砂型鑄造工藝過程及設(shè)備課件

砂型鑄造工藝過程及設(shè)備主講人：王開E-Mail:Tel:159239297782009.7砂型鑄造工藝過程及設(shè)備主講人：王開1主要內(nèi)容什么是鑄造及鑄造特征。鑄造加工過程及鑄造類型。涉及的砂型鑄造五大工部工藝特征及相應(yīng)的工藝裝備。主要內(nèi)容什么是鑄造及鑄造特征。2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)方法通常稱為鑄造

。1.1鑄造的實質(zhì)1導(dǎo)論將液態(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31.2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自中東和印度。1.2鑄造工藝的發(fā)展歷史公元前3000年，現(xiàn)存最早的鑄造零41.2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(如明永樂大鐘)；德國修道士Thophilus在大約1140年，對翻砂和鑄造進(jìn)行了透徹的研究；18世紀(jì)下半葉，新技術(shù)的發(fā)展和鑄件逐步增長的需求，極大刺激了金屬鑄造行業(yè)的發(fā)展。設(shè)計優(yōu)雅的鑄鐵件不再只用于制造裝飾品，也被用于機器零件和日用品的生產(chǎn)。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；51.2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。1.2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61.3鑄造工藝特征適用范圍廣，據(jù)統(tǒng)計：在機械行業(yè)中鑄件占機器總質(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。1.3鑄造工藝特征適用范圍廣，據(jù)統(tǒng)計：在機械行業(yè)中鑄件占機7現(xiàn)代各種類型的機器設(shè)備中鑄件所占的比重很大。機床，內(nèi)燃機70～80％。農(nóng)業(yè)機械40～70％?，F(xiàn)代各種類型的機器設(shè)備中鑄件所占的比重很大。8農(nóng)業(yè)機械1。適用范圍廣農(nóng)業(yè)機械1。適用范圍廣9大型內(nèi)燃機組1。適用范圍廣大型內(nèi)燃機組1。適用范圍廣10各類機床各類機床11柴油機缸體200kg,灰鑄鐵柴油機缸體200kg,灰鑄鐵12鑲寶“戒指樹”鑲寶“戒指樹”13變速箱輪轂變速箱輪轂14軋鋼機機架（鑄鋼，400噸）軋鋼機機架（鑄鋼，400噸）15大直徑管道大直徑管道16適用材料范圍廣泛（鋼、鐵、鋁、銅、鋅……)虎牛祭案(春秋晚期）青銅適用材料范圍廣泛虎牛祭案17砂型鑄造工藝過程及設(shè)備ppt課件181.3鑄造工藝特征（缺點）鑄造生產(chǎn)過程比較復(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）1.3鑄造工藝特征（缺點）鑄造生產(chǎn)過程比較復(fù)雜；19壓力鑄造

熔模精鑄金屬型鑄造

反重力鑄造鑄造成形砂型鑄造

特種鑄造自硬砂型粘土砂型樹脂砂、水玻璃砂、CP法多觸頭高壓、氣沖、靜壓造型消失模鑄造離心鑄造陶瓷型鑄造石膏型鑄造半固態(tài)鑄造1.4鑄造方法分類壓力鑄造熔模精鑄金屬型鑄造反重力鑄造鑄造成形砂型鑄造20砂型鑄造工藝過程及設(shè)備ppt課件211.5鑄造工藝過程鑄型（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、鑄鋼和鑄造有色合金；鑄件處理和檢驗。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。1.5鑄造工藝過程鑄型（使液態(tài)金屬成為固態(tài)鑄件的容器）準(zhǔn)備221.6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，且具有足夠的強度以保證熔體填充，不能妨礙合金的凝固，模具的設(shè)計也必須避免內(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。1.6獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的基本要求合理的合金熔煉工藝方法；231.7國內(nèi)外鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平比較項目國外國內(nèi)尺寸精度氣缸體和氣缸蓋：一般為CT8-CT9氣缸體和氣缸蓋：一般為CT10表面粗糙度Ra氣缸體和氣缸蓋：<25μm氣缸體和氣缸蓋：>50μm使用壽命氣缸套為：6000-10000h氣缸套為：3000-6000h鑄件廢品率美、英、法、日約為2%8%-9%耗能/噸鑄件360-370kg標(biāo)準(zhǔn)煤（合格鑄件）3650kg標(biāo)準(zhǔn)煤勞動生產(chǎn)率t/(人年)658熔煉技術(shù)富氧送風(fēng)，鐵液溫度>1500℃富氧送風(fēng)，鐵液溫度為1400℃1.7國內(nèi)外鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平比較項目國外國內(nèi)尺寸精度氣缸體24項目國外國內(nèi)造型工藝廣泛采用流水線，采用高壓造型、射壓造型和氣沖造型除汽車等行業(yè)中少數(shù)廠采用半自動、流水線外，很多廠普遍采用20世紀(jì)40年代造型技術(shù)鑄造工藝裝備造型機精度和精度保持能力很高；造型線精度可保持1-2年；設(shè)備綜合開工率>80%；裝備全部標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商品化精度低；精度保持能力差(小于半年)；設(shè)備綜合開工率<50%;裝備標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、商品化程度低鑄造用工藝材料質(zhì)量很高，如日本硅砂都經(jīng)過水洗，喊泥量小于0.2%質(zhì)量很差，砂只作篩分，含泥量在2%以上。1.7國內(nèi)外鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平比較項目國外國內(nèi)廣泛采用流水線，采用高壓造型、射壓造型和氣沖造型251.8砂型鑄造工藝過程1.8砂型鑄造工藝過程26砂型鑄造基本工藝過程：造型、混砂、制芯、熔煉、清理等五大工部。鑄造車間布置、設(shè)備也相應(yīng)分為五個工部。1.8砂型鑄造工藝過程砂型鑄造基本工藝過程：造型、混砂、制芯、熔煉、清理等五大工部272造型工藝及裝備

砂型鑄造模具型腔結(jié)構(gòu)2造型工藝及裝備

砂型鑄造模具型腔結(jié)構(gòu)282.1造型工藝過程砂型的制造是整個鑄造生產(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)備的型號規(guī)格，并為熔煉、砂處理、熔化和清理工部的設(shè)計提供依據(jù)。2.1造型工藝過程砂型的制造是整個鑄造生產(chǎn)的核心，通常需要291）砂型鑄造造型過程1）砂型鑄造造型過程302.2造型方法分類造型是砂型鑄造的重要工序，造型方法有手工造型和機器造型兩類。手工造型：即緊砂與起模是由人來完成的。手工造型操作靈活，工裝簡單，但勞動強度大，生產(chǎn)率低，常用于單件和小批生產(chǎn)。

機器造型能夠滿足大批量、高精度的生產(chǎn)，易于實現(xiàn)機械化和自動化。2.2造型方法分類造型是砂型鑄造的重要工序，造型方法312.3機器造型分類按照緊實形成機理不同機器造型包括震實造型機、震壓造型機、壓實造型機、射壓造型機和氣流緊實造型機五大類。根據(jù)其緊實原理造型機可分為震擊/震壓造型機、高壓造型機、射壓造型機、靜壓造型機、氣沖造型機等。根據(jù)是否使用砂箱又可分為有箱造型機和無箱/脫箱造型機。2.3機器造型分類按照緊實形成機理不同機器造型包括震實造型321）震實造型機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而成形。震擊緊實工作原理震擊緊實時的緊實度分布1）震實造型機型砂裝填于模板上的砂箱內(nèi)，型砂、砂箱和模樣受到332)震壓造型機型砂裝填于模板上的砂箱內(nèi)，震實緊實后在砂型背面再用擠壓方法使型砂緊實得到進(jìn)一步提高，整個砂型的硬度分布也更加均勻。震壓造型的工作示意圖2)震壓造型機型砂裝填于模板上的砂箱內(nèi)，震實緊實后在砂型背34Z145型震壓造型機

1－機身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－震動器9－轉(zhuǎn)臂動力缸10－裝臂中心軸11－墊塊12－壓板機構(gòu)13－工作臺14－起模架Z145型震壓造型機1－機身2－按壓閥3－起模同步架353)壓實/高壓造型機

(1)平板壓實緊實原理

壓實緊實圖不同型砂的壓實緊實曲線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。3)壓實/高壓造型機

(1)平板壓實緊實原理壓實緊實圖36多觸頭高壓造型工藝過程a)準(zhǔn)備加砂b)加沙c)壓實d)脫模e)推出鑄型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)多觸頭壓實多觸頭高壓造型工藝過程(2)多觸頭壓實37圖2-38多觸頭壓頭（a）壓實前

（b）壓實后1-小液壓缸2-多觸頭3-輔助框4-模樣5-砂箱圖平壓板壓實后砂型內(nèi)緊實度分布情況

1－砂型中心部分

2－靠近箱壁或落箱角處

圖2-38多觸頭壓頭圖平壓板壓實后砂型內(nèi)緊實度分布情38(3)典型的多觸頭高壓微震造型機的結(jié)構(gòu)

圖

高壓微震造型機的結(jié)構(gòu)1-壓實缸

2-壓實活塞

3-立柱4-模板穿梭機構(gòu)5-震動器6-工作臺

7-模板框8-加砂斗9-壓頭移動缸

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-氣動微震缸

18-機座(3)典型的多觸頭高壓微震造型機的結(jié)構(gòu)圖高壓微震造型機的39多觸頭壓頭多觸頭壓頭是由許多小的壓頭組裝成為一個壓頭體。一個壓頭體上觸頭的數(shù)目，在20—l20個之間，甚至更多。觸頭一般呈矩形，單個觸頭邊長100－200mm，相鄰兩觸頭之間的間隙為6－10mm。邊觸頭外緣與砂箱內(nèi)壁之間應(yīng)有10－15mm的間隙。多觸頭大都用油壓缸推動，其作用方式可以分成主動式及浮動式兩種。多觸頭壓頭40主動式多觸頭主動式多觸頭指在其工作過程中觸頭由獨立的油壓推動主動加壓的結(jié)構(gòu)。主動式多觸頭41浮動式多觸頭其工作的特點是：在壓砂過程中，多觸頭本身并不采用液壓驅(qū)動，而是由向上運動的砂型接觸多觸頭時，產(chǎn)生壓力，實現(xiàn)壓實。浮動式多觸頭壓頭有彈簧復(fù)位和補償液壓缸復(fù)位等幾種浮動式多觸頭42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)對于主動式多觸頭、可將邊觸頭后面的油缸另接一條較高的油壓回路。提高邊觸頭壓砂力的方法43砂型鑄造工藝過程及設(shè)備ppt課件444）射壓造型機

（1）射砂緊實方法

圖

射砂機構(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—工作臺首先用低壓射砂，然后再用高壓壓實。采用該法生產(chǎn)的砂型緊實度高，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)的鑄件無砂芯或少砂芯，則設(shè)備的高生產(chǎn)率特點可以得到充分發(fā)揮。4）射壓造型機（1）射砂緊實方法圖射砂機構(gòu)示意圖首先45(2）垂直分型無箱射壓造型機

a.工作流程

(2）垂直分型無箱射壓造型機a.工作流程46b.垂直分型無箱射壓造型機結(jié)構(gòu)垂直分型無箱射壓造型機

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—機座8—正壓板9—造型室b.垂直分型無箱射壓造型機結(jié)構(gòu)垂直分型無箱射壓造型機475)氣流緊實造型機氣流緊實造型機分為氣流沖擊造型機和靜壓造型機兩種。靜壓造型機加砂后先用壓縮空氣進(jìn)行預(yù)緊實，然后再用壓頭壓實成型。此種造型機生產(chǎn)的砂型緊實度高，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，可組成自動線進(jìn)行大批量生產(chǎn)。氣流沖擊造型機加砂后利用壓縮空氣快速釋放產(chǎn)生的強烈沖擊波使型砂得到緊實。該種造型機結(jié)構(gòu)簡單，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)，并可組成自動化生產(chǎn)線。5)氣流緊實造型機氣流緊實造型機分為氣流沖擊造型機和靜壓造48(1)靜壓造型機氣流滲透實砂法的工作原理a.氣流滲透緊實方法，是用快開閥將貯氣罐中的壓縮空氣引至砂箱的砂粒上面，使氣流在較短的時間內(nèi)透過型砂，經(jīng)模板上的排氣孔排出。(1)靜壓造型機氣流滲透實砂法的工作原理a.氣流滲透49b.靜壓造型機的工作過程靜壓造型機的工作原理b.靜壓造型機的工作過程靜壓造型機的工作原理50c.靜壓緊實的鑄型強度分布靜壓緊實的鑄型強度分布c.靜壓緊實的鑄型強度分布靜壓緊實的鑄型強度分布51(2)氣沖造型機a.氣流沖擊緊實是先將型砂填入砂箱內(nèi)，然后壓縮空氣在很短的時間內(nèi)（10~20ms）以很高的升壓速度（dp/dt=4.5~22.5MPa/s）作用于砂型頂部，高速氣流沖擊將型砂緊實，其工作原理如圖所示。

氣流沖擊緊實過程示意圖(2)氣沖造型機a.氣流沖擊緊實是先將型砂填入砂箱52b.氣沖緊實的工作原理氣沖緊實的工作原理氣沖緊實的砂型強度分布b.氣沖緊實的工作原理氣沖緊實的工作原理氣沖緊實的砂型強度分53c.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-氣動鎖緊凸輪3-控制閥盤啟閉的液壓缸

4-活塞

5-控制閥盤啟閉的氣缸

6-活塞桿7-動閥板8-定閥板9-預(yù)填框10-砂箱11-模板c.氣沖裝置（關(guān)鍵部件）

BMD液控柵格式氣沖裝置結(jié)構(gòu)54柵格式氣沖造型機的結(jié)構(gòu)1-底座2-液壓舉升缸3-機座4-支柱5-輔助框輥道及驅(qū)動電機6-氣沖閥7-氣動安全鎖緊缸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14-模板輥道柵格式氣沖造型機的結(jié)構(gòu)55起模機構(gòu)大多數(shù)采用液壓或氣壓油傳動，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。可以有頂桿和托箱二種方法。2.4造型機起模機構(gòu)和起模方式起模機構(gòu)大多數(shù)采用液壓或氣壓油傳動，以取得起模平穩(wěn)，而且起模56頂桿起?！０宀粍樱跋湎蛏线\動頂桿起?！０宀粍?，砂箱向上運動57托箱法：回程起模或漏模法砂箱不動，模板向下運動托箱法：回程起模或漏模法58(2)翻轉(zhuǎn)起模對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)臺法及翻臺法(2)翻轉(zhuǎn)起模592.5造型生產(chǎn)線造型生產(chǎn)線是根據(jù)生產(chǎn)鑄件的工藝要求，將造型機和輔助機械（如翻箱機、合型機、壓鐵機、捅箱機、落砂機等）按照工藝流程用運輸機械（鑄型輸送機、輥道等）連接起來，并采用一定的控制方法組成的機械化或自動化造型生產(chǎn)體系。（1）造型生產(chǎn)線的輔機

在造型生產(chǎn)線上，為完成整個工藝過程須設(shè)置必要的輔助機械，如翻箱機、扎氣孔機、合型機、捅箱機等。

（2）鑄型輸送機

鑄型輸送機是造型生產(chǎn)線各工序之間的主要運輸連接設(shè)備，常見的鑄型輸送機有水平連續(xù)式、脈動式和間歇式鑄型輸送機。

2.5造型生產(chǎn)線造型生產(chǎn)線是根據(jù)生產(chǎn)鑄件的工601）封閉式多觸頭高壓造型自動線1-落砂機2-壓鐵機3-砂型傳送啉板帶4-砂型推送裝置5-移箱捅箱機6-分箱機7-上主機8-下箱提升機9下主機10-小車清掃機11-下箱落箱機12-下箱翻轉(zhuǎn)機器13-合箱機14-鑄工輸送帶15-上箱翻轉(zhuǎn)機16-通風(fēng)冷卻除塵罩1）封閉式多觸頭高壓造型自動線1-落砂機2-壓鐵機3-砂61砂型鑄造工藝過程及設(shè)備ppt課件622）開放式機械化造型線1-造型機2-單軌吊3-回箱軌道4-分箱機5-落砂裝置6-落砂機7-過度小車8-砂型輸送帶9-單梁天車2）開放式機械化造型線1-造型機2-單軌吊3-回箱軌道63單主機布置的靜壓造型線1-搬運小車2-落砂篩3-捅箱機4-分箱機5-刷箱機6-造型機7-砂型輸送帶8-鑄工小車臺面清掃機9-造型滾道10-翻轉(zhuǎn)機11-下箱移箱機12-上箱移箱機13-銑澆口機14-鉆通氣孔機15-上箱滾道16-下芯機17-合箱機18-冷卻帶19-澆注段單主機布置的靜壓造型線1-搬運小車2-落砂篩3-捅箱機64樹脂砂造型生產(chǎn)線樹脂砂造型生產(chǎn)線653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造型材料及砂處理設(shè)備概論663.1概論

3.1.1型、芯砂構(gòu)成型砂稀釋劑原砂粘結(jié)劑鉻鐵礦砂水溶劑粘土水玻璃樹脂石英砂鋯英砂3.1概論

3.1.1型、芯砂構(gòu)成型砂稀釋劑原67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683.1.2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鑄型工作條件及其與金屬的相互作用1-背砂層2693.1.2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)生強烈的熱交換。若鑄型接觸區(qū)與內(nèi)層分離或出現(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。機械作用。在澆注過程中，液態(tài)金屬會對鑄型型壁產(chǎn)生沖擊和沖刷作用，鑄型還將承受液態(tài)金屬的靜壓力。鑄件凝固收縮時也將受到鑄型和砂芯的機械阻礙作用。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、有機物的燃燒、分解和升華，可能使鑄件產(chǎn)生氣孔。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70

1)型砂、芯砂應(yīng)具有一定的強度(濕態(tài)抗拉強度或干態(tài)抗拉強度等)，保證在造型、合型、搬運和澆注過程中不變形，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)生的氣體能夠通過砂粒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、制芯時不粘模，具有好的型(芯)砂流動性和可塑性；在鑄件落砂和清理時具有良好的出砂性。6）對于鋁、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程中氧化、燃燒。3.1.3造型材料性能的基本要求1)型砂、芯砂應(yīng)具有一定的強度(濕態(tài)抗拉強度或干態(tài)抗拉強713.2型砂制備工藝流程圖原材料運入烘干破碎磨粉吸送烘干破碎磨粉吸送破碎烘干過篩吸送煤粉斗粘土斗新砂斗舊砂斗松砂混砂機造型澆注落砂破碎冷卻增濕過篩磁選造芯舊砂再生（干法或濕法）廢砂斗廢砂運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3.2型砂制備工藝流程圖原材料運入烘干破碎磨粉吸送烘干破碎723.3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)劑砂（樹脂砂和水玻璃砂等），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)劑及附加物等的稱量和混制，獲得滿足造型要求的高質(zhì)量型砂。

3.3砂處理裝備砂處理裝備概述731)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和片擊破碎機兩種。S35系列雙輪松砂破碎機S35系列雙輪破碎機結(jié)構(gòu)圖1-電動機2-除塵口3-鏈條4-后導(dǎo)料板5-松散輪6-前導(dǎo)料板1)舊砂破碎設(shè)備

粘土砂濕型舊砂塊破碎74S37系列片擊式破碎機單轉(zhuǎn)子片擊式破碎機1-機座2-電動機3-抽風(fēng)口4-進(jìn)料口5-錘子S37系列片擊式破碎機單轉(zhuǎn)子片擊式破碎機75對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。對于沒有磁性的金屬、砂芯芯頭等則可用篩分的方法去除。常用的磁分離設(shè)備有：磁分離滾筒、磁分離帶輪和帶式磁分離機三種；常用的篩分裝置有：滾筒篩砂機、擺動篩砂機、振動篩砂機等。

2）夾雜物分離設(shè)備對于混雜在舊砂中的斷裂澆冒口、飛邊、鐵豆等鐵磁性物76(1)常用的磁分離設(shè)備：(1)常用的磁分離設(shè)備：77(2)常用篩分設(shè)備滾筒篩砂機S41系列雙層多角滾筒篩砂機S41系列滾筒篩砂機1-電動機2-減速器3-除塵口4-進(jìn)料口5-底座6-滾筒(2)常用篩分設(shè)備滾筒篩砂機S41系列雙層多角滾筒篩砂機78振動篩砂機ZS系列直線振動篩ZS系列直線振動篩外形圖1-振動電動機2-篩箱3-活動蓋板4-木楔5-吸塵口6-進(jìn)料口7-篩網(wǎng)8-減震彈簧振動篩砂機ZS系列直線振動篩ZS系列直線振動篩外形圖793）舊砂冷卻裝備熱舊砂增濕攪拌器砂冷卻器抽風(fēng)除塵系統(tǒng)鼓風(fēng)系統(tǒng)濕熱舊砂冷舊砂自動化造型生產(chǎn)線的型砂使用頻率很高，澆注后型砂溫度升高，必須對舊砂進(jìn)行冷卻。加水冷卻的實質(zhì)是利用砂中水分蒸發(fā)時吸收熱量的原理使砂子降溫。舊砂冷卻系統(tǒng)組成示意圖3）舊砂冷卻裝備熱舊砂增濕攪拌器砂冷卻器抽風(fēng)除塵系統(tǒng)鼓風(fēng)80GLQ21落砂冷卻滾筒回轉(zhuǎn)冷卻滾筒冷卻滾筒GLQ21落砂冷卻滾筒回轉(zhuǎn)冷卻滾筒冷卻滾筒81（1）雙盤冷卻器S8340雙盤冷卻器1-下圍圈2-下圍圈3-風(fēng)帶4-卸砂門5-左減速器6-潤滑系統(tǒng)7-右減速器8-攪拌裝置9-加水系統(tǒng)（1）雙盤冷卻器S8340雙盤冷卻器82振動沸騰冷卻：SKA系列振動沸騰冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖1-料斗2-料位計3-帶式給料機4-鼓風(fēng)機5-振動沸騰床6-帶式輸送機7-砂流量計8-溫度傳感器9-除塵管10-加水噴頭11-溫度傳感器振動沸騰冷卻：SKA系列振動沸騰冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖834)混砂裝備（1）粘土砂混砂機

粘土砂混砂機，按混砂裝置可分為：碾輪式、轉(zhuǎn)子式、擺輪式、葉片式、逆流式等

。

混砂機對混制粘土砂的要求是:將各種成分混合均勻，使水分均勻濕潤所有物料；使粘結(jié)劑膜均勻地包覆在砂粒表面；將混砂過程中產(chǎn)生的粘土團(tuán)破碎，使型砂松散。

混砂裝備是自動化砂處理系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，應(yīng)根據(jù)鑄件大小、造型方法、型砂類型、粘結(jié)劑等來選擇合適的混砂裝備。混砂裝備種類繁多，結(jié)構(gòu)各異。4)混砂裝備（1）粘土砂混砂機混砂裝備是自動84碾輪式混砂機:是目前使用最廣泛的混砂裝備之一

碾輪式混砂機:是目前使用最廣泛的混砂裝備之一85轉(zhuǎn)子式混砂機（S1420A）轉(zhuǎn)子式混砂機（S1420A）86轉(zhuǎn)子式混砂機是根據(jù)強烈攪拌原理設(shè)計的，主要混砂機構(gòu)是高速轉(zhuǎn)動的混砂轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子上的葉片迎著砂的流動方向，對型砂施以沖擊力，使砂粒間彼此碰撞、混和，使粘土團(tuán)破碎、分散；旋轉(zhuǎn)的葉片同時對松散的砂層施以剪切力，使砂層間產(chǎn)生速度差，砂粒間相對運動，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。轉(zhuǎn)子式混砂機是根據(jù)強烈攪拌原理設(shè)計的，主要混砂機構(gòu)是高速轉(zhuǎn)87（2）化學(xué)粘結(jié)劑砂混砂機

用于化學(xué)粘結(jié)劑如樹脂、水玻璃砂的混砂機有雙螺旋連續(xù)式混砂機和球形混砂機,只要求充分?jǐn)嚢琛?/p>

球形混砂機

1－轉(zhuǎn)軸2—球型外殼3—攪拌葉片4—反射葉片5—卸料門（2）化學(xué)粘結(jié)劑砂混砂機

用于化學(xué)粘結(jié)劑如樹脂、水玻璃886）松砂設(shè)備S32葉片松砂機S3212葉片式松砂機1-電動機2-進(jìn)料口3-葉片4-鐵鏈5-底座6）松砂設(shè)備S32葉片松砂機S3212葉片式松砂機897)一個組成簡單（典型）的粘土舊砂處理系統(tǒng)

7)一個組成簡單（典型）的粘土舊砂處理系統(tǒng)908)舊砂回用系統(tǒng)的自動化重點是:

舊砂冷卻,即舊砂溫度的檢測與控制

為提高舊砂的冷卻效率，普遍的方法是采用增濕冷卻方法；因此，在自動化的舊砂回用系統(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)的自動化重點則是型砂性能的控制，其主要控制對象是以型砂緊實率為中心的型砂性能在線檢測裝置、水分檢測裝置、加水裝置等。

8)舊砂回用系統(tǒng)的自動化重點是:

舊砂冷卻,即91LIPPKE公司型砂性能在線監(jiān)測儀及砂處理系統(tǒng)計算機集成控制系統(tǒng)a砂型性能監(jiān)測儀b砂處理計算機集成控制系統(tǒng)LIPPKE公司型砂性能在線監(jiān)測儀及砂處理系統(tǒng)計算機集成控制924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合金熔煉工藝與設(shè)備合金熔煉任務(wù)；934.1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：①具有所需要的溫度;②雜質(zhì)含量低;③具有所要求的化學(xué)成分.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944.2合金澆注澆注把液態(tài)金屬澆入鑄型的過程稱為澆注。澆注時必須注意以下問題：①控制澆注溫度；②控制充型速度；③澆注時，不允許斷流，故金屬液量不夠時不應(yīng)澆注；④應(yīng)注意擋渣；⑤及時點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。4.2合金澆注澆注把液態(tài)金屬澆入鑄型的過程稱為澆注。澆注95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）①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。鑄鐵合金的熔煉及澆注②燃料——常用燃料為焦炭。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96③熔劑——常用熔劑有石灰石（CaCO3）或瑩石（CaF2），其目的為造渣。④澆注溫度——在一定的溫度范圍內(nèi)，澆注溫度越高，合金液體的流動性越好。但當(dāng)超過一定界限后由于合金液體吸氣多，氧化嚴(yán)重，流動性反而降低。澆注溫度一般控制在液相線以上，約有150℃的過熱度。共晶鑄鐵：1150～1300℃鑄鋼：1520～1620℃③熔劑——常用熔劑有石灰石（CaCO3）或瑩石（CaF2）974.3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。4.3合金熔化裝備985制芯工藝與設(shè)備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。砂芯一般單獨制度，然后用手工或下芯機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度和高溫強度。5制芯工藝與設(shè)備砂芯通常用于形成鑄件內(nèi)腔或空洞，而砂型則形995.1制芯工藝過程芯砂成形砂芯脫模修補加熱固化芯砂成形砂芯固化脫模修補…………組芯涂料烘干烘干涂料烘烤檢驗下芯5.1制芯工藝過程芯砂成形砂芯脫模修補加熱固化芯砂成形砂芯1005.2制芯設(shè)備的類型(按砂芯硬化方式分類)殼芯機；芯盒加熱到230-290℃，砂芯僅外表面受熱硬化；熱芯盒制芯機。芯盒必須加熱到200-250℃；溫芯盒制芯機。芯盒加熱溫度低于175℃；冷芯盒制芯機。砂芯無需加熱，在常溫下整體硬化；多功能制芯機?？捎脙煞N或兩種以上的不同硬化方式制芯。5.2制芯設(shè)備的類型(按砂芯硬化方式分類)殼芯機；芯盒加熱1011)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102殼芯機基本上是利用吹砂原理制成的。其過程如圖所示，依此經(jīng)過芯盒合攏、翻轉(zhuǎn)吹砂、加熱結(jié)殼、回轉(zhuǎn)倒出余砂、芯盒分開取芯等工序。

圖

殼芯機工作原理示意圖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）芯盒分開頂芯取芯（2）吹砂法Z95系列殼芯機殼芯機基本上是利用吹砂原理制成的。其過程如圖所示，依1032）熱芯盒射芯熱芯盒執(zhí)行工藝過程示意圖a)關(guān)閉芯盒b)工作臺上升，射砂c)工作臺下降，砂芯固化d)開盒，取芯1-射砂筒及射頭2芯盒3)夾緊缸4-工作臺5-砂芯6-加熱板2）熱芯盒射芯熱芯盒執(zhí)行工藝過程示意圖1042）熱芯盒射芯熱芯盒射芯機1—振動電機2—閘板3—射砂筒4—射砂頭5—排氣塞6—氣動托板7—工作臺及其升降氣缸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19—開關(guān)控制器20—取芯桿21—砂芯22—薄膜閥23—芯盒2）熱芯盒射芯熱芯盒射芯機1052ZZ86系列二工位制芯機2ZZ86系列二工位制芯機1063）冷芯盒制芯機工藝特征及設(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，芯盒成本低。原材料主要由硅砂、樹脂（酚醛樹脂和聚異氰酸酯）和催化劑（液態(tài)三乙胺）等組成。射芯機結(jié)構(gòu)與熱芯盒射芯機類似，但增加了吹氣機構(gòu)和尾氣凈化系統(tǒng)，混砂機系統(tǒng)中原砂要求有砂溫調(diào)節(jié)器、兩種組分樹脂的加熱器，氣體發(fā)生器、壓縮空氣除濕系統(tǒng)等。3）冷芯盒制芯機工藝特征及設(shè)備（1）氣硬冷芯盒法107z84系列冷芯盒射芯機三乙胺法制芯工藝過程a)吹砂b)吹氣硬化z84系列冷芯盒射芯機三乙胺法制芯工藝過程108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)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109（2）自硬冷芯盒法將砂子、液態(tài)樹脂及液態(tài)催化劑混合均勻后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加緊實，即于室溫下在芯盒（或砂箱）內(nèi)硬化成型。樹脂砂可在常溫下自行硬化成形，型、芯砂有一定可使用時間，其硬化速度與強度受室溫、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)。（2）自硬冷芯盒法將砂子、液態(tài)樹脂及液態(tài)催化劑混合均勻后，填1106.3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）6.3西班牙Loramendi公司制芯中心Key-cor1114缸發(fā)動機制芯中心平面布置示意圖1-冷芯盒射芯機2-芯盒自動快換系統(tǒng)3-主機工裝檢測和服務(wù)裝置4-四套修芯板5-1號機械手6-雙層全自動儲芯庫7-機械手夾具自動更換庫8-Key-core鎖芯夾具庫9-2號機械手10-key-core鎖芯機11-機械手夾具清理槽12-浸涂機13烘干爐4缸發(fā)動機制芯中心平面布置示意圖1-冷芯盒射芯機2-芯盒自1126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)外表面的過程。鑄件清理方法有機械方法、物理方法和化學(xué)方法三類?；诣T鐵清理工藝流程圖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113為了優(yōu)質(zhì)高效的清理鑄件，應(yīng)從兩個方面做工作：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)出來的鑄件具有最少的清理工作量。為了優(yōu)質(zhì)高效的清理鑄件，應(yīng)從兩個方面做工作：1146.1