1、砂型铸造工艺过程及设备主要内容n什么是铸造及铸造特征。n铸造加工过程及铸造类型。n涉及的砂型铸造五大工部工艺特征及相应的工艺装备。n将液态（熔融）的合金浇入到与零件的形状，尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法通常称为铸造。1.1 铸造的实质1 导论1.2 铸造工艺的发展历史n公元前3000年，现存最早的铸造零件铜制武器和崇拜偶像来自中东和印度。1.2 铸造的发展历史n逐渐采用粘砂土，蜡型等制作消失模；n中国的铸造体现在精湛的模和范的制造技术，可以获得具有优良表面质量的铸件(如明永乐大钟)；n德国修道士Thophilus在大约1140年，对翻砂和铸造进行了透彻的研究；
2、n18世纪下半叶，新技术的发展和铸件逐步增长的需求，极大刺激了金属铸造行业的发展。设计优雅的铸铁件不再只用于制造装饰品，也被用于机器零件和日用品的生产。1.2 铸造的发展历史n从出现至今，金属铸造工艺就一直被用于生产艺术品。1.3 铸造工艺特征l适用范围广，据统计：在机械行业中铸件占机器总质量的50%以上；l可以制造各种合金铸件；l铸件尺寸精度高（与一般焊接件、锻件比较）；l成本低廉；l可以生产形状复杂的零件。现代各种类型的机器设备中铸件所占的比重很大。机床，内燃机 7080。农业机械 4070。农业机械1 1。适用范围广。适用范围广大型内燃机组1 1。适用范围广。适用范围广各类机床柴油机缸体
3、200kg,灰铸铁镶宝“戒指树”变速箱变速箱轮毂轮毂轧钢机机架（铸钢，400吨）大直径管道大直径管道适用材料范围广泛（钢、铁、铝、铜、锌)虎牛祭案(春秋晚期）青铜1.3 铸造工艺特征（缺点）铸造生产过程比较复杂；铸造生产过程比较复杂；影响铸件质量的因素多；影响铸件质量的因素多；废品率一般较高；废品率一般较高；铸件容易出现各种缺陷。（浇不足，缩铸件容易出现各种缺陷。（浇不足，缩孔，气孔，裂纹等）孔，气孔，裂纹等）压力铸造熔模精铸 金属型铸造反重力铸造铸造成形砂型铸造特种铸造自硬砂型粘土砂型树脂砂、水玻璃砂、CP法多触头高压、气冲、静压造型消失模铸造离心铸造 陶瓷型铸造石膏型铸造半固态铸造1.4
4、铸造方法分类1.5 铸造工艺过程n铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备。铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素；n铸造金属的熔化与浇注。铸造金属（铸造合金）主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金；n铸件处理和检验。铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。1.6 获得优质铸件的基本要求n合理的合金熔炼工艺方法；n模具型腔具有理想的形状，且具有足够的强度以保证熔体填充，不能妨碍合金的凝固，模具的设计也必须避免内部气孔和裂纹；n模具必须正确布置，以保证合金进入型腔时气体可以排除，避免与气体相关的缺陷；n铸件内腔中的任何模具材料（砂芯）必
5、须便于取出，最终必须除去铸件上多余材料。1.7 国内外铸造生产技术水平比较项目项目国外国外国内国内尺寸精度气缸体和气缸盖：一般为CT8-CT9气缸体和气缸盖：一般为CT10表面粗糙度Ra气缸体和气缸盖：50m使用寿命气缸套为：6000-10000h气缸套为：3000-6000h铸件废品率美、英、法、日约为2%8%-9%耗能/吨铸件360-370kg标准煤（合格铸件）3650kg标准煤劳动生产率t/(人年)658熔炼技术富氧送风，铁液温度1500富氧送风，铁液温度为1400项目国外国内造型工艺广泛采用流水线，采用高压造型、射压造型和气冲造型除汽车等行业中少数厂采用半自动、流水线外，很多厂普遍采用
6、20世纪40年代造型技术铸造工艺装备造型机精度和精度保持能力很高；造型线精度可保持1-2年；设备综合开工率80%；装备全部标准化、系列化、商品化精度低；精度保持能力差(小于半年)；设备综合开工率50%;装备标准化、系列化、商品化程度低铸造用工艺材料质量很高，如日本硅砂都经过水洗，喊泥量小于0.2%质量很差，砂只作筛分，含泥量在2%以上。1.7 国内外铸造生产技术水平比较1.8 砂型铸造工艺过程n砂型铸造基本工艺过程：造型、混砂、制芯、熔炼、清理等五大工部。n铸造车间布置、设备也相应分为五个工部。1.8 砂型铸造工艺过程2 造型工艺及装备 砂型铸造模具型腔结构2.1 造型工艺过程n砂型的制造是整
7、个铸造生产的核心，通常需要首先确定造型工部的工艺和设备。n首先需要通过分析所生产的铸件材质、重量、尺寸大小、结构形状、表面质量和其他工艺要求，以及生产规模（批量）等因素，从而确定将要采用的造型工艺和流程，选择与之相适应的造型方式和设备、模板布置、砂箱尺寸，进而确定设备的型号规格，并为熔炼、砂处理、熔化和清理工部的设计提供依据。1）砂型铸造造型过程2.2 造型方法分类造型是砂型铸造的重要工序，造型方法有手工造型和机器造型两类。l手工造型：即紧砂与起模是由人来完成的。手工造型操作灵活，工装简单，但劳动强度大，生产率低，常用于单件和小批生产。l 机器造型能够满足大批量、高精度的生产，易于实现机械化和
8、自动化。2.3 机器造型分类n按照紧实形成机理不同机器造型包括震实造型机、震压造型机、压实造型机、射压造型机和气流紧实造型机五大类。n根据其紧实原理造型机可分为震击/震压造型机、高压造型机、射压造型机、静压造型机、气冲造型机等。n根据是否使用砂箱又可分为有箱造型机和无箱/脱箱造型机。1）震实造型机n型砂装填于模板上的砂箱内，型砂、砂箱和模样受到反复震击，型砂靠重力和惯性作用在模板表面得到紧实而成形。震击紧实工作原理震击紧实工作原理震击紧实时的紧实度分布2)震压造型机n型砂装填于模板上的砂箱内，震实紧实后在砂型背面再用挤压方法使型砂紧实得到进一步提高，整个砂型的硬度分布也更加均匀。震压造型的工作
9、示意图Z145型震压造型机 1机身 2按压阀 3起模同步架 4震压气缸 5起模导向杆 6起模顶杆 7起模液压缸 8震动器 9转臂动力缸 10装臂中心轴 11垫块 12压板机构 13工作台 14起模架3)压实/高压造型机(1)(1)平板压实紧实原理平板压实紧实原理 压实紧实图 不同型砂的压实紧实曲线借助压力将辅助框内的型砂压入砂箱内而使型砂得到紧实。多触头高压造型工艺过程a)准备加砂 b)加沙 c)压实 d)脱模 e)推出铸型 1-砂斗 2-多触头 3-填砂框（辅加框）4-砂箱 5-模板 6-挂砂板(2)(2)多触头压实多触头压实图2-38 多触头压头（a）压实前 （b）压实后 1-小液压缸 2
10、-多触头 3-辅助框 4-模样 5-砂箱图平压板压实后砂型内紧实度分布情况 1砂型中心部分 2靠近箱壁或落箱角处(3)典型的多触头高压微震造型机的结构 图 高压微震造型机的结构 1-压实缸 2-压实活塞 3-立柱 4-模板穿梭机构 5-震动器 6-工作台 7-模板框 8-加砂斗 9-压头移动缸 10-横梁 11-导轨 12-缓冲器13-多触头压头 14-辅助框 15-边辊道 16-模板夹紧器 17-气动微震缸 18-机座n多触头压头n多触头压头是由许多小的压头组装成为一个压头体。n一个压头体上触头的数目，在20l20个之间，甚至更多。n触头一般呈矩形，单个触头边长100200mm，相邻两触头之
11、间的间隙为610mm。边触头外缘与砂箱内壁之间应有1015mm的间隙。n多触头大都用油压缸推动，其作用方式可以分成主动式及浮动式两种。n主动式多触头 n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结构。n浮动式多触头 n其工作的特点是：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。n浮动式多触头压头有弹簧复位和补偿液压缸复位等几种 n提高边触头压砂力的方法n1)把位于四周的边触头做成带凸棱的；n2)使边触头的截面积小一些；n3)对于主动式多触头、可将边触头后面的油缸另接一条较高的油压回路。4）射压造型机（1 1）射砂紧实方法）射砂
12、紧实方法 图图 射砂机构示意图射砂机构示意图 1射砂筒 2射腔 3射砂孔 4排气塞 5砂斗 6加砂闸板 7射砂阀 8贮气包 9射砂头 10射砂板 11芯盒 12工作台n首先用低压射砂，然后再用高压压实。采用该法生产的砂型紧实度高，均匀性好，生产率高。n适用于中小铸件的大批量生产。如果所生产的铸件无砂芯或少砂芯，则设备的高生产率特点可以得到充分发挥。a.工作流程 b.垂直分型无箱射压造型机结构垂直分型无箱射压造型机 1射砂筒 2加砂口 3射砂阀 4贮气包 5主液压缸 6导杆 7机座 8正压板 9造型室5)气流紧实造型机n气流紧实造型机分为气流冲击造型机和静压造型机两种。n静压造型机 加砂后先用压
13、缩空气进行预紧实，然后再用压头压实成型。此种造型机生产的砂型紧实度高，均匀性好，铸件工艺出品率高，噪声低，适合生产复杂铸件，可组成自动线进行大批量生产。n气流冲击造型机 加砂后利用压缩空气快速释放产生的强烈冲击波使型砂得到紧实。该种造型机结构简单，能好少，生产率高，砂型透气性好。适用于中小型铸件的大批量生产，并可组成自动化生产线。(1)静压造型机 气流渗透实砂法气流渗透实砂法的工作原理a.气流渗透紧实方法，是用快开阀将贮气罐中的压缩空气引至砂箱的砂粒上面，使气流在较短的时间内透过型砂，经模板上的排气孔排出。b.静压造型机的工作过程静压造型机的工作原理c.静压紧实的铸型强度分布静压紧实的铸型强度
14、分布静压紧实的铸型强度分布(2)气冲造型机 a.气流冲击紧实是先将型砂填入砂箱内，然后压缩空气在很短的时间内（1020ms）以很高的升压速度（dp/dt=4.522.5MPa/s）作用于砂型顶部，高速气流冲击将型砂紧实，其工作原理如图所示。气流冲击紧实过程示意图b.气冲紧实的工作原理气冲紧实的工作原理气冲紧实的砂型强度分布c.气冲装置（关键部件）BMD液控栅格式气冲装置结构图 BMD液控栅格式气冲装置结构图 1-贮气室 2-气动锁紧凸轮 3-控制阀盘启闭的液压缸 4-活塞 5-控制阀盘启闭的气缸 6-活塞杆 7-动阀板 8-定阀板 9-预填框 10-砂箱 11-模板 栅格式气冲造型机的结构 1
15、-底座 2-液压举升缸 3-机座 4-支柱 5-辅助框辊道及驱动电机 6-气冲阀 7-气动安全锁紧缸 8-胶胆阀 9-阻流板 10-辅助框 11-砂箱 12-模样及模板框 13-工作台 14-模板辊道n起模机构大多数采用液压或气压油传动，以取得起模平稳，而且起模的速度可以调节。n起模的方式有顶箱起模及翻转起模两种。n(1)顶箱起模 就是在造型完毕后，砂型不经翻转，将模样自砂型中起出。可以有顶杆和托箱二种方法。2.4 造型机起模机构和起模方式n顶杆起模模板不动，砂箱向上运动n托箱法：回程起模或漏模法n砂箱不动，模板向下运动(2)翻转起模 对于有大的砂胎的砂型，常用翻转起模法。翻转法起模按结构还可
16、以分为转台法及翻台法 2.5 造型生产线 造型生产线是根据生产铸件的工艺要求，将造型机和辅助机械（如翻箱机、合型机、压铁机、捅箱机、落砂机等）按照工艺流程用运输机械（铸型输送机、辊道等）连接起来，并采用一定的控制方法组成的机械化或自动化造型生产体系。（1 1）造型生产线的辅机）造型生产线的辅机 在造型生产线上，为完成整个工艺过程须设置必要的辅助机械，如翻箱机、扎气孔机、合型机、捅箱机等。（2 2）铸型输送机）铸型输送机 铸型输送机是造型生产线各工序之间的主要运输连接设备，常见的铸型输送机有水平连续式水平连续式、脉动式脉动式和间歇式铸型间歇式铸型输送机。1）封闭式多触头高压造型自动线1-落砂机
17、2-压铁机 3-砂型传送啉板带 4-砂型推送装置 5-移箱捅箱机 6-分箱机 7-上主机 8-下箱提升机 9 下主机 10-小车清扫机 11-下箱落箱机 12-下箱翻转机器13-合箱机 14-铸工输送带 15-上箱翻转机 16-通风冷却除尘罩2）开放式机械化造型线1-造型机 2-单轨吊 3-回箱轨道 4-分箱机 5-落砂装置 6-落砂机 7-过度小车 8-砂型输送带 9-单梁天车单主机布置的静压造型线1-搬运小车 2-落砂筛 3-捅箱机 4-分箱机 5-刷箱机 6-造型机 7-砂型输送带 8-铸工小车台面清扫机 9-造型滚道 10-翻转机 11-下箱移箱机 12-上箱移箱机 13-铣浇口机 1
18、4-钻通气孔机 15-上箱滚道 16-下芯机 17-合箱机 18-冷却带 19-浇注段3 造型材料及砂处理设备n概论n砂处理工艺流程n砂处理设备3.1 概论3.1.1 型、芯砂构成型型 砂砂稀释剂稀释剂原原 砂砂粘结剂粘结剂铬铁矿砂铬铁矿砂水溶剂水溶剂粘土粘土水玻璃水玻璃树脂树脂石英砂石英砂锆英砂锆英砂型砂结构示意图1-耐火材料沙粒 2-微孔 3-附加物 4-粘结剂3.1.2 铸型工作条件及其与金属的相互作用1-背砂层 2-砂型接触区 3-金属氧化层 4-合金凝固层 5-合金液3.1.2 铸型与金属的相互作用n热作用。高温液态金属浇入铸型后，由于金属与铸型间存在很大的温差而发生强烈的热交换。若
19、铸型接触区与内层分离或出现表面掉砂，则有可能导致表面产生夹砂或表面缩沉等缺陷。n机械作用。在浇注过程中，液态金属会对铸型型壁产生冲击和冲刷作用，铸型还将承受液态金属的静压力。铸件凝固收缩时也将受到铸型和砂芯的机械阻碍作用。这些力的作用有可能造成铸件砂眼、裂纹、变形及尺寸超差等缺陷。n化学作用。液态金属对铸型的热作用将使铸型在高温下析出气体，引起铸型中各种附加物、有机物的燃烧、分解和升华，可能使铸件产生气孔。1)型砂、芯砂应具有一定的强度具有一定的强度(湿态抗拉强度或干态抗拉强度等)，保证在造型、合型、搬运和浇注过程中不变形，不损坏。2)良好的透气性良好的透气性。这样可以保证在液态金属作用下，铸
20、型和型芯中产生的气体能够通过砂粒间的空隙顺序排除型(芯)外，以消除或减少铸件中的气孔缺陷。3)对铸件收缩的可退让性（或容让性）可退让性（或容让性）。这是由于铸件在凝固和随后的冷却过程中将伴随有体积和尺寸的收缩。为了不使铸件出现裂纹和残余变形，要求铸型在高温下可以丧失部分强度。4）一定的耐火度和化学稳定性一定的耐火度和化学稳定性。保证在高温液态金属作用下，造型材料不软化；不与液态金属发生化学反应；不产生或少产生反应性气体。5）良好的工艺性能良好的工艺性能，即在造型、制芯时不粘模，具有好的型(芯)砂流动性和可塑性；在铸件落砂和清理时具有良好的出砂性。6）对于铝、镁合金生产条件下，还要求造型材料具有
21、保护性还要求造型材料具有保护性，以防止合金在浇注和凝固过程中氧化、燃烧。3.1.3 造型材料性能的基本要求3.2 型砂制备工艺流程图型砂制备工艺流程图3.3 砂处理装备砂处理装备概述砂处理装备概述 砂处理装备，一般包括旧砂的回用（或再生）处理装备回用（或再生）处理装备、混砂装备混砂装备、搬运及搬运及辅助装备辅助装备等。旧砂回用装备旧砂回用装备的主要功能是：去除旧砂中的金属屑、杂质灰尘、降温冷却及贮藏等。再生装备再生装备主要用于：化学粘结剂砂（树脂砂和水玻璃砂等），其作用是去除包覆在砂粒表面的残留粘结剂膜。混砂装备混砂装备则是：完成砂、粘结剂及附加物等的称量和混制，获得满足造型要求的高质量型砂。
22、1)旧砂破碎设备 粘土砂湿型旧砂块破碎设备主要有双轮破碎机和片击破碎机两种。S35系列双轮松砂破碎机 S35系列双轮破碎机结构图1-电动机 2-除尘口 3-链条 4-后导料板 5-松散轮 6-前导料板S37系列片击式破碎机 单转子片击式破碎机1-机座 2-电动机 3-抽风口 4-进料口 5-锤子 对于混杂在旧砂中的断裂浇冒口、飞边、铁豆等铁磁性物质可用磁分离磁分离的方法去除。对于没有磁性的金属、砂芯芯头等则可用筛分筛分的方法去除。常用的磁分离设备有：磁分离滚筒、磁分离带轮和带式磁分离机三种；常用的筛分装置有：滚筒筛砂机、摆动筛砂机、振动筛砂机等。2）夹杂物分离设备(1)常用的磁分离设备：(2)
23、常用筛分设备n滚筒筛砂机S41系列双层多角滚筒筛砂机 S41系列滚筒筛砂机1-电动机 2-减速器 3-除尘口 4-进料口 5-底座 6-滚筒 n振动筛砂机ZS系列直线振动筛 ZS系列直线振动筛外形图1-振动电动机 2-筛箱 3-活动盖板 4-木楔5-吸尘口 6-进料口 7-筛网 8-减震弹簧3）旧砂冷却装备热旧砂增湿搅拌器砂冷却器抽风除尘系统鼓风系统湿热旧砂冷旧砂 自动化造型生产线的型砂使用频率很高，浇注后型砂温度升高，必须对旧砂进行冷却。加水冷却的实质是利用砂中水分蒸发时吸收热量的原理使砂子降温。旧砂冷却系统组成示意图GLQ21落砂冷却滚筒回转冷却滚筒冷却滚筒（1）双盘冷却器S8340双盘冷
24、却器1-下围圈 2-下围圈 3-风带 4-卸砂门 5-左减速器 6-润滑系统 7-右减速器 8-搅拌装置 9-加水系统振动沸腾冷却：SKA系列振动沸腾冷却装置结构图1-料斗 2-料位计 3-带式给料机 4-鼓风机 5-振动沸腾床 6-带式输送机 7-砂流量计 8-温度传感器 9-除尘管 10-加水喷头 11-温度传感器4)混砂装备（1 1）粘土砂混砂机）粘土砂混砂机 粘土砂混砂机，按混砂装置可分为：碾轮式、转子式、摆轮式、叶片式、逆流式等。混砂机对混制粘土砂的要求是:将各种成分混合均匀，使水分均匀湿润所有物料；使粘结剂膜均匀地包覆在砂粒表面；将混砂过程中产生的粘土团破碎，使型砂松散。混砂装备是
25、自动化砂处理系统中最重要的设备，应根据铸件大小、造型方法、型砂类型、粘结剂等来选择合适的混砂装备。混砂装备种类繁多，结构各异。碾轮式混砂机碾轮式混砂机:是目前使用最广泛的混砂装备之一是目前使用最广泛的混砂装备之一 转子式混砂机（S1420A）n 转子式混砂机是根据强烈搅拌原理设计的，主要混砂机构是高速转动的混砂转子。转子上的叶片迎着砂的流动方向，对型砂施以冲击力，使砂粒间彼此碰撞、混和，使粘土团破碎、分散；旋转的叶片同时对松散的砂层施以剪切力，使砂层间产生速度差，砂粒间相对运动，互相摩擦，将各种成分快速地混合均匀，在砂粒表面包覆上粘土膜。（2 2）化学粘结剂砂混砂机）化学粘结剂砂混砂机 用于化
26、学粘结剂如树脂、水玻璃砂的混砂机有双螺旋连续式混砂机和球形混砂机,只要求充分搅拌。球形混砂机球形混砂机 1 1转轴转轴 2 2球型外壳球型外壳 3 3搅拌叶片搅拌叶片 4 4反射叶片反射叶片 5 5卸料门卸料门6）松砂设备S32叶片松砂机 S3212叶片式松砂机1-电动机 2-进料口 3-叶片 4-铁链 5-底座7)7)一个组成简单（典型）的粘土旧砂处理系统一个组成简单（典型）的粘土旧砂处理系统 8)旧砂回用系统的自动化重点是:旧砂冷却,即即 n为提高旧砂的冷却效率，普遍的方法是采用增湿冷却增湿冷却方法；n因此，在自动化的旧砂回用系统中须设置型砂温度传感器、水分传感器、加水装置、搅拌装置、除尘
27、装置等。n而型砂混制系统的自动化重点则是型砂性能的控制，其主要控制对象是以型砂紧实率为中心的型砂性能在线检测装置、水分检测装置、加水装置等。LIPPKE公司型砂性能在线监测仪及砂处理系统计算机集成控制系统a 砂型性能监测仪 b 砂处理计算机集成控制系统4 合金熔炼工艺与设备n合金熔炼任务；n合金熔炼与浇注；n合金熔炼设备。4.1 合金熔炼的任务n铸造生产中很少采用纯金属，而是采用各种合金。其中有铸铁、铸钢、铸铜合金、铸铝合金等，铸铁和铸钢是最重要的品种。n熔化熔化是金属液态成形的首要环节，其任务是其任务是提供提供高质量的金属液体。高质量的金属液体。合格、高质量液态金属的三要求：具有所需要的温度
28、;杂质含量低;具有所要求的化学成分.4.2 合金浇注n浇注 把液态金属浇入铸型的过程称为浇注。浇注时必须注意以下问题：控制浇注温度；控制充型速度；浇注时，不允许断流，故金属液量不够时不应浇注；应注意挡渣；及时点燃从砂型中逸出的气体，以防CO等有害气体污染空气及形成气孔。铸铁的熔炼及浇注，应保证在规定的化学成分和合适的温度下进行。（以冲天炉熔炼铸铁为例）熔炼炉料生铁锭、回炉铁、废钢等金属料。配以硅铁、锰铁等调整其比例可得到一定含碳量和化学成分的铸铁。铸铁合金的熔炼及浇注 燃料常用燃料为焦炭。熔剂常用熔剂有石灰石（CaCO3）或莹石（CaF2），其目的为造渣。浇注温度在一定的温度范围内，浇注温度越
29、高，合金液体的流动性越好。但当超过一定界限后由于合金液体吸气多，氧化严重，流动性反而降低。浇注温度一般控制在液相线以上，约有150的过热度。共晶铸铁：1150 1300 铸 钢：1520 16204.3 合金熔化装备n根据合金材料可选择不同的金属熔化方法：不同的金属熔化方法：n铸铁合金广泛采用冲天炉冲天炉熔化 n铸钢常用电弧炉或感应电炉电弧炉或感应电炉熔炼 n铝合金常用电阻炉电阻炉或油气炉油气炉熔化等 金属的熔化装备一般应包括三大部分：三大部分：熔化炉、辅助装备（如配料加料装备等）、浇注装备。5 制芯工艺与设备n砂芯通常用于形成铸件内腔或空洞，而砂型则形成铸件外形。n砂芯一般单独制度，然后用手
30、工或下芯机放置到造好的铸型中。n浇注后砂芯除芯头部分外，其余部分都被液态金属所包围，因此砂芯需要比铸型有更高的常温干强度和高温强度。5.1 制芯工艺过程芯砂成形砂芯脱模修补加热固化芯砂成形砂芯固化脱模修补组芯涂料烘干烘干涂料烘烤检验下芯5.2 制芯设备的类型(按砂芯硬化方式分类)n壳芯机；芯盒加热到230-290，砂芯仅外表面受热硬化；n热芯盒制芯机。芯盒必须加热到200-250；n温芯盒制芯机。芯盒加热温度低于175；n冷芯盒制芯机。砂芯无需加热，在常温下整体硬化；n多功能制芯机。可用两种或两种以上的不同硬化方式制芯。1)壳芯成型工艺特征与设备（1）翻斗式壳法造型原理在热模样上喷脱模剂 b)
31、模样翻转到翻斗上夹紧 c)结壳 d)结壳后复位e)壳型仍附在模样上并移到烘干炉硬化 f)脱壳、顶出取走壳型K8系列壳型机 壳芯机基本上是利用吹砂原理制成的。其过程如图所示，依此经过芯盒合拢、翻转吹砂、加热结壳、回转倒出余砂、芯盒分开取芯等工序。图 壳芯机工作原理示意图 a）起始位置 b）芯盒合拢吹砂斗上升 c）翻转吹砂加热结壳 d）转回摇摆倒出余砂 e）芯盒分开顶芯取芯（2）吹砂法Z95系列壳芯机 2）热芯盒射芯热芯盒执行工艺过程示意图a)关闭芯盒 b)工作台上升，射砂 c)工作台下降，砂芯固化 d)开盒，取芯 1-射砂筒及射头 2 芯盒 3)夹紧缸 4-工作台 5-砂芯 6-加热板2）热芯盒
32、射芯热芯盒射芯机 1振动电机 2闸板 3射砂筒 4射砂头 5排气塞 6气动托板7工作台及其升降气缸 8底座 9立柱 10闸板气缸 11闸板密封圈12砂斗 13减震器 14排气阀 15加热板 16夹紧器 17夹紧气缸18工作台 19开关控制器 20取芯杆 21砂芯 22薄膜阀23芯盒2ZZ86系列二工位制芯机3）冷芯盒制芯机工艺特征及设备（1）气硬冷芯盒法 使用较多的是三乙胺法，硬化速度快，硬透性好，生产效率高，芯盒不需加热，芯盒成本低。原材料主要由硅砂、树脂（酚醛树脂和聚异氰酸酯）和催化剂（液态三乙胺）等组成。射芯机结构与热芯盒射芯机类似，但增加了吹气机构和尾气净化系统，混砂机系统中原砂要求有
33、砂温调节器、两种组分树脂的加热器，气体发生器、压缩空气除湿系统等。z84系列冷芯盒射芯机 三乙胺法制芯工艺过程a)吹砂 b)吹气硬化 冷芯法制芯系统组成1 芯砂气力输送装置 2、11-冷芯盒射芯机 3-芯砂配送系统 4、10-气体发生器 5、9-电气控制系统 6-废砂斗 7-废砂溜槽 8-混砂系统 12-尾气净化系统（2）自硬冷芯盒法将砂子、液态树脂及液态催化剂混合均匀后，填充到芯盒（或砂箱）中，稍加紧实，即于室温下在芯盒（或砂箱）内硬化成型。树脂砂可在常温下自行硬化成形，型、芯砂有一定可使用时间，其硬化速度与强度受室温、环境湿度的影响很大，生产效率不高，比较适合单件、小批量、多品种的中、大型
34、铸件型、芯生产。6.3 西班牙Loramendi 公司制芯中心Key-core系统工作程序（图中数字为砂芯编号）4缸发动机制芯中心平面布置示意图1-冷芯盒射芯机 2-芯盒自动快换系统 3-主机工装检测和服务装置 4-四套修芯板5-1号机械手 6-双层全自动储芯库 7-机械手夹具自动更换库 8-Key-core锁芯夹具库 9-2号机械手 10-key-core锁芯机 11-机械手夹具清理槽 12-浸涂机 13 烘干炉6 铸件落砂与清理n清理是铸造生产中后处理工序，是铸件落砂与冷却后，清除掉本体以外的多余部分，并打磨精整铸件内外表面的过程。n铸件清理方法有机械方法、物理方法和化学方法三类。灰铸铁清
35、理工艺流程图n为了优质高效的清理铸件，应从两个方面做工作：n采用先进的清理工艺，并研制和使用高效的清理设备；1)精化铸件，使生产出来的铸件具有最少的清理工作量。6.1 落砂n振动落砂法，是由周期振动的落砂栅床将铸型抛起，然后铸型自由下落与栅床相碰撞。如此不断撞击，而使砂型破坏，铸件及型砂从砂箱中脱出，达到落砂的目的。n（1）偏心振动落砂机n（2）惯性振动落砂机n（3）惯性撞击式落砂机6.2 铸件清理设备(1)除芯及表面清砂设备n表面处理的目的是要去除铸件表面的粘砂、氧化皮等杂质，使铸件表面露出金属本色，并提高喷漆质量。n所使用的干法表面清理工艺主要采用振动清砂除芯及喷抛丸清理工艺。n铸件由湿法
36、向干法转变；(1)振动清砂除芯设备n振动除芯，以振动头振击铸件使其内腔的粘砂或砂芯剥离脱落出来。n对狭小的内腔铸件清理效果好；清砂彻底；噪声大，粉尘多，表面质量差。n用于带复杂内腔铸件的清砂除芯和抛丸前的预清理。n振动除芯技术经历了由振动台式到单气动振子整体击振式和多振子高频击振式的转变。L145 型振动除芯机1-尾架 2-后夹头 3-前撞击头 4-振动器 5-启动推杆(2)喷、抛丸工艺设备喷抛丸表面处理工艺的原理是利用具有一定动能的金属或非金属丸粒与工件相互撞击，一部分动能用于剥离铸件的粘砂、氧化皮等杂质，是铸件呈现金属本色；另一部分动能转变为铸件表面的变形能，使铸件表面具有适宜的粗糙度，增
37、加比表面积，延长涂漆寿命。在铸件表面变形的同时，还能消除铸件表面残余应力，提高疲劳强度，达到抛丸强化的目的。抛丸清理是：抛丸清理是：利用高速旋转的叶轮将弹丸抛向铸件，靠弹丸的冲击打掉铸件表面粘砂和氧化皮。该清理方法效果好，生产率高，劳动强度低，自动化程度高，在生产中应用广泛。其缺点是抛射方向不能任意改变，灵活性差。喷丸清理是：喷丸清理是：利用压缩空气将弹丸喷射到铸件表面来实现的。喷枪的操作灵活，可清理复杂内腔和深孔的铸件；但生产效率低，工作环境恶劣，不易实现自动化，一般用于清理复杂铸件或作为抛丸清理的补充手段。常用清理装备的型式及其特点常用清理装备的型式及其特点 6.3 浇冒口及飞边毛刺清理设
38、备n浇冒口清理气冲锤。手持式气冲锤；机械手气冲锤。n浇冒口液压分离器。n气割法去除浇冒口。n飞边毛刺清理设备。6.4 6.4 除尘装备除尘装备 粉尘的危害及其最高容许浓度粉尘的危害及其最高容许浓度 （1 1）粉尘通常是指小于）粉尘通常是指小于40m的颗粒，它是污染空气的主要因素的颗粒，它是污染空气的主要因素之一。之一。（2 2）人长期吸入某些矿物质粉尘会导致尘肺（如矽肺等）。）人长期吸入某些矿物质粉尘会导致尘肺（如矽肺等）。（3 3）除尘设备系统的作用是捕集气流中的尘粒、净化空气，它主）除尘设备系统的作用是捕集气流中的尘粒、净化空气，它主要由局部吸风罩、风管、除尘器、风机等组成，其中，除尘器是系要由局部吸风罩、风管、除尘器、风机等组成，其中，除尘器是系统中是主要设备。统中是主要设备。（4 4）除尘器的结构形式很多，可分为干式和湿式除尘器两大类。）除尘器的结构形式很多，可分为干式和湿式除尘器两大类。常见的干式除尘器有旋风除尘器和袋式除尘器两种。常见的干式除尘器有旋风除尘器和袋式除尘器两种。旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器原理图旋风除尘器原理图袋式除尘器袋式除尘器思考n思考如何运用现代管理技术实现铸造生产的高效率生产运营？n围绕铸件产品生产思考如何优化铸造工艺装备设计？
