材料成型装备及自动化

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1、材料成型装备及自动化1.材料分类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等种类。2.金属材料包括钢铁、铜合金、铝合金、镁合金等。高分子材料包括塑料、树脂、橡胶等。无机非金属材料几乎包括除金属材料、高分子材料以外的所有材料，主要有陶瓷、玻璃、胶凝材料（水泥、石灰和石膏等）、混凝土、耐火材料、天然矿物材料等。3.复合材料是指由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料（基体）和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。4.常见的金属材料热加工成形方法：1）铸造成型：（1）重力作用下的铸造成形：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造；（2）外力作用下的铸造成形

2、：离心铸造、压力铸造、低压铸造、挤压铸造。2）塑性成形：轧制塑性成形、挤压塑性成形、拉拔塑性成形、自由锻成形、模锻成形、板料冲压成形。3）焊接成形：电弧焊、电渣焊、电子束焊、等离子弧焊、电阻焊、摩擦焊、钎焊。5.装备在材料成形加工中的作用：1）大大提高了生产率，降低了工人的劳动强度；2）提高了产品质量与精度，降低了原材料消耗；3）缩短了产品设计至实际投产时间；4）减少制品的库存；5）改善操作环境，实现安全和清洁生产。铸造1.铸造可分为“砂型铸造”和“特种铸造”。2.铸铁合金广泛采用冲天炉熔化，铸钢常用电弧炉或感应电炉熔炼，铝合金常用电阻炉或油、气炉熔化等。3.砂处

3、理设备的分类：1）新砂的处理、贮存、输运系统2）旧砂的回用和再生系统3）辅料的贮存和输运系统4）型砂的混制和输运系统5）型砂质量控制系统4.旧砂处理装备：夹杂物分离设备、旧沙冷却装备等。对于化学粘结剂砂还包括旧砂再生设备。5.混砂装备：按混砂装置可分为碾轮式、转子式、摆轮式、叶片式、逆流式等。原理:1）碾轮式混砂机：适用于小零件。传动系统带动混砂机主轴以一定转速转动时，安装在主轴十字头两侧的碾轮随之旋转，由于与砂层接触，碾轮又绕自身水平轴自转，在转动过程中将砂层压实。安装在十字轴另两侧的刮板则将压实的砂层翻起、松散。这样碾轮和刮板就不断地碾压、松散型砂，达到混砂目

4、的。2）转子式混砂机：其主要混砂机构是高速旋转的混砂转子，转子上焊有多个叶片。根据底盘的转动方式，有底盘固定式、底盘旋转式两类。当转子或底盘转动时，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、混合，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。与碾轮式混砂机比，转子式混砂机的特点：①碾轮式的碾轮对物料施以碾压力；转子式的混砂器对物料施加冲击力、剪切力和离心力，使物料处于强烈的运动状态。②碾轮式的碾轮不能埋在料层中，要求碾轮前方的料层低一

5、些，以减少前进阻力；转子式的混砂工具可以完全埋在料层中工作，可将能量全部传给物料。③碾轮式转速慢，物料混合作用不够强烈；转子式转速快，是受到冲击的物料快速运动，混合速度快，混砂效果好。④碾轮式的物料始终处于压实和松散交替过程。⑤转子式生产效率高、生产批量大，混砂机结构简单、维修方便。6.混动检砂的自测及控制多以水分及紧实率的测量及控制为中心进行。7.紧实就是将包覆有粘结剂的松散砂粒在模型中形成具有一定强度和紧实度的砂块或砂型。8.紧实度：一般用单位体积内型砂的质量或型砂表面的硬度表示紧实度。9.紧实后的砂型性能：1）有足够的强度，能经受起搬运、翻转过程中的振动或浇

6、注时金属液的冲刷而不破坏。2）容易起模，起模时不易损坏或脱落，能保持型腔的精确度。3）有必要的透气性，避免产生气孔等缺陷。10.造型过程：填砂、紧实、起模、下芯、合型及砂型、砂箱的运输等。11.紧实型砂方法：震击紧实、压实紧实、射砂紧实、气流紧实、抛砂紧实。12.压实/高压造型机：1）不同型砂的压实紧实曲线，表示了砂型平均紧实度与压实比压的变化关系。无论哪一种型砂，在压实开始时，p增加很小，就引起紧实度很大的变化；但当压实比压逐渐增高时，紧实度的增长减慢，在高比压阶段，虽然p增大很多，紧实度的增加却很微小。2）当砂箱比较高或模样比较复杂时，采用平板压实，砂型内的紧

7、实度分布很不均匀。平压板采用上压式后砂型各部分紧实度的分布曲线。砂型中心部分，沿整个砂型的高度上，紧实度大致相同；但靠近箱壁或砂箱角处的摩擦阻力较大，紧实度沿砂箱高度分布严重不均匀。为获得紧实度均匀一致的砂型，实际应用中一般采用成形压板或多触头压头。13.射砂紧实是利用压缩空气将型（芯）砂以很髙的速度射入型腔或（芯盒）内而得到紧实。射砂紧实过程包括加砂、射砂、排气紧实。14.垂直分型无箱射压造型机：1）造型原理：造型室由造型框及正、反压板组成。正、反压板上有模样，封住造型室后，由上面射砂填砂；再由正、反压板两面加压，紧实成两面有型腔的型块；然后反压板退出造型室并向

8、上翻起让出