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1、铸铸 造造 机机 械械 化化主讲人：孙清洲主讲人：孙清洲课程简介课程简介n课程简介：课程简介：本课程是材料成型与控制工程专业的一门专业课。主本课程是材料成型与控制工程专业的一门专业课。主要介绍铸造车间造型制芯设备，砂处理设备，落砂清理设备，冲要介绍铸造车间造型制芯设备，砂处理设备，落砂清理设备，冲天炉熔化工部配料及加料设备，机械化运输设备，铸造车间给料天炉熔化工部配料及加料设备，机械化运输设备，铸造车间给料及定量设备，常用除尘设备的原理、结构以及选用。及定量设备，常用除尘设备的原理、结构以及选用。n教学基本要求：教学基本要求：掌握各种设备的工作原理，了解设备的基本结构。掌握各种设备的工作原理，
2、了解设备的基本结构。n考核形式：考核形式：闭卷笔试闭卷笔试+作业、考勤作业、考勤+随堂测试随堂测试n教材及主要参考书：教材及主要参考书：铸造机械化、铸造设备选用手册、铸造机械化、铸造设备选用手册、铸造设备铸造设备序序n机械：机械：人们在改造自然的过程中总结和创造出来的，用于代替或帮助人人们在改造自然的过程中总结和创造出来的，用于代替或帮助人们完成某项工作的设备的总称们完成某项工作的设备的总称n分类：分类：专用机械、通过机械专用机械、通过机械n铸造机械：铸造机械：为铸造生产工艺服务的机械设备的总称为铸造生产工艺服务的机械设备的总称n实现铸造机械化的意义：实现铸造机械化的意义：提高铸件质量；减轻工
3、人劳动强度；提高劳动提高铸件质量；减轻工人劳动强度；提高劳动生产率生产率n铸造机械和其它机械的关系：铸造机械和其它机械的关系：n1.各种机械所基于的传动原理、控制原理等各方面具有共性各种机械所基于的传动原理、控制原理等各方面具有共性n2.为了满足铸造生产的需要，铸造机械在其工艺适应性上有其特殊性，为了满足铸造生产的需要，铸造机械在其工艺适应性上有其特殊性，共性和特殊性的结合就构成了各种设备。共性和特殊性的结合就构成了各种设备。第一讲第一讲 粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制
4、芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础本讲所要解决的主要问题本讲所要解决的主要问题1.对铸型的工艺要求是什么？对铸型的工艺要求是什么？2.如何获得满足铸造工艺要求的铸型？如何获得满足铸造工艺要求的铸型？3.铸型紧实与否如何衡量？铸型紧实与否如何衡量？4.紧实铸型的方法有几种？其实砂原理是什么？紧实铸型的方法有几种？其实砂原理是什么？5.不同实砂方法所获得的紧实度分布规律及影响紧实度不同实砂方法所获得的紧实度分布规律及影响紧实度大小及分布的因素。大小及分布的因素。第一节第一节 型砂的紧实度及实砂要求型砂的紧实度及实砂要求一、铸造工艺方法及工艺过程一、铸造工艺方法及工
5、艺过程 铸造工艺方法主要分为两类：铸造工艺方法主要分为两类：砂型铸造：用砂型及砂芯形成铸型的型腔砂型铸造：用砂型及砂芯形成铸型的型腔特种铸造：除砂型铸造之外的铸造方法的总称特种铸造：除砂型铸造之外的铸造方法的总称二、铸造对砂型的工艺要求二、铸造对砂型的工艺要求 成型：形成具有一定的强度、尺寸精度和成型：形成具有一定的强度、尺寸精度和表面精度的型腔；表面精度的型腔；工艺性能：透气性、耐火度、工艺性能：透气性、耐火度、溃散性溃散性 使铸型成型的方法：紧实型砂使铸型成型的方法：紧实型砂粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础三、紧实度三、紧实度紧实度：紧实度：砂粒间排列及堆积的紧密程
6、度砂粒间排列及堆积的紧密程度 紧实度的表达方式：紧实度的表达方式：1.容重法：容重法：=m/v (g/cm3)用容重法表征的造型材料的紧实度：用容重法表征的造型材料的紧实度：松散型砂松散型砂：1.21.3g/cm3；一般紧实型砂：一般紧实型砂：1.551.7g/cm3高紧实度型砂：高紧实度型砂：1.61.8g/cm3 非常紧实型砂：非常紧实型砂：1.81.9g/cm3粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.硬度法：硬度法：用砂型的表面硬度表征型砂的紧用砂型的表面硬度表征型砂的紧实度实度 硬度的测量：采用硬度计硬度的测量：采用硬度计硬度计分类：硬度计分类：A、B型：压头为球形
7、，用于测量一般砂型型：压头为球形，用于测量一般砂型的表面硬度的表面硬度C型：压头呈锥形，用于测试硬度高的砂型型：压头呈锥形，用于测试硬度高的砂型用硬度法表征的砂型紧实度：用硬度法表征的砂型紧实度：一般为一般为6080；高压造型可达到；高压造型可达到90常用实砂方法：常用实砂方法：压实、震实、气流紧实等压实、震实、气流紧实等 粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础第二节第二节 压实实砂压实实砂一、压实实砂的原理：一、压实实砂的原理：直接加压使型砂紧实直接加压使型砂紧实粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础n压实实砂根据压实速度不同分为慢速压实压实实砂根据压实速
8、度不同分为慢速压实(加压速度加压速度0.01m/s，一般压实，一般压实(压压实速度实速度0.51m/s)、高速压实、高速压实(压实速度压实速度7 m/s)，一般压实造型机上均为一般压一般压实造型机上均为一般压实，因此，在此仅讨论一般压实实砂的情况。实，因此，在此仅讨论一般压实实砂的情况。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础一般压实的紧实过一般压实的紧实过程：程：工作台自下向上运工作台自下向上运动，压头从上向下动，压头从上向下压入铸型压入铸型工作台从静止开工作台从静止开始上升始上升砂型碰到压头，砂型碰到压头，上层砂子受撞击而上层砂子受撞击而紧实，并将紧实力紧实，并将紧实力向下
9、传递。上层砂向下传递。上层砂子受到的冲击力及子受到的冲击力及压力大，紧实度高压力大，紧实度高粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础在砂型紧实的未尾，铸型、砂箱、模在砂型紧实的未尾，铸型、砂箱、模板具有较大的速度，最终和铸型发生板具有较大的速度，最终和铸型发生撞击。撞击。二、压实所得紧实度平均分布二、压实所得紧实度平均分布 靠近压板处最高，中间有所降低，靠近压板处最高，中间有所降低，而靠近模板处又有所提高。而靠近模板处又有所提高。1.砂型中心紧实度分布砂型中心紧实度分布 2.砂型角上紧实度分砂型角上紧实度分布布 3.砂型边上中间紧实度分布砂型边上中间紧实度分布粘土砂造型机和制芯
10、机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础三、影响压实法实砂紧实三、影响压实法实砂紧实度大小及分布的因素度大小及分布的因素1.压实比压的影响压实比压的影响压实比压：压实比压：型砂单位面积型砂单位面积上受到的压实力上受到的压实力压实比压高，紧实度高，压实比压高，紧实度高，紧实度的均匀性提高紧实度的均匀性提高粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.砂箱高度的影响砂箱高度的影响 在砂箱的高宽比在砂箱的高宽比(砂箱高砂箱高度度/窄边宽度窄边宽度)小于小于1时，砂箱时，砂箱中心部位紧实度上下均匀。中心部位紧实度上下均匀。当砂箱高宽比
11、大于当砂箱高宽比大于1时，时，只有在接近只有在接近1的范围内砂箱中的范围内砂箱中心部位上、下坚实度均均，心部位上、下坚实度均均，远离压板处紧实度降低。远离压板处紧实度降低。右图：断面为右图：断面为100100mm，不同高度砂箱，不同高度砂箱中心部位紧实度在高度方向中心部位紧实度在高度方向的分布。的分布。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.模型的影响模型的影响1)具有模型时砂型的紧实过程具有模型时砂型的紧实过程2)具有模型时铸型的紧实度分布具有模型时铸型的紧实度分布粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3)影响因素影响因素压缩比的影响压缩比的影响 A A
12、、压缩比的产生、压缩比的产生 B B、压缩比的概念、压缩比的概念 (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/Hh/H及及h/(H-m)h/(H-m)称为压缩比称为压缩比粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础模型顶上砂柱的高宽比模型顶上砂柱的高宽比B B 砂柱高宽比的概念：砂柱高宽比的概念：当当B11.25时，压缩比的影响小，时，压缩比的影响小，反之则大反之则大粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础
13、深凹比深凹比A A的影响的影响 深凹比的概念：深凹比的概念：当当A小于小于0.8时深凹处易紧实时深凹处易紧实粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础四、提高压实法实砂紧实度的措四、提高压实法实砂紧实度的措施施 1.提高压实比压：提高压实比压：压实比压压实比压高，紧实度高并且分布均匀。高，紧实度高并且分布均匀。2.减小压缩比的差别：减小压缩比的差别：紧实紧实度均匀度均匀 措施：措施：应用成型压头应用成型压头 应用多触头压头应用多触头压头 压膜造型压膜造型 粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础n应用成型压头应用成型压头(目的是使各处的压缩比相同目的是使各处的压缩
14、比相同)粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础多触头压头多触头压头(万能式成型压头万能式成型压头)粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础n压膜造型压膜造型(万能式成型压头万能式成型压头)粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.模板加压与对压法模板加压与对压法压板加压法：压板加压法：压板压入砂箱压板压入砂箱 紧实度分布：紧实度分布：靠近压板处靠近压板处高，远离压板处低高，远离压板处低模板加压法：模板加压法：压实时压板不压实时压板不动，模板压入砂箱动，模板压入砂箱 紧实度分布：紧实度分布
15、：靠近模板处高，靠近模板处高，远离模板处低远离模板处低粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础对压法：对压法：压板和模板从两个方向同时加压压板和模板从两个方向同时加压 紧实度分布：紧实度分布：较均匀较均匀粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础4.控制型砂的紧实率：控制型砂的紧实率：在满足要在满足要 求的情况下选择较低求的情况下选择较低的紧实率的型砂，一般机器造型型砂的坚实率为的紧实率的型砂，一般机器造型型砂的坚实率为45-55%，高压造型，高压造型35-45%5.提高压前型砂的紧实度：提高压前型砂的紧实度：进行压前预紧实，如：射进行压前预紧实，如：射砂加砂、负
16、压加砂、压前震击预实砂等砂加砂、负压加砂、压前震击预实砂等粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础第三节第三节 震击及微振震击及微振实砂实砂一、震击实砂一、震击实砂1.震击实砂原理震击实砂原理 惯性紧实惯性紧实粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.震击实砂的紧实度分布：震击实砂的紧实度分布：紧实度下高，上低紧实度下高，上低3.影响震击实砂紧实度的因影响震击实砂紧实度的因素素 震击次数：震击次数：一般为一般为2050次，随震击次数的次，随震击次数的增加，紧实度提高。增加，紧实度提高。震击高度：震击高度：一般为一般为2050mm，最大不，最大不 超超过过80m
17、m，震击高度大，震击高度大，紧实度高。紧实度高。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础模型上尖角的影响：模型上尖角的影响：在水平的尖角处在水平的尖角处 紧实度明显降低紧实度明显降低4.使震击实砂紧实度均匀化的措施使震击实砂紧实度均匀化的措施震击压实震击压实动力补充紧实动力补充紧实人工辅助紧实人工辅助紧实5.震击法实砂的应用震击法实砂的应用单纯用震击实砂时，应和辅助人工紧实相结合单纯用震击实砂时，应和辅助人工紧实相结合大多数情况下是做为对型砂进行预紧实的手端大多数情况下是做为对型砂进行预紧实的手端粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础二、微震实砂二、微震实砂
18、微震实砂是相对普通震击实砂而言的，普通震击实砂时，微震实砂是相对普通震击实砂而言的，普通震击实砂时，其震幅一般为其震幅一般为2050mm，频率为，频率为200 500次次/分，而微震分，而微震实砂时其震幅一般在实砂时其震幅一般在525mm，频率在，频率在500 1000次次/分。分。1.微震实砂紧实度分布：微震实砂紧实度分布：类似于普通震击实砂，靠近模板处高，远离模板处低类似于普通震击实砂，靠近模板处高，远离模板处低2.影响紧实度大小的因素：影响紧实度大小的因素：同普通需击实砂同普通需击实砂粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.改善微震法实砂紧实改善微震法实砂紧实度分布的
19、措施度分布的措施微震和压实相结合微震和压实相结合微震微震+压实：微震起压实：微震起 到预实砂的作用到预实砂的作用微震微震+压震：预紧实压震：预紧实+压实压实粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础压震压震 压实的同时进行压实的同时进行震击的实砂方法称为震击的实砂方法称为压震压震 进行实震，强化进行实震，强化了压实实砂的效果了压实实砂的效果 原因：由于动压原因：由于动压实力的存在使实际压实力的存在使实际压实力大大增加实力大大增加粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和粘土砂造型机和制芯机工艺基础制芯机工艺基础第四节第四节 射砂法实砂射砂法实砂一、射砂
20、法实砂的工作原理一、射砂法实砂的工作原理1.射砂的过程及原理射砂的过程及原理 射前期：射前期：压缩空气快速进压缩空气快速进入射砂筒，射砂筒内压力入射砂筒，射砂筒内压力升高，但砂子还没有射出，升高，但砂子还没有射出，射前期约需射前期约需0.0080.0080.011s0.011s 粘土砂造型机和粘土砂造型机和制芯机工艺基础制芯机工艺基础自由射砂阶段：自由射砂阶段：砂粒由气流推砂粒由气流推动形成气固两相流射入芯盒，动形成气固两相流射入芯盒，时间约为时间约为0.30.5s，近，近80 90%的砂子在这一阶段射入的砂子在这一阶段射入芯盒芯盒压砂团紧实：压砂团紧实：将稀疏的气砂流将稀疏的气砂流变为密集流
21、，最后被推入芯变为密集流，最后被推入芯盒，称为盒，称为“压砂团压砂团”粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础气流流过砂层而形成渗透压，当渗透压大于砂粒之间的阻气流流过砂层而形成渗透压，当渗透压大于砂粒之间的阻滞力时，砂子以气固两相流的方式被气流射出。滞力时，砂子以气固两相流的方式被气流射出。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础形成气压梯度（顶上进气、和均匀进气形成的气压梯度不同）形成气压梯度（顶上进气、和均匀进气形成的气压梯度不同）粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.射砂实砂的紧实原理射砂实砂的紧实原理 气砂流受滞止时形成的高气压的
22、作气砂流受滞止时形成的高气压的作用用(动压动压+静压静压)气压砂团的紧实作用气压砂团的紧实作用 粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础芯盒的排气方式芯盒的排气方式 上排气：上排气：排气孔排气孔设在射砂头上，射砂设在射砂头上，射砂气体由芯盒的上方排气体由芯盒的上方排出出 下排气：下排气：将排气将排气孔设在芯盒的下部，孔设在芯盒的下部，射砂气体由芯盒的下射砂气体由芯盒的下方排出方排出 综合排气：综合排气：即有即有上排气，也有下排气上排气，也有下排气粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.射砂所得紧实度分布射砂所得紧实度分布 在芯盒高度方向在芯盒高度方向上：靠近
23、射孔及远离射上：靠近射孔及远离射孔处高，中间低孔处高，中间低 在芯盒的横断面上：在芯盒的横断面上：中心高，周边低中心高，周边低C：中心处的紧实度：中心处的紧实度P：靠近芯盒壁处紧实度：靠近芯盒壁处紧实度粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础4.影响射砂法实砂紧实度的因素影响射砂法实砂紧实度的因素 1)射砂筒内的气压梯度及射砂气压射砂筒内的气压梯度及射砂气压气压梯度及气压高则紧实度高气压梯度及气压高则紧实度高控制气压梯度的方法：快速进气、射砂筒的结构、射砂气压控制气压梯度的方法：快速进气、射砂筒的结构、射砂气压2）芯盒上排气孔的位置和大小）芯盒上排气孔的位置和大小一般排气孔的总
24、面积为芯盒截面的一般排气孔的总面积为芯盒截面的0.30.35倍。倍。3）射孔的面积）射孔的面积一般射孔面积为射筒面积的一般射孔面积为射筒面积的0.20.5倍；射孔面积与排气孔面积之比倍；射孔面积与排气孔面积之比约为约为1：3三、射砂法实砂的应用三、射砂法实砂的应用特点：填砂和紧实一次完成，紧实度低特点：填砂和紧实一次完成，紧实度低1、在化学硬化砂中用于填砂和紧实、在化学硬化砂中用于填砂和紧实2、在粘土砂中用于填砂和预紧实、在粘土砂中用于填砂和预紧实粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础第五节第五节 气流渗透压实砂法气流渗透压实砂法1.气流渗透压实砂的原理气流渗透压实砂的原理
25、将型砂加入砂箱之中，将将型砂加入砂箱之中，将吹气头压到砂箱之上，迅速通入吹气头压到砂箱之上，迅速通入压缩气体，使气体的升压速度达压缩气体，使气体的升压速度达到到5-7MPa/s，气流迅速作用于砂，气流迅速作用于砂子的表面，并产生从砂层表面到子的表面，并产生从砂层表面到模板模板(模型模型)之间的渗透，砂层中之间的渗透，砂层中形成渗透压，最终气体从模板上形成渗透压，最终气体从模板上的排气孔排出。在渗透压的作用的排气孔排出。在渗透压的作用下，使型砂获得紧实。下，使型砂获得紧实。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.气流渗透实砂的紧实度分布：气流渗透实砂的紧实度分布：靠近排气塞处
26、紧实度高，上部的紧靠近排气塞处紧实度高，上部的紧实度低实度低 3.影响气流渗透实砂紧实度的因素影响气流渗透实砂紧实度的因素工作气压：工作气压：工作气压高，紧实度高；工作气压高，紧实度高；升压速度：升压速度：升压速度高，紧实度高，一般升升压速度高，紧实度高，一般升压速度为压速度为57MPa/s 排气孔的面积及位置：排气孔的面积及位置：排气孔面积大紧实排气孔面积大紧实度高，但排气孔面积占模板面积的度高，但排气孔面积占模板面积的2.53.5%之后，面积再增加，强度增加之后，面积再增加，强度增加较少。较少。砂箱高度：砂箱高度：砂箱高度大，紧实度高。砂箱高度大，紧实度高。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土
27、砂造型机和制芯机工艺基础 4.气流渗透实砂的应用气流渗透实砂的应用 型砂的紧实度低，主要用于型砂的预紧实，通常气渗紧实后再加压实型砂的紧实度低，主要用于型砂的预紧实，通常气渗紧实后再加压实方能达到铸造工艺要求，这种先气渗紧实再加压实的实砂方法称为方能达到铸造工艺要求，这种先气渗紧实再加压实的实砂方法称为“静压静压造型造型”5.气流渗透压实砂和射砂实砂的异同点：气流渗透压实砂和射砂实砂的异同点：相同点：相同点：均利用有压气体进行实砂均利用有压气体进行实砂不同点：不同点：实砂机理不同。射砂实砂时形成气砂两相流，靠气砂流受滞止时的动实砂机理不同。射砂实砂时形成气砂两相流，靠气砂流受滞止时的动压压+静
28、压以及最后的气压砂团原理紧实；气流渗透压实砂是靠渗透压实现实静压以及最后的气压砂团原理紧实；气流渗透压实砂是靠渗透压实现实砂砂 工作过程不同：射砂实砂将填砂和实砂溶为一体，渗透压实砂时应先工作过程不同：射砂实砂将填砂和实砂溶为一体，渗透压实砂时应先填砂，然后再进行渗透压紧实。填砂，然后再进行渗透压紧实。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础第六节第六节 气流冲击实砂气流冲击实砂 1.气流冲击实砂的工作过程气流冲击实砂的工作过程 将砂箱加满型砂并压到气冲头将砂箱加满型砂并压到气冲头上，开启快速进气阀，压缩气体以上，开启快速进气阀，压缩气体以80100MPa/s的升压速度作用于的
29、升压速度作用于型砂的表面，由于升压速度高，气体型砂的表面，由于升压速度高，气体来不及向砂层内渗透，在砂层表面形来不及向砂层内渗透，在砂层表面形成冲击波，使上层砂子首先受到冲击成冲击波，使上层砂子首先受到冲击预紧实，预紧实层逐渐向下扩展，直预紧实，预紧实层逐渐向下扩展，直到模板。经预紧实的型砂和模板冲击，到模板。经预紧实的型砂和模板冲击，将冲击能转变为压力能而获得终紧实，将冲击能转变为压力能而获得终紧实，终紧实层从下向上逐层紧实直至砂层终紧实层从下向上逐层紧实直至砂层的顶面，实砂过程结束。的顶面，实砂过程结束。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础 2.气冲法实砂的工作原理气冲
30、法实砂的工作原理气冲实砂的过程就是初实层的形成、扩大及气冲实砂的过程就是初实层的形成、扩大及冲击的过程冲击的过程粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.气冲紧实所得紧实度分布气冲紧实所得紧实度分布在高度方向上：在高度方向上：靠近模板处靠近模板处紧实度高，远离模板处紧实度高，远离模板处紧实度低，最上层的砂紧实度低，最上层的砂子紧实度最低。子紧实度最低。在铸型的横断面上：在铸型的横断面上：紧实度紧实度相对均匀相对均匀粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础4.影响紧实度大小的因素影响紧实度大小的因素砂层表面的升压速度砂层表面的升压速度：升压速度高，初实层簿，更有
31、利于气冲紧实，型升压速度高，初实层簿，更有利于气冲紧实，型砂的紧实度高。一般气冲紧实时砂层表面的升压速度为砂的紧实度高。一般气冲紧实时砂层表面的升压速度为80100MPa/s粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础工作气压：工作气压：工作气压工作气压高，在相同的工作设备高，在相同的工作设备上可得到较高的升压速上可得到较高的升压速度。升压速度高，预实度。升压速度高，预实层簿，型砂的紧层簿，型砂的紧 实度高实度高粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础其它因素：其它因素：砂箱高度的影响：砂箱高度的影响：砂箱高紧实度砂箱高紧实度高高模型的影响：当模型的影响：当深凹比大
32、于深凹比大于3时，时，易出现漏斗堆易出现漏斗堆塞现象，使紧塞现象，使紧实度分布不均实度分布不均匀匀粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础流态气冲法流态气冲法:由辅助框上的由辅助框上的夹层将气流先引到易出现夹层将气流先引到易出现漏斗堵塞的部位。当气冲漏斗堵塞的部位。当气冲实砂时，有一股气体先到实砂时，有一股气体先到了易形成漏斗堵塞的部位，了易形成漏斗堵塞的部位，使那里的砂层流态化，破使那里的砂层流态化，破坏了漏斗堵塞的形成，同坏了漏斗堵塞的形成，同时使深凹处的型砂获得预时使深凹处的型砂获得预紧实，以提高深凹处型砂紧实，以提
33、高深凹处型砂的紧实度。的紧实度。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础差动气冲法：差动气冲法：在压缩比大的型在压缩比大的型砂上面设置阻流板，当进行砂上面设置阻流板，当进行冲击实砂时，无阻流板处，冲击实砂时，无阻流板处，气流直接作用于型砂表面，气流直接作用于型砂表面，有阻流板处气流需经阻流板有阻流板处气流需经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，使无阻流板处和有阻流板处使无阻流板处和有阻流板处的型砂按先后顺序获得紧实的型砂按先后顺序获得紧实从而解决了漏斗堵塞的问题从而解决了漏斗堵塞的问题粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础二次气冲法：二次气冲
34、法：在深凹处的底板上开有排气孔，而非深在深凹处的底板上开有排气孔，而非深凹处则没有。第一次气冲时开小的气冲阀，砂型表面凹处则没有。第一次气冲时开小的气冲阀，砂型表面的升压速度低，对于深凹处的型砂相当进行了一次气的升压速度低，对于深凹处的型砂相当进行了一次气渗预紧实，而第二次气冲时开启大的气冲阀实现真正渗预紧实，而第二次气冲时开启大的气冲阀实现真正的气冲紧实，由于预紧实提高了第二次紧实前型砂的的气冲紧实，由于预紧实提高了第二次紧实前型砂的紧实度，破坏了形成漏斗堵塞的条件。紧实度，破坏了形成漏斗堵塞的条件。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础5.真空在型砂紧实中的应用真空在型砂
35、紧实中的应用1)真空射砂填砂真空射砂填砂 工作时将砂箱或芯盒紧压于填砂工作时将砂箱或芯盒紧压于填砂斗和模板之间，模板上开有排气孔。斗和模板之间，模板上开有排气孔。填砂时将真空引至模板上排气孔的填砂时将真空引至模板上排气孔的下方，使模板处气压降低，在填砂下方，使模板处气压降低，在填砂斗与模板间形成气压差，这一气压斗与模板间形成气压差，这一气压差推动型砂向砂箱内运动，实现填差推动型砂向砂箱内运动，实现填砂和紧实。砂和紧实。紧实度一般较低，主要用于对紧实度一般较低，主要用于对型砂的预紧实。型砂的预紧实。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2)真空气渗实砂真空气渗实砂 工作时将芯盒
36、填满芯砂，将芯盒工作时将芯盒填满芯砂，将芯盒底板上的排气孔接真空，芯盒两端因底板上的排气孔接真空，芯盒两端因气压差而出现气流的渗透而产生渗透气压差而出现气流的渗透而产生渗透压，在渗透压的作用下使芯砂获得紧压，在渗透压的作用下使芯砂获得紧实。实。所得型砂的紧实度低，主要用所得型砂的紧实度低，主要用于粘土型砂的预紧实或化学粘结型砂于粘土型砂的预紧实或化学粘结型砂的紧实。的紧实。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础第七节第七节 填填 砂及起模砂及起模一、填砂一、填砂1.造型工艺对填砂的要造型工艺对填砂的要求求1)均匀填砂均匀填砂2)型砂松散型砂松散3)提高预填砂的紧实度提高预填砂
37、的紧实度(1)射砂填砂射砂填砂(2)真空填砂真空填砂粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础二、起模二、起模 造好的铸型在起模时一造好的铸型在起模时一方面要克服砂子和模型之间方面要克服砂子和模型之间的摩擦阻力，另一方面要克的摩擦阻力，另一方面要克服砂子及砂箱的重力，其服砂子及砂箱的重力，其起起模机构和起模方式主要有：模机构和起模方式主要有：1.顶箱起模顶箱起模(Z14系列造型机系列造型机属此类属此类)顶杆起模顶杆起模粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础二、起模二、起模1.顶箱起模顶箱起模(Z14系列造型机属此系列造型机属此类类)顶杆起模顶杆起模特征：特征：四
38、根顶杆顶住砂箱实现四根顶杆顶住砂箱实现起模。起模。顶杆起模有两种工作方式：顶杆起模有两种工作方式：一种是工作台不动，顶杆顶住一种是工作台不动，顶杆顶住砂箱向上运动实现起模。另外砂箱向上运动实现起模。另外一种是顶杆顶住砂箱不动，工一种是顶杆顶住砂箱不动，工作台向下运动进行起模。作台向下运动进行起模。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础漏模起模漏模起模特征：特征：四根顶杆顶住漏模板，四根顶杆顶住漏模板，由漏模板托住砂箱实现起由漏模板托住砂箱实现起模。模。漏模起模有两种工作漏模起模有两种工作方式：一种是工作台不动，方式：一种是工作台不动，由起模机构向上顶起漏模由起模机构向上顶起漏
39、模板及铸型实现起模。第二板及铸型实现起模。第二种是由起模机构顶住漏模种是由起模机构顶住漏模板，使其保持不动，工作板，使其保持不动，工作台向下运动进行起模。台向下运动进行起模。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础2.托箱起模托箱起模特征：特征：砂箱在下降过程中被托持砂箱在下降过程中被托持住，工作台继续下降进行起住，工作台继续下降进行起模。模。当砂箱在下降过程中被当砂箱在下降过程中被顶杆顶住时，称为顶杆起模顶杆顶住时，称为顶杆起模 当砂箱在下降过程中被当砂箱在下降过程中被辊道顶住时，称为托箱起模辊道顶住时，称为托箱起模粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础3.
40、翻转起模翻转起模 转台法转台法(Z25系列造型机属此类系列造型机属此类)：当砂箱或工作台围绕通：当砂箱或工作台围绕通过其实体的轴线回转过其实体的轴线回转180度，砂箱被垂直工作台接住并向下运动度，砂箱被垂直工作台接住并向下运动实现起模，称为转台法起模。实现起模，称为转台法起模。翻台法翻台法(Z23系列造型机属此系列系列造型机属此系列)：当砂箱或工作台围绕：当砂箱或工作台围绕不通过其实体的轴线回转不通过其实体的轴线回转180度，砂箱被垂直工作台接住并向下度，砂箱被垂直工作台接住并向下运动实现起模，称为翻台起模。运动实现起模，称为翻台起模。粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础粘
41、土砂造型机和制芯机工艺基础粘土砂造型机和制芯机工艺基础思考题思考题1.说明紧度的常用表示方法说明紧度的常用表示方法2.说明平压板压实法实砂的原理、及影响紧实度大小及分布的因素说明平压板压实法实砂的原理、及影响紧实度大小及分布的因素3.说明震击法实砂的原理、及影响紧度的因素说明震击法实砂的原理、及影响紧度的因素4.说明气流渗透实砂、气冲实砂的工作原理以及两者的异同点说明气流渗透实砂、气冲实砂的工作原理以及两者的异同点5.说明射砂实砂的实砂原理及影响紧实度的因素说明射砂实砂的实砂原理及影响紧实度的因素6.名词解释名词解释紧实度紧实度 压实比压压实比压 压震压震 顶箱起模顶箱起模 托箱起模托箱起模 静压造型静压造型 气冲造型气冲造型压缩比压缩比