，最終氣體從模板上的排氣孔排出。在滲透壓的作上的排氣孔排出。在滲透壓的作用下，使型砂獲得緊實(shí)。用下，使型砂

26、獲得緊實(shí)。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2.氣流滲透實(shí)砂的緊實(shí)度分布：氣流滲透實(shí)砂的緊實(shí)度分布： 靠近排氣塞處緊實(shí)度高，上部的緊靠近排氣塞處緊實(shí)度高，上部的緊實(shí)度低實(shí)度低 3.影響氣流滲透實(shí)砂緊實(shí)度的因素影響氣流滲透實(shí)砂緊實(shí)度的因素工作氣壓：工作氣壓高，緊實(shí)度高；工作氣壓：工作氣壓高，緊實(shí)度高；升壓速度：升壓速度高，緊實(shí)度高，一般升壓速度：升壓速度高，緊實(shí)度高，一般升壓速度為升壓速度為57MPa/s 排氣孔的面積及位置：排氣孔面積大緊實(shí)排氣孔的面積及位置：排氣孔面積大緊實(shí)度高，但排氣孔面積占模板面積的度高，但排氣孔面積占模板面積的2.53.5%之后，面積再增加，強(qiáng)度增

27、加之后，面積再增加，強(qiáng)度增加較少。較少。砂箱高度：砂箱高度大，緊實(shí)度高。砂箱高度：砂箱高度大，緊實(shí)度高。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ) 4.氣流滲透實(shí)砂的應(yīng)用氣流滲透實(shí)砂的應(yīng)用 型砂的緊實(shí)度低，主要用于型砂的預(yù)緊實(shí)，通常氣滲緊實(shí)后再加壓實(shí)型砂的緊實(shí)度低，主要用于型砂的預(yù)緊實(shí)，通常氣滲緊實(shí)后再加壓實(shí)方能達(dá)到鑄造工藝要求，這種先氣滲緊實(shí)再加壓實(shí)的實(shí)砂方法稱為方能達(dá)到鑄造工藝要求，這種先氣滲緊實(shí)再加壓實(shí)的實(shí)砂方法稱為“靜壓靜壓造型造型”5.氣流滲透壓實(shí)砂和射砂實(shí)砂的異同點(diǎn)：氣流滲透壓實(shí)砂和射砂實(shí)砂的異同點(diǎn)：相同點(diǎn)：均利用有壓氣體進(jìn)行實(shí)砂相同點(diǎn)：均利用有壓氣體進(jìn)行實(shí)砂不同點(diǎn)：

28、實(shí)砂機(jī)理不同。射砂實(shí)砂時(shí)形成氣砂兩相流，靠氣砂流受滯止時(shí)的不同點(diǎn)：實(shí)砂機(jī)理不同。射砂實(shí)砂時(shí)形成氣砂兩相流，靠氣砂流受滯止時(shí)的動(dòng)壓動(dòng)壓+靜壓以及最后的氣壓砂團(tuán)原理緊實(shí)；氣流滲透壓實(shí)砂是靠滲透壓實(shí)靜壓以及最后的氣壓砂團(tuán)原理緊實(shí)；氣流滲透壓實(shí)砂是靠滲透壓實(shí)現(xiàn)實(shí)砂現(xiàn)實(shí)砂 工作過程不同：射砂實(shí)砂將填砂和實(shí)砂溶為一體，滲透壓實(shí)砂時(shí)應(yīng)先工作過程不同：射砂實(shí)砂將填砂和實(shí)砂溶為一體，滲透壓實(shí)砂時(shí)應(yīng)先填砂，然后再進(jìn)行滲透壓緊實(shí)。填砂，然后再進(jìn)行滲透壓緊實(shí)。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第六節(jié)第六節(jié) 氣流沖擊實(shí)砂氣流沖擊實(shí)砂 1.氣流沖擊實(shí)砂的工作過程氣流沖擊實(shí)砂的工作過程 將砂箱加滿型砂

29、并壓到氣沖頭將砂箱加滿型砂并壓到氣沖頭上，開啟快速進(jìn)氣閥，壓縮氣體以上，開啟快速進(jìn)氣閥，壓縮氣體以80100MPa/s的升壓速度作用于的升壓速度作用于型砂的表面，由于升壓速度高，氣體型砂的表面，由于升壓速度高，氣體來不及向砂層內(nèi)滲透，在砂層表面形來不及向砂層內(nèi)滲透，在砂層表面形成沖擊波，使上層砂子首先受到?jīng)_擊成沖擊波，使上層砂子首先受到?jīng)_擊預(yù)緊實(shí)，預(yù)緊實(shí)層逐漸向下擴(kuò)展，直預(yù)緊實(shí)，預(yù)緊實(shí)層逐漸向下擴(kuò)展，直到模板。經(jīng)預(yù)緊實(shí)的型砂和模板沖擊，到模板。經(jīng)預(yù)緊實(shí)的型砂和模板沖擊，將沖擊能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芏@得終緊實(shí)，將沖擊能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ芏@得終緊實(shí)，終緊實(shí)層從下向上逐層緊實(shí)直至砂層終緊實(shí)層從下向上逐層緊實(shí)直

30、至砂層的頂面，實(shí)砂過程結(jié)束。的頂面，實(shí)砂過程結(jié)束。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ) 2.氣沖法實(shí)砂的工作原理氣沖法實(shí)砂的工作原理氣沖實(shí)砂的過程就是初實(shí)層的形成、擴(kuò)大及氣沖實(shí)砂的過程就是初實(shí)層的形成、擴(kuò)大及沖擊的過程沖擊的過程粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)3.氣沖緊實(shí)所得緊實(shí)度分布?xì)鉀_緊實(shí)所得緊實(shí)度分布在高度方向上：靠近模板處在高度方向上：靠近模板處緊實(shí)度高，遠(yuǎn)離模板處緊實(shí)度高，遠(yuǎn)離模板處緊實(shí)度低，最上層的砂緊實(shí)度低，最上層的砂子緊實(shí)度最低。子緊實(shí)度最低。在鑄型的橫斷面上：緊實(shí)度在鑄型的橫斷面上：緊實(shí)度相對(duì)均勻相對(duì)均勻粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)

31、粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)4.影響緊實(shí)度大小的因素影響緊實(shí)度大小的因素砂層表面的升壓速度：升壓速度高，初實(shí)層簿，更有利于氣沖緊實(shí)，型砂層表面的升壓速度：升壓速度高，初實(shí)層簿，更有利于氣沖緊實(shí)，型砂的緊實(shí)度高。一般氣沖緊實(shí)時(shí)砂層表面的升壓速度為砂的緊實(shí)度高。一般氣沖緊實(shí)時(shí)砂層表面的升壓速度為80100MPa/s粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)工作氣壓：工作氣壓工作氣壓：工作氣壓高，在相同的工作設(shè)備高，在相同的工作設(shè)備上可得到較高的升壓速上可得到較高的升壓速度。升壓速度高，預(yù)實(shí)度。升壓速度高，預(yù)實(shí)層簿，型砂的緊層簿，型砂的緊 實(shí)度高實(shí)度高粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂

32、造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)其它因素：其它因素：砂箱高度的影砂箱高度的影響：砂箱高緊響：砂箱高緊實(shí)度高實(shí)度高模型的影響：模型的影響：當(dāng)深凹比大于當(dāng)深凹比大于3時(shí)，易出現(xiàn)時(shí)，易出現(xiàn)漏斗堆塞現(xiàn)象，漏斗堆塞現(xiàn)象，使緊實(shí)度分布使緊實(shí)度分布不均勻不均勻粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)流態(tài)氣沖法流態(tài)氣沖法:由輔助框上的由輔助框上的夾層將氣流先引到易出現(xiàn)夾層將氣流先引到易出現(xiàn)漏斗堵塞的部位。當(dāng)氣沖漏斗堵塞的部位。當(dāng)氣沖實(shí)砂時(shí)，有一股氣體先到實(shí)砂時(shí)，有一股氣體先到了易形成漏斗堵塞的部位，了易形成漏斗堵塞的部位，使那里的砂層流態(tài)化，破使那

33、里的砂層流態(tài)化，破壞了漏斗堵塞的形成，同壞了漏斗堵塞的形成，同時(shí)使深凹處的型砂獲得預(yù)時(shí)使深凹處的型砂獲得預(yù)緊實(shí)，以提高深凹處型砂緊實(shí)，以提高深凹處型砂的緊實(shí)度。的緊實(shí)度。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)差動(dòng)氣沖法：在壓縮比大的型差動(dòng)氣沖法：在壓縮比大的型砂上面設(shè)置阻流板，當(dāng)進(jìn)行砂上面設(shè)置阻流板，當(dāng)進(jìn)行沖擊實(shí)砂時(shí)，無阻流板處，沖擊實(shí)砂時(shí)，無阻流板處，氣流直接作用于型砂表面，氣流直接作用于型砂表面，有阻流板處氣流需經(jīng)阻流板有阻流板處氣流需經(jīng)阻流板后方能作用于型砂的表面，后方能作用于型砂的表面，使無阻流板處和有阻流板處使無阻流板處和有阻流板處的型砂按先后順序獲得緊實(shí)的型砂按先

34、后順序獲得緊實(shí)從而解決了漏斗堵塞的問題從而解決了漏斗堵塞的問題粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)二次氣沖法：在深凹處的底板上開有排氣孔，而非深二次氣沖法：在深凹處的底板上開有排氣孔，而非深凹處則沒有。第一次氣沖時(shí)開小的氣沖閥，砂型表面凹處則沒有。第一次氣沖時(shí)開小的氣沖閥，砂型表面的升壓速度低，對(duì)于深凹處的型砂相當(dāng)進(jìn)行了一次氣的升壓速度低，對(duì)于深凹處的型砂相當(dāng)進(jìn)行了一次氣滲預(yù)緊實(shí)，而第二次氣沖時(shí)開啟大的氣沖閥實(shí)現(xiàn)真正滲預(yù)緊實(shí)，而第二次氣沖時(shí)開啟大的氣沖閥實(shí)現(xiàn)真正的氣沖緊實(shí)，由于預(yù)緊實(shí)提高了第二次緊實(shí)前型砂的的氣沖緊實(shí)，由于預(yù)緊實(shí)提高了第二次緊實(shí)前型砂的緊實(shí)度，破壞了形成漏斗

35、堵塞的條件。緊實(shí)度，破壞了形成漏斗堵塞的條件。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)5.真空在型砂緊實(shí)中的應(yīng)用真空在型砂緊實(shí)中的應(yīng)用1)真空射砂填砂真空射砂填砂 工作時(shí)將砂箱或芯盒緊壓于填砂工作時(shí)將砂箱或芯盒緊壓于填砂斗和模板之間，模板上開有排氣孔。斗和模板之間，模板上開有排氣孔。填砂時(shí)將真空引至模板上排氣孔的填砂時(shí)將真空引至模板上排氣孔的下方，使模板處氣壓降低，在填砂下方，使模板處氣壓降低，在填砂斗與模板間形成氣壓差，這一氣壓斗與模板間形成氣壓差，這一氣壓差推動(dòng)型砂向砂箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)填差推動(dòng)型砂向砂箱內(nèi)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)填砂和緊實(shí)。砂和緊實(shí)。 緊實(shí)度一般較低，主要用于對(duì)緊實(shí)度一般較

36、低，主要用于對(duì)型砂的預(yù)緊實(shí)。型砂的預(yù)緊實(shí)。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)2)真空氣滲實(shí)砂真空氣滲實(shí)砂 工作時(shí)將芯盒填滿芯砂，將芯盒工作時(shí)將芯盒填滿芯砂，將芯盒底板上的排氣孔接真空，芯盒兩端因底板上的排氣孔接真空，芯盒兩端因氣壓差而出現(xiàn)氣流的滲透而產(chǎn)生滲透氣壓差而出現(xiàn)氣流的滲透而產(chǎn)生滲透壓，在滲透壓的作用下使芯砂獲得緊壓，在滲透壓的作用下使芯砂獲得緊實(shí)。實(shí)。 所得型砂的緊實(shí)度低，主要用所得型砂的緊實(shí)度低，主要用于粘土型砂的預(yù)緊實(shí)或化學(xué)粘結(jié)型砂于粘土型砂的預(yù)緊實(shí)或化學(xué)粘結(jié)型砂的緊實(shí)。的緊實(shí)。粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)粘土砂造型機(jī)和制芯機(jī)工藝基礎(chǔ)第七節(jié)第七節(jié) 填填 砂及起模砂及起模一、填砂一、填砂1.造型工藝對(duì)填砂的要造型工藝對(duì)填砂的要求求1)均勻填砂均勻填砂2)型砂松散型砂松散3)提高預(yù)填砂的緊實(shí)度提高預(yù)填砂的緊實(shí)度(1)射砂填砂射砂填砂(2)真空填