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第一章 型砂紧实的测量主要采用三种方法:紧实度法、硬度法、紧实率法。1、紧实度法 A紧实度单位体积内型砂的重量即为型砂紧实度 =G/V 型砂紧实度 G型砂重量 V型砂体积 B.测量方法:取所测部位型砂试样(用圆柱钢管取)称量计算。 特点是:测量值为平均紧实度时容易测量、局部较难,易损坏砂型。2、硬度法硬度法测量特点:比较方便、不破坏砂型,内部紧实度不能测;在高时灵敏度不均匀;对化学硬化,干砂型不适用;紧实度较高时硬度值变化不显著。3、紧实率法紧实率(J)型砂紧实后的体积变化量与原体积之比。紧实率的大小不仅表示型砂的紧实程度,还表示型砂的可紧实性或成型性对紧实度的工艺要求:1、砂型紧实的要有一定的强度 搬运翻转不脱落 型腔表面抵抗浇注铁水的冲刷压力 铁水凝固过程的膨胀压力2、紧实后的砂型要容易起模3、具有必要的透气性,避免产生气孔等缺陷。 压实过程的三个阶段:第一阶段:P增加很小砂粒间的大孔隙被压没,H下降很多。第二阶段:砂粒间位移变成较紧密的排列,砂粒间摩擦力和粘结力对型砂的进一步紧实起阻碍作用,P增加较大,增加不大。第三阶段:高比压阶段,当P继续增加,砂粒本身由于应力过大而破碎。一般石英砂,破碎比压2Mpa以上,P增加很大,增加很小。使压实实砂紧实度均匀化的方法:1、减小压缩比的差别1)应用成型压头 2) 压膜造型3)应用多触头压头 4)应应用模样退缩装置 2、模板加压与对压法1)模板加压法 2) 对压法3、提高压前的填砂紧实度 1)控制型砂紧实率2)提高填砂紧实度,重力填砂3)复合实砂或压实前将砂预紧实。4、多次加压与顺序加压 1) 应用成型压头2) 应用多触头压头3) 压膜造型4) 应用模样退缩装置微震实砂特点:能实现压震微震和压实组合起来有四种实砂方法。单纯微震、预震加压实,单纯压震先预震后压震。射砂过程:1、射砂过程的分段:a.射前期:射孔打开,型砂尚未射出,时间0.008-0.011左右,气压约50kPab.自由射砂阶段:砂粒以气砂流的形式穿过射孔填入芯盒(80%-90%)c.压砂团紧实阶段:芯盒上部气压差使砂团相互推压形成密集流2、射砂过程 气压梯度、流化区、搭棚、波动和空穴的形成3、影响射砂的因素(1)射砂气压及气压梯度 提高射砂气压,能提高气压梯度,加强气流渗透,使砂能顺利射出。(2)型砂性能与射砂筒中型砂的紧实 型砂性能 粘结力小,流动性好(油砂,树脂砂);湿强度高,粘结力大的型砂,流动性差,不易出砂,易搭棚。 射筒中型砂的紧实,型砂越紧实,气流渗透阻力越大。(3)进气方式 采用均匀进气时,有利于射砂。这时气压梯度密集在锥型射砂孔处,增强气流渗透有利于射砂。射头边上的等压线比中心密不易搭棚。但均匀进气的射砂机构设计制造较复杂。(4)锥型射头与射孔大小 锥形射头使射砂筒的气流向射头集中,增大渗透速度。有利于射砂。射孔不易过小,小射孔孔壁对砂粒的射出阻力相对增大,使渗透气流速度减小,不利于射砂,射孔足够大,利于射砂。气冲紧实法的工作原理:气流以极高速度进入砂型顶部空腔,气压急剧提高,在0.015内提高至0.350.50MPa升高速度dp1/dt(P1为型顶空腔处气压)可达80MPa/S。这样急剧升高的气压,作用在砂型顶上,将型砂紧实。气冲紧实法的两个阶段:1)自上而下的初步紧实及加速运动阶段:气冲阀打开,骤然升高的气压使最上面一层型砂得到初步紧实,形成一层初实层型砂紧实并向下运动。最后与底板发生冲击,模板在最低层所受的冲击力为最大,冲击力数倍工作气压。底板上的砂型可以达到很高的紧实度。2)自下而上的冲击紧实阶段:在上述紧实波到达底板时,运动滞止,产生冲击力,这时砂层仍有一定的运动速度,此时下面砂层已是有一定紧实度的物体、表现出刚度较大,所以第二次冲击力很大,可以将型砂紧实到很大的紧实度。这种冲击,由下向上进行一直到砂层顶部。影响抛砂紧实的因素:1、抛砂速度与叶片旋转速度有关,抛砂速度越大 冲击越大越高2、抛砂头移动速度 一般0.300.60m/s 适当3、供砂速度 供砂速度的大小,决定着每次抛出砂团的大小,当抛砂速度一定时,砂团的冲击能力与砂团重量成正比。4、其它因素,工装结构(箱带设计)型砂的含水率抛头离模板高度操作熟练程度等。起模机构:要求平稳,没有冲击,速度缓慢,多采用液压传动。起模方式:顶箱起模,翻转起模(1) 顶箱起模:1、顶杆法 2、托箱法 3、漏模法(2) 翻转起模:1、翻台法 2、转台法第二章气动微震机构及震压机构1弹簧垫式气动微震及压实机构(1) 原始位置 a左半图,弹簧高度H,为防止预震时工作与压实活塞发生撞击,两者之间有间隙=15mm20mm。(2)预震:加砂过程中或加砂后压实前的震击a如右半(3)压震:压实的同时进行微震b图左半消除间隙,压实,b 图右半 震击注:起模时,为了防止工作台的浮动现象影响起模质量,工作台需用预紧机构以保证起模平稳。2.气垫式微震压实机构(单柱塞)工作原理1)预震 气垫进气孔、震击进气孔2)压震 压实进气孔、震击进气孔特点:气垫缸可常有气,耗气量小,震击力可调,撞击面成环形震击效果好。结构复杂。3.气动微震机构实现压震的条件要实现压震,1.缸内气压不仅要克服活塞、工作台和有效负荷的重力,2.要克服由于消除工作台与压实活塞上沿的间隙而增加的弹簧恢复力,3.还要进一步克服震铁移动进气行程Se,膨胀行程Sr所产生的弹簧恢复力,故压震比微震困难。确保膨胀行程终了时能够顺利地打开排气孔。多触头高压造型机特点:压实比压在720Kg/cm2=0.71.5Mpa优点:铸件尺寸精度高,表面光洁度好,减轻铸件重量偏差铸件合格率高,劳动条件好。缺点:机器结构复杂,辅助设备多,投资大,工艺装备严,设备保养及维修水平高。多触头高压造型机基本部件:高压压实缸 高压造型机 压实缸结构类型:多触头压头 加砂机构 模板更换装置高压压实缸特点(1)空行程和预压阶段。工作阻力小,工作行程长,要求快速运行,对高压压实缸的要求:低压大流量的油泵(2)高压压实阶段。工作阻力大,工作行程短,允许低速运行,对高压压实缸的要求,高压小流量的油泵。高压造型机压实缸的结构类型1) 带有增速举升缸的压实机构。通过中心导柱减小截面积提高速度,可采用高压大流量油泵,需要高位油箱。2)带增压缸的压实机构特点:用低压大流量油泵,高压压实用增压油缸来实现。不需要高位油箱,结构紧凑,但复杂。多触头压头多触压头是由许多小的压头组成为一个压头体,数目在20120间甚至更多,多触头外像样与砂箱内壁之间应有1015mm的间隙触头为矩形,单个触头连长100200mm相邻触头间隙610mm1、主动式多触头 指在其工作过程中触头由独立的油压推动主动加压的2、浮动式多触头 工作特点是:在压砂过程中,多触头本身并不采用液压驱动,而是由向上运动的砂型接触多触头时产生压力,实现压实。由于多触头后面的液压缸压力相平衡,使实砂压力均匀化。3、提高边触头压砂力的方法垂直分型无箱射砂造型机的造型特点:1、用射压方法紧实砂型,所得型块紧实度高而均匀。2、型块的两面都有型腔,铸件的形状由两个型块组成分型面是垂直的。3、浇注时,不需专设卡紧机构,型块串与浇注平台之间的摩擦力可以抵住浇注压力。生产率高。一个砂型即相当一个铸型,造小型件税率可达300型/小时 垂直分型无箱射砂造型机的造型循环:工序 射砂 正、反压板关闭造型室,进行射砂,结束后关闭射砂阀,排气。工序压实 C孔进油 A孔排油工序起模反压板起模B孔进油D孔排油工序推出合型 并将整个砂型列向前推出相当一个砂型距离 D进工序起模压实板起模A孔进油D孔排油工序关闭造型室 D孔进油 B孔排油射砂机构特点:射砂筒较高(适应造型用砂量大),进气为顶部进气,射砂头的锥度较大,有利于型砂流动,为上排气射砂筒内装有料位计摆头,用以检查筒内砂面高度。为了避免射砂后型砂分布不均匀需要进行二次射砂。油缸系统:(1) 主油缸结构特点:油路控制较简单,但起模工序时,反压板起动时对压实板有干扰易损坏砂型。较新的结构是将前后两个活塞隔离,以避免干扰。(2) 增速油缸特点:结构与前油缸基本相同,作用通过减少油压的作用面积,来提高油缸中活塞的速度以提高造型生产率。采用增速油缸可使工序推出合型和工序关闭造型室所用的时间减少。垂直分型无箱射压造型生产线 特点:只需配以适当的铸造输送机就可以组成造型生产线,不需其它辅机,布置简单,占地面积小。1、生产线各工艺段长度的确定L=L冷+L浇+L造+L落L冷=小时生产率铸件冷却时间每块砂型厚度冷却段通常比较长 2030m以上浇注段长度 L浇=6m左右L造型机尺寸定 L落落砂设备2、输送机功能(铸型输送机)1 输送机应按造型机的节拍作直线步移运动2 铸型输送机推力的作用时间必须与压实板推动砂型串的时间同步3、输送机的类型1 夹持式输送器2 栅板式步移铸型输送器水平分型脱箱造型方法优点1 比垂直分型、下芯、下冷铁方便,稳固2 模板面积有效利用率高,只占分型面的15%20%3 垂直分型射压造型时,如果模样比较高,模样下面射砂阴影处。甩得的紧实度较低,压实后紧实度不均匀,而水平分开可以避免。4 水平分型时,铁液压力主要取决于上半型的高度较易保证铸件质量,垂直分型铁液压力取决于整个砂型的高度为了减小浇注压力,就得缩小浇注系统的截面,这样会导致铸件质量变差。5 有利于旧的铸造车间改造。手工脱箱造型,水平分型可以保持原来的工艺特点,比较方便。第三章 造型生产线1生产线组成:主机(造型机)辅机(翻箱机,合型机,落砂机,压铁机,捅箱机,分箱机等),运输设备(铸型输送机,辊道等)2 生产线主要辅机:为完成铸造工艺过程而设置的辅机有:刮砂装置,扎气孔器,翻箱机,合型机,落箱机,压铁机,浇注机,捅箱机,落砂机,分箱机,清扫机等;为完成砂箱运送而设置的辅机有:升箱机,降箱机,转箱机,推箱机构,挡箱机构等。3 造型生产线上使用合型机有:静态合型机和动态合型机 静态合型机:是在合型过程中,上,下砂型在水平方向没有运动,这种合型方式动作准确,容易保证质量,机器结构也较简单。 动态合型机:是指上,下砂箱在水平运动过程中进行合型,为了保证合型准确,合型时,上下砂箱在水平方向的运动必须同步。 4 水平连续式铸型输送机:由输送小车,传动装置,张紧装置,轨道系统等部分组成5 浇注机的类型和结构:1)倾转式浇注机2)底注式浇注机3)气压式浇注包4)电磁泵浇注装置6 浇注自动化的有关问题;1)浇注包的保温2)浇注包与砂型的对准和同步3)浇注速度的控制4)浇注终点或浇注量的控制。7 落砂:就是在铸型浇注并冷却到一定温度后,将铸型破碎,使铸型与砂箱分离,铸件与砂型分离。8 常用落砂设备的分类机械振动: 1)偏心振动落砂机 2)惯性振动落砂机:单轴振动落砂
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