第七章 鋁(鎂)合金鑄造成形設(shè)備及控制

1、鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化第七章第七章 鋁（鎂）合金鑄鋁（鎂）合金鑄造成形設(shè)備及控制造成形設(shè)備及控制 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化低壓鑄造裝備及自動(dòng)化7.2金屬型鑄造工藝及設(shè)備7.3壓力鑄造裝備及自動(dòng)化7.1第七章 鋁（鎂）合金鑄造成形設(shè)備及控制半固態(tài)鑄造成形裝備7.4鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1 壓力鑄造裝備及自動(dòng)化12壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制3壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)（1 1）熱室壓鑄機(jī)）熱室壓鑄機(jī)圖7-1為熱室壓鑄機(jī)的結(jié)

2、構(gòu)圖。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。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-1 7-1 熱室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)圖熱室壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)圖環(huán)形壓墊環(huán)形壓墊 22射嘴射嘴 33鵝頸頭鵝頸頭 44壓射液壓缸壓射液壓缸 55支架支架66連軸器連軸器77壓射桿壓射桿88壓射沖頭壓射沖頭 99沖頭活塞沖頭活塞1010壓射室壓射室 1111熔化坩堝熔化坩堝 1212鵝頸通道鵝頸通道鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)（2 2）冷室壓鑄機(jī)）冷室壓鑄機(jī)1）立式壓鑄機(jī)。2） 臥式壓鑄機(jī)。圖圖7-2 7-2 立式壓鑄過(guò)程示意

3、圖立式壓鑄過(guò)程示意圖11壓射沖頭壓射沖頭 22壓射室壓射室 33金屬液金屬液 44定模定模 55動(dòng)模動(dòng)模 66射嘴射嘴 77型腔型腔88反料沖頭反料沖頭 99余料余料鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-3 7-3 臥式壓鑄過(guò)程示意圖臥式壓鑄過(guò)程示意圖11壓射沖頭壓射沖頭 22壓射室壓射室 33金屬液金屬液 44定模定模 55動(dòng)模動(dòng)模 66型腔型腔 77澆道澆道 88余料余料鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-4 7-4 臥式壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖臥式壓鑄機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖固定螺母固定螺母22連接底板連接底板33導(dǎo)桿導(dǎo)桿 44連桿連桿 55頂出

4、液壓缸頂出液壓缸 66頂桿頂桿 77動(dòng)模板動(dòng)模板 88哥林柱哥林柱99定模板定模板 1010壓射室壓射室 1111壓射沖頭壓射沖頭 1212壓射桿壓射桿 1313連軸器連軸器 1414活塞桿活塞桿 1515壓射液壓缸壓射液壓缸 1616壓射連桿壓射連桿 1717機(jī)座機(jī)座 1818頂板頂板 19T19T型槽型槽 2020滑動(dòng)板滑動(dòng)板 2121連接銷連接銷 2222銷套銷套 2323鎖模機(jī)頭鎖模機(jī)頭 2424合模液壓缸合模液壓缸鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)（3 3）壓鑄機(jī)的主要機(jī)構(gòu)）壓鑄機(jī)的主要機(jī)構(gòu) 1 1）開(kāi)合模機(jī)構(gòu)）開(kāi)合模機(jī)構(gòu)開(kāi)合模機(jī)構(gòu)是壓射金屬液時(shí)將安裝在模底

5、板上的壓鑄模合型鎖緊，金屬液冷卻凝固后打開(kāi)模具取出鑄件的裝置部分。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-5 7-5 曲肘合模機(jī)構(gòu)示意圖曲肘合模機(jī)構(gòu)示意圖11合模液壓缸合模液壓缸 22活塞活塞 33連桿連桿 44三角形鉸鏈三角形鉸鏈 55螺母螺母 66力臂力臂 77齒輪齒輪鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu) 表表7-17-1 模板調(diào)節(jié)裝置及特點(diǎn)模板調(diào)節(jié)裝置及特點(diǎn)序號(hào)類型 原 理 圖 工作原理及特點(diǎn) 1齒輪式原理：通過(guò)齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)模板移動(dòng)特點(diǎn)：1 模具安裝面的平行度容易調(diào)整 2 驅(qū)動(dòng)效率高 3 需要?jiǎng)x車裝置 2鏈 式原理：通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)模板移

6、動(dòng)特點(diǎn)： 1 模具安裝面的平行度容易調(diào)整 2 驅(qū)動(dòng)效率不高 3 需要?jiǎng)x車裝置 3蝸輪蝸桿式 原理：通過(guò)錐齒輪帶動(dòng)蝸桿，由蝸輪驅(qū)動(dòng)模板移動(dòng)特點(diǎn)： 1 模具安裝面的平行度不易調(diào)整 2 驅(qū)動(dòng)效率低 3 無(wú)需剎車裝置鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)2 2）壓射機(jī)構(gòu)）壓射機(jī)構(gòu)壓射機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)壓鑄工藝的的關(guān)鍵部分，它的結(jié)構(gòu)性能決定了壓鑄過(guò)程中的壓射速度、增壓時(shí)間等主要參數(shù)，對(duì)鑄件的表面質(zhì)量、輪廓尺寸、機(jī)械性能和致密性都有直接影響。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)表表7-2 7-2 壓鑄機(jī)常用壓射液壓缸的種類及原理壓鑄機(jī)常用壓射液壓缸的種類及原理普通型蓄

7、能器增壓式差動(dòng)增壓式差動(dòng)緩沖式補(bǔ)償型補(bǔ)償型鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)續(xù)上表續(xù)上表活塞增壓型 分離式 連體式 連體式（速度、壓力獨(dú)立控制）鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-6 DDV7-6 DDV控制壓射原理圖控制壓射原理圖11型腔型腔 22壓射室壓射室 33壓射液壓缸壓射液壓缸 44感應(yīng)器感應(yīng)器 55導(dǎo)導(dǎo)桿桿66蓄能器蓄能器 77直接數(shù)字閥直接數(shù)字閥鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)圖圖7-77-7DDVDDV閥結(jié)構(gòu)示意圖閥結(jié)構(gòu)示意圖11閥芯閥芯 22連桿連桿 33零位傳感零位傳感器器 44脈沖電機(jī)脈

8、沖電機(jī) 55聯(lián)軸器聯(lián)軸器66法蘭法蘭 77閥座閥座 88油腔油腔圖圖7-8 7-8 電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)示意圖電動(dòng)閥結(jié)構(gòu)示意圖11節(jié)流口節(jié)流口 22油腔油腔 33閥閥芯芯 44驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)板鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.1 壓鑄機(jī)分類及結(jié)構(gòu)3 3）頂出機(jī)構(gòu)）頂出機(jī)構(gòu)圖圖7-9 7-9 頂出機(jī)構(gòu)原理示意圖頂出機(jī)構(gòu)原理示意圖（ c c ） 機(jī)） 機(jī)械式械式（a a） 液壓缸固液壓缸固定液壓式定液壓式（b b）液壓缸移）液壓缸移動(dòng)液壓式動(dòng)液壓式鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.2 壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制（1 1）液壓系統(tǒng)原理）液壓系統(tǒng)原理1）系統(tǒng)供油2）開(kāi)合模3）頂出復(fù)位4）抽芯5）壓射6）壓射

9、回程7）壓射參數(shù)的調(diào)整鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.2 壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制圖圖7-10 DCC2507-10 DCC250壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖壓鑄機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖11低壓液壓泵低壓液壓泵22高壓液壓泵高壓液壓泵 3 3、88溢流閥溢流閥 44調(diào)壓閥調(diào)壓閥5 5、6 6、99二位二通電磁閥二位二通電磁閥 7 7、1010、1111壓力繼電器壓力繼電器1212、1515、1717、2222、4141三位四通電磁閥三位四通電磁閥 1313合型缸合型缸 1414行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān) 1616頂出缸頂出缸 1818、4040抽芯液壓缸抽芯液壓缸1919、2424、3232、3939二位四通電磁

10、閥二位四通電磁閥 2020順序閥順序閥 2121單向閥單向閥 2323、2525單向節(jié)流閥單向節(jié)流閥 2626二位三通電磁閥二位三通電磁閥 2727減壓閥減壓閥 2828、3838截止閥截止閥 2929增壓氮?dú)馄吭鰤旱獨(dú)馄?3030增壓蓄能器增壓蓄能器 3131、3333、3535錐型方向閥錐型方向閥 3434壓射蓄能器閥壓射蓄能器閥3636壓射液壓缸壓射液壓缸 3737升降液壓缸升降液壓缸 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.2 壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制表表7-3 7-3 循環(huán)工序中的工作狀態(tài)表循環(huán)工序中的工作狀態(tài)表工序程序動(dòng)芯入6DT合型5DT動(dòng)芯入6DT定芯入7DT壓射8DT快壓射11

11、DT9DT增壓10DT冷卻延時(shí)定芯出12DT動(dòng)芯出13DT開(kāi)型14DT動(dòng)芯出13DT頂出15DT頂回延時(shí)頂回壓回16DT17DT012345+鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.2 壓鑄機(jī)的液壓及電氣控制（2 2）電氣控制）電氣控制目前壓鑄機(jī)的電氣控制均采用可編程控制器（簡(jiǎn)稱PLC），使得龐大而復(fù)雜的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化，且穩(wěn)定可靠，故障率低，具體控制系統(tǒng)圖可參考?jí)鸿T機(jī)生產(chǎn)廠的手冊(cè)。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.3 壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化（1 1）自動(dòng)澆注裝置）自動(dòng)澆注裝置壓鑄用自動(dòng)澆注裝置的類型主要有負(fù)壓式、機(jī)械式、壓力式和電磁泵式等。最 低最 低液面液面1 12 23 3圖圖7-11 7-1

12、1 澆注機(jī)械手實(shí)例圖澆注機(jī)械手實(shí)例圖11壓射室壓射室 22機(jī)械手機(jī)械手 33熔化坩堝熔化坩堝圖圖7-12 7-12 負(fù)壓澆注示意圖負(fù)壓澆注示意圖11液體金屬液體金屬 22加熱器加熱器 33填料填料 44壓射室壓射室 55型腔型腔66真空通道真空通道 77真空過(guò)濾器真空過(guò)濾器 8 8 真真空泵空泵 99真空切斷閥真空切斷閥1010動(dòng)模動(dòng)模 1111定模定模 1212升液管升液管 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.3 壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化（2 2）自動(dòng)取件裝置）自動(dòng)取件裝置自動(dòng)取件裝置一般通過(guò)機(jī)械手的夾鉗夾住鑄件，然后將鑄件移出壓鑄機(jī)外放置在規(guī)定位置上。圖圖7-137-13四連桿自動(dòng)取件裝置工作四

13、連桿自動(dòng)取件裝置工作示意圖示意圖a a）原始位置）原始位置 b b）沿固定軌跡伸入）沿固定軌跡伸入型內(nèi)型內(nèi) c c）直線前移，夾住鑄件）直線前移，夾住鑄件 d d）直線后退，退出型外，放下鑄件）直線后退，退出型外，放下鑄件鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.3 壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化圖圖7-14 7-14 取件機(jī)械手結(jié)構(gòu)及原理圖取件機(jī)械手結(jié)構(gòu)及原理圖11齒條齒條 22傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪 33曲柄轉(zhuǎn)軸曲柄轉(zhuǎn)軸 44副液壓缸副液壓缸 55彈簧彈簧 66主液壓缸主液壓缸 77油管油管 88座板座板99滑架滑架 1010活塞桿活塞桿 1111支架支架 1212曲柄曲柄 1313連桿連桿 1414搖桿搖桿 1

14、515手臂手臂 1616手掌手掌鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.1.3 壓鑄生產(chǎn)自動(dòng)化（3 3）自動(dòng)噴涂料裝置）自動(dòng)噴涂料裝置自動(dòng)噴涂料裝置有固定式和移動(dòng)式。移動(dòng)式一般為多關(guān)節(jié)式的機(jī)械手，可自由移動(dòng)，適合于復(fù)雜模具表面的噴涂。噴涂的基本原理是用一組細(xì)銅管（約幾十根）做噴頭，按照型腔各部位的形狀和深淺程度進(jìn)行布置，確保模具型腔的各個(gè)部分都能噴涂均勻。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2 低壓鑄造裝備及自動(dòng)化12低壓鑄造原理及工藝過(guò)程低壓鑄造原理及工藝過(guò)程低壓鑄造工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍低壓鑄造工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍34低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)低壓鑄造的自動(dòng)加壓控制系統(tǒng)低壓鑄造的自動(dòng)加壓控

15、制系統(tǒng)鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程（1 1）低壓鑄造原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)）低壓鑄造原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)低壓鑄造是介于一般重力鑄造和壓力鑄造之間的一種鑄造方法，從本質(zhì)上說(shuō)，是一種低壓強(qiáng)與低速度的充型鑄造方法。根據(jù)帕斯卡原理有：p1 F1 H1 = p2 F2 H2p1 F1 H1 = p2 F2 H2鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程圖圖7-15 7-15 低壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖低壓鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程（2 2）工藝過(guò)程）工藝過(guò)程1 1） 低壓鑄造澆注過(guò)程低壓鑄造澆注過(guò)程.升

16、液階段.充型階段.結(jié)晶凝固階段 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程充型速度在低壓鑄造參數(shù)中具有頭等重要的意義。目前在工廠里常見(jiàn)的廢品多半是氣孔和氧化夾渣，這主要是充型速度控制不良所引起的。充型速度又決定于通入坩堝的氣體壓力的增長(zhǎng)速度（稱加壓速度），因此正確地控制和掌握加壓速度是獲得良好鑄件的最終關(guān)鍵。加壓速度值，即：VpVp=P=P充充t t鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程圖圖7-16 7-16 低壓鑄造澆注過(guò)程參數(shù)變化曲線圖低壓鑄造澆注過(guò)程參數(shù)變化曲線圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程表表7-

17、4 7-4 低壓鑄造加壓過(guò)程各階段參數(shù)說(shuō)明低壓鑄造加壓過(guò)程各階段參數(shù)說(shuō)明 階段參數(shù)加壓過(guò)程的各個(gè)階段OA升液管階段AB充型階段BC增壓階段CD保壓階段DE放氣階段時(shí)間t1t2t3t4t5壓力MPaP1=h1rP2=h2rP3(工藝要求)P3(工藝要求)0加壓速度（MPas）V1= P1t1V2= (P2-P1)t1V3=（P3- P1）t1-鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程表表7-5 7-5 低壓鑄造常用的幾種加壓規(guī)范形式低壓鑄造常用的幾種加壓規(guī)范形式應(yīng)用范圍加壓規(guī)范說(shuō)明金屬型薄壁件金屬型薄壁鑄件的加壓速度，一般可采用三級(jí)，升液v1=0.00110.0014M

18、Pas充型v2=0.0020.005MPas增壓v3=0.0050.010MPas增壓壓力：一般0.050.1Mpa，特殊要求可以增至0.20.3Mpa金屬型厚件厚壁鑄件的充型速度不要求太快，充型速度v2可以采用v1速度v2=v1=0.00110.0014MPasv3=0.0050.010MPas增壓壓力：一般0.050.1Mpa，特殊要求可以增至0.20.3Mpa鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程續(xù)上表續(xù)上表應(yīng)用范圍加壓規(guī)范說(shuō)明干砂型薄壁件及金屬型干砂芯v1、v3同上v2=0.00140.004MPas充型階段結(jié)束后須有一段短暫的結(jié)殼時(shí)間，視具體的鑄件而定。較

19、薄的鑄件也可以不停，繼續(xù)以v2的速度增壓增壓壓力：0.050.15Mpa 干砂型厚壁件加壓規(guī)范可與厚壁金屬型相似。但充型速度v2結(jié)束時(shí)須有一段結(jié)殼時(shí)間，約1015s。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程續(xù)上表續(xù)上表應(yīng)用范圍加壓規(guī)范說(shuō)明濕砂型薄壁件及厚壁件A是薄壁濕砂型加壓規(guī)范B是厚壁濕砂型加壓規(guī)范v1=0.00110.0014MPasv2=0.00140.0025MPasv2= v1濕砂型一般不增壓，但稍許增加一些是可以的。一般簡(jiǎn)單小件一般簡(jiǎn)單小件，即可用一種速度。視鑄件的結(jié)構(gòu)情況和鑄型種類參考上列5種情況敞開(kāi)式低壓鑄造干砂型大、中型鑄件敞開(kāi)式低壓鑄造，只采用低壓

20、充型，不采用結(jié)晶增壓工藝，因?yàn)殍T型設(shè)有冒口且不封閉A-澆口使用閘板時(shí)B-澆口使用石墨冷卻時(shí)鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程2 2）低壓鑄造的工藝參數(shù)）低壓鑄造的工藝參數(shù).升液壓力和速度 .充型壓力和速度 其升壓速度 v2 = (P2v2 = (P2P1) / 2 (P1) / 2 (MPaMPa/s)/s)。.增壓和增壓速度 .保壓時(shí)間 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.1 低壓鑄造原理及工藝過(guò)程3 3）其他工藝參數(shù)規(guī)范）其他工藝參數(shù)規(guī)范 鑄型溫度及澆注溫度 涂料 表表7-6 7-6 低壓鑄造常用的澆注溫度和鑄型溫度低壓鑄造常用的澆注溫度和鑄型溫度鑄型類

21、型鑄型溫度澆注溫度一般鑄件薄壁復(fù)雜件金屬型芯金屬型200300250320250350低壓鑄造的澆注溫度可比相同條件的重力澆注的澆注溫度低1020干砂型608080120(冷鐵)150250鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.2 低壓鑄造工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍（1 1）低壓鑄造工藝特點(diǎn)）低壓鑄造工藝特點(diǎn)1）與普通鑄造相比具有的特點(diǎn)包括：2）與壓力鑄造相比具有的特點(diǎn)包括（2 2）低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)）低壓鑄造工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)（3 3）低壓鑄造應(yīng)用范圍）低壓鑄造應(yīng)用范圍鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.3 低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)（1 1）低壓鑄造設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成）低壓鑄造設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成 主機(jī) 保溫爐

22、升液管 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.3 低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)（2 2）低壓鑄造機(jī)的類型及構(gòu)造）低壓鑄造機(jī)的類型及構(gòu)造低壓鑄造是金屬液體在壓力作用下由下而上地充填型腔并在壓力下凝固成形的一種方法，由于所用的壓力較低（通常0.020.06MPa）,故稱之為低壓鑄造。低壓鑄造裝備一般由保溫爐及其附屬裝置、模具開(kāi)合機(jī)構(gòu)、氣壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。按模具與保溫爐的連接方式，可分為頂置式低壓鑄造機(jī)和側(cè)置式低壓鑄造機(jī)。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.3 低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)圖圖7-17 7-17 頂置式低壓鑄造機(jī)示意圖頂置式低壓鑄造機(jī)示意圖11保溫爐體保溫爐體 22開(kāi)合模機(jī)構(gòu)開(kāi)合模機(jī)構(gòu) 33進(jìn)氣管

23、進(jìn)氣管圖圖7-187-18側(cè)置式低壓鑄造機(jī)示意圖側(cè)置式低壓鑄造機(jī)示意圖11保溫爐體保溫爐體 22開(kāi)合模機(jī)構(gòu)開(kāi)合模機(jī)構(gòu) 33進(jìn)氣管進(jìn)氣管鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.3 低壓鑄造設(shè)備結(jié)構(gòu)圖圖7-19 7-19 電阻式坩堝爐電阻式坩堝爐11爐體爐體 22排鋁孔排鋁孔 33爐殼爐殼 44電阻元件電阻元件55鑄鐵坩鍋鑄鐵坩鍋 66升液管升液管 77密封蓋密封蓋圖圖7-20 7-20 氣體加壓原理圖氣體加壓原理圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.4 低壓鑄造的自動(dòng)加壓控制系統(tǒng) 低壓鑄造工藝中，正確控制對(duì)鑄型型腔的充型和增壓是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的關(guān)鍵。因此氣體加壓控制系統(tǒng)是低壓鑄造裝備的核心。

24、加壓工藝曲線的數(shù)學(xué)模型為： )1 ()1 (iiiivvAAgdtPd鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.4 低壓鑄造的自動(dòng)加壓控制系統(tǒng)圖圖7-21 7-21 液面加壓工藝曲線液面加壓工藝曲線鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.4 低壓鑄造的自動(dòng)加壓控制系統(tǒng)圖圖7-22 7-22 計(jì)算機(jī)控制的低壓鑄造生產(chǎn)過(guò)程示意圖計(jì)算機(jī)控制的低壓鑄造生產(chǎn)過(guò)程示意圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.2.4 低壓鑄造的自動(dòng)加壓控制系統(tǒng)圖圖7-23 7-23 低壓鑄造計(jì)算機(jī)控制原理圖低壓鑄造計(jì)算機(jī)控制原理圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3 金屬型鑄造工藝及設(shè)備12金屬型鑄造原理和工藝過(guò)程金屬型鑄造原

25、理和工藝過(guò)程工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍3金屬型鑄造設(shè)備金屬型鑄造設(shè)備鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.1 金屬型鑄造原理和工藝過(guò)程（1 1）鑄造原理）鑄造原理（2 2）鑄件的成形特點(diǎn)）鑄件的成形特點(diǎn)1）金屬型材料的導(dǎo)熱性比砂型材料的大2）金屬型材料無(wú)透氣性，砂型有透氣性3）金屬型材料無(wú)退讓性鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.1 金屬型鑄造原理和工藝過(guò)程表表7-77-7金屬和中間層材料的導(dǎo)熱系數(shù)金屬和中間層材料的導(dǎo)熱系數(shù)材料名稱鑄鐵鑄鋼鋁合金銅合金鎂合金白堊氧化鋅氧化鈦導(dǎo)熱系數(shù)w/(mK)39.546.4138192108394921500.60.8約10約4材料名稱硅

26、藻土黏土石墨氧化鋁煙黑空氣水蒸氣煙氣導(dǎo)熱系數(shù)w/(mK)約0.08約0.9約13約1.5約0.030.020.050.020.060.020.06鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍（1 1）工藝特點(diǎn)）工藝特點(diǎn)1)金屬型生產(chǎn)的鑄件，其機(jī)械性能比砂型鑄件高。2)鑄件的精度和表面光潔度比砂型鑄件高，而且質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定;3）鑄件的工藝收得率高，液體金屬耗量減少，一般可節(jié)約1530%；4）不用砂或者少用砂，一般可節(jié)約造型材料80100%；鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍金屬型鑄造雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有不足之處。如： 金屬型制造成本高； 金屬型不

27、透氣，而且無(wú)退讓性，易造成鑄件洗不足、開(kāi)裂或鑄鐵件白日等缺陷； 金屬型鑄造時(shí)，鑄型的工作溫度、合金的澆注溫度和澆注速度，鑄件在鑄型中停留的時(shí)間，以及所用的涂料等，對(duì)鑄件的質(zhì)量的影響甚為敏感，需要嚴(yán)格控制。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍（2 2）工藝過(guò)程）工藝過(guò)程1 1）金屬型的預(yù)熱）金屬型的預(yù)熱 表表7-8 7-8 金屬型在噴刷涂料前的預(yù)熱溫度控制金屬型在噴刷涂料前的預(yù)熱溫度控制鑄件類型金屬型預(yù)熱溫度/鑄件類型金屬型預(yù)熱溫度/鑄鐵件80150鎂合金鑄件120200鑄鋼件100250銅合金鑄件100左右鋁合金120200鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2

28、 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍表表7-9 7-9 金屬型在澆注前的預(yù)熱溫度控制金屬型在澆注前的預(yù)熱溫度控制鑄造合金鑄件特點(diǎn)金屬型預(yù)熱溫度/金屬型工作溫度/灰鐵件250350200可鍛鑄鐵150250120160鑄鋼15030080鋁合金一般件200300薄壁復(fù)雜件300350金屬芯200300鎂合金一般件200350薄壁復(fù)雜件300400金屬芯300400銅合金錫青青銅12020060120鉛青銅801255075一般黃銅100150100鉛黃銅350400250300鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍2 2）金屬型的澆注）金屬型的澆注 表表7-

29、10 7-10 各種合金的澆注溫度各種合金的澆注溫度合金種類澆注溫度合金種類澆注溫度鋁錫合金 350450黃銅900950鋅合金450480錫青銅11001150鋁合金 680740鋁青銅11501300鎂合金715740鑄鐵13001370鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍3 3）鑄件的出型和抽芯時(shí)間）鑄件的出型和抽芯時(shí)間 如果金屬型芯在鑄件中停留的時(shí)間愈長(zhǎng)，由于鑄件收縮產(chǎn)生的抱緊型芯的力就愈大，因此需要的抽芯力也愈大。金屬型芯在鏡件中最適宜的停留時(shí)間，是當(dāng)鑄件冷卻到塑性變形溫度范圍，并有足夠的強(qiáng)度時(shí)，這時(shí)是抽芯最好的時(shí)機(jī)。鑄件在金屬型中停留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，型壁溫度

30、升高，需要更多的冷卻時(shí)間，也會(huì)降低金屬型的生產(chǎn)率。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍4 4）金屬型工作溫度的調(diào)節(jié)）金屬型工作溫度的調(diào)節(jié) 風(fēng)冷 間接水冷 直接水冷鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍5 5）金屬型的涂料）金屬型的涂料 在金屬型鑄造過(guò)程中，常需在金屬型的工作表面噴刷涂料。涂料的作用是：調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度；保護(hù)金屬型，防止高溫金屬液對(duì)型壁的沖蝕和熱擊；利用涂料層蓄氣排氣。 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍6 6）復(fù)砂金屬型）復(fù)砂金屬型( (鐵模復(fù)砂鐵模復(fù)砂) ) 涂料雖然可以降低鑄件在金屬型中的

31、冷卻速度，但采用刷涂料的金屬型生產(chǎn)球墨鑄鐵件（例如曲軸），仍有一定困難，因?yàn)殍T件的冷速仍然過(guò)大，鑄件易出現(xiàn)白口。若采用砂型，鑄件冷速雖低，但在熱節(jié)處又易產(chǎn)生縮松或縮孔，在金屬型表面復(fù)以48mm的砂層，就能鑄出滿意的球墨鑄鐵件。 鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍7 7）金屬型的壽命）金屬型的壽命 提高金屬型壽命的途徑為：a) 選用導(dǎo)熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，而且強(qiáng)度較高的材料制造金屬型； b) 合理的涂料工藝，嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范； c) 金屬型結(jié)構(gòu)合理，制造毛坯過(guò)程中應(yīng)注意消除殘余應(yīng)力； d) 金屬型材料的晶粒要細(xì)小。鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特

32、點(diǎn)及其應(yīng)用范圍（3 3）金屬型鑄造應(yīng)用范圍）金屬型鑄造應(yīng)用范圍表表7-11 7-11 金屬型鑄造重量金屬型鑄造重量鑄件類別鑄件重量鑄件類別鑄件重量鑄鐵件一般1左右輕合金一般幾十克至幾十千克最重達(dá)3噸最重小于鑄鋼件一般1左右銅合金幾十克至幾十千克最重達(dá)5噸鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍表表7-12 7-12 金屬型鑄件最大壁厚金屬型鑄件最大壁厚 （單位：（單位：mmmm）鑄件外輪廓尺寸鑄鋼件灰鐵件（含球墨鑄鐵）可鍛鑄鐵鋁合金件鎂合金件銅合金件1501501065-67鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍表表7-13 7-13 金屬型鑄

33、件內(nèi)孔的最小尺寸金屬型鑄件內(nèi)孔的最小尺寸 （ 單位：?jiǎn)挝唬簃mmm）鑄件材質(zhì)最小孔徑d孔深鑄件材質(zhì)最小孔徑d孔深非穿透孔穿透孔非穿透孔穿透孔鋅合金689121220銅合金101210151520鎂合金689121220鑄鐵121520鋁合金81012151525鑄鋼121520鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.2 工藝特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍表表7-14 7-14 金屬型鑄造的應(yīng)有批量金屬型鑄造的應(yīng)有批量鑄件特點(diǎn)一般應(yīng)具有的批量/件鑄件特點(diǎn)一般應(yīng)具有的批量/件小而不復(fù)雜300400當(dāng)金屬型不加工時(shí)小件200400中等復(fù)雜3005000大件50200復(fù)雜500010000特殊要求的鑄件根據(jù)力學(xué)性能

34、的需要，不受限制鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.3 金屬型鑄造設(shè)備（1 1）單工位金屬型鑄造機(jī)）單工位金屬型鑄造機(jī)1）I型機(jī)2）II型機(jī)3）III型機(jī)4）IV型機(jī)鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.3 金屬型鑄造設(shè)備I I型機(jī)型機(jī)IIIIII型機(jī)型機(jī)IVIV型機(jī)型機(jī)IIII型機(jī)型機(jī)圖圖7 72424單工位金屬型鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖單工位金屬型鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.3 金屬型鑄造設(shè)備圖7-25一種典型的金屬型鑄造機(jī)鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.3.3 金屬型鑄造設(shè)備（2 2）轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位金屬型鑄造機(jī)）轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位金屬型鑄造機(jī)圖圖7-267-26

35、傾轉(zhuǎn)式金屬型鑄造機(jī)圖傾轉(zhuǎn)式金屬型鑄造機(jī)圖7-277-27轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位金屬型鑄造機(jī)示意圖轉(zhuǎn)臺(tái)式多工位金屬型鑄造機(jī)示意圖鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4 半固態(tài)鑄造成形裝備12半固態(tài)漿料的制備裝置半固態(tài)漿料的制備裝置半固態(tài)鑄造的其它裝置半固態(tài)鑄造的其它裝置34半固態(tài)鑄造成形裝備半固態(tài)鑄造成形裝備半固態(tài)鑄造生產(chǎn)線及自動(dòng)化半固態(tài)鑄造生產(chǎn)線及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4 半固態(tài)鑄造成形裝備合金熔煉及配制冷卻、攪拌半固態(tài)坯料制備合金熔煉及配制下料觸變成形流變鑄造鑄件圖圖7-267-26半固態(tài)鑄造成形工藝過(guò)程半固態(tài)鑄造成形工藝過(guò)程鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4 半固態(tài)鑄造成形裝

36、備圖圖7-277-27半固態(tài)壓鑄裝置示意圖半固態(tài)壓鑄裝置示意圖a)a)流變壓鑄流變壓鑄(b)(b)觸變壓鑄觸變壓鑄1 1金屬液金屬液2 2加熱爐加熱爐3 3冷卻器冷卻器4 4流變鑄錠流變鑄錠5 5毛坯毛坯6 6軟度指示儀軟度指示儀7 7毛坯二次加熱毛坯二次加熱8 8壓射室壓射室9 9壓鑄型壓鑄型鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.1 半固態(tài)漿料的制備裝置（1）機(jī)械攪拌式制漿裝置（2）電磁攪拌式制漿裝置（3）單輥旋轉(zhuǎn)冷卻式制漿裝置鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.1 半固態(tài)漿料的制備裝置加加料料槽槽出出料料槽槽攪攪拌拌槽槽2 23 31 1出出水水口口進(jìn)進(jìn)水水口口圖圖7-28 7-28

37、 機(jī)械攪拌式機(jī)械攪拌式制漿裝置示意圖制漿裝置示意圖1-1-澆包澆包 2-2-澆口杯澆口杯 3-3-攪拌桿攪拌桿5 54 43 32 21 16 67 7圖圖7-29 7-29 電磁攪拌式制漿裝置示意電磁攪拌式制漿裝置示意圖圖1-1-高頻加熱段高頻加熱段 2-2-攪拌段攪拌段 3-3-澆口澆口杯杯 4-4-防熱罩防熱罩5-5-塞桿塞桿 6-6-感應(yīng)線圈感應(yīng)線圈 7-7-出料口出料口鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.1 半固態(tài)漿料的制備裝置1 12 23 34 4半固態(tài)半固態(tài)漿料漿料圖圖7-307-30單輥旋轉(zhuǎn)式制漿裝備單輥旋轉(zhuǎn)式制漿裝備11輥筒輥筒 22加料口加料口 33固定板固定板 44

38、檔板檔板鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.2 半固態(tài)鑄造成形裝備（1 1）半固態(tài)觸變注射成形機(jī)）半固態(tài)觸變注射成形機(jī)圖圖7-31 7-31 觸變注射成形機(jī)原理示意圖觸變注射成形機(jī)原理示意圖11模架模架 22模型模型 33漿料累積腔漿料累積腔 44加熱器加熱器55料斗料斗66給料器給料器 77旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)及注射裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)及注射裝置88螺桿螺桿99筒體筒體 1010單向閥單向閥 1111射嘴射嘴鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.2 半固態(tài)鑄造成形裝備（2 2）半固態(tài)流變注射成形機(jī)）半固態(tài)流變注射成形機(jī)圖圖7-32 7-32 流變注射原理示意圖流變注射原理示意圖11金屬液輸入管金屬液輸入管 22保溫爐保溫爐 33螺桿螺桿 44筒體筒體 55冷卻管冷卻管 66絕熱管絕熱管 77加熱器加熱器 88漿料累積腔漿料累積腔99絕熱層絕熱層 1010射嘴射嘴鑄造設(shè)備及自動(dòng)化鑄造設(shè)備及自動(dòng)化7.4.2 半固態(tài)鑄