FZYJ-12翻台式震压造型机设计（全套含CAD图纸）
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买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 本科生毕业论 文 姓 名： 学 号 ： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械工程与自动化 论文题目： 230 860 翻台式震压造型机 专 题： 指导教师： 职 称： 副教授 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 毕业论文任务书 学院 机电学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 毕业论文日期： 毕业论文题目： 230 860 翻台式震压造型机 设计 毕业论文专题题目： 毕业论文主要内容和要求： 应中国矿业大学工程训练中心要求，设计能够填砂、紧实、起模等造型工序的造型机器 翻台震压造型机 ，本造型机为震压式造型机，采用气压传动、手动控制。主要内容包 括传动系统、工作机构以及控制系统的设计，并画出总装图和主要的部装图以及零件图。 院长签字： 指导教师签字： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书 指导教师评语 （基础理论及基本技能的掌握； 独立解决实际问题的能力； 研究内容的 理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点； 工作态度 及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题； 是否同意答辩等）： 成 绩： 指导教师签字： 年 月 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩； 存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书 评阅教 师评语 （ 选题的意义； 基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩； 存在问题； 是否同意答辩等 ）： 成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩 答 辩 情 况 提 出 问 题 回 答 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 摘 要 砂型的铸造工序是铸造生产中的重要环节，而 造型机械则是最主要的型砂铸造设备。应中国矿业大学工程训练中心要求，我们此次设计的翻台造型机是一种原有的 台震实式造型机基础上进行改进的翻台式震压造型机械。全文由四大部分组成。第一部分为提出研究课题，设计要求及完成设计的指导思想；第二部分为造型机总体设计，主要侧重工作原理及主要结构特点；第三部分为震击、压实、起模等机构的设计；第四部分为气动执行元件的设计；最后为造型机的气压传动系统的设计并适当进行了参数优化。 关键字 ： 砂型铸造机械 ; 震实机构 ; 气压传动系统 ; 震压造型机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 is an of is we is a 2310 on is of of on is is of of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 目录 1 绪论 . 6 7 计目的 7 题背景与来源 8 计的指导思想 8 计的技术要求 9 2 翻台震压式造型机的总体设计 . 4 台震压的工作原理 4 台震压造型的工艺过程 7 8 9 . 15 机的型号标记 15 230 860 翻台震压造型机的主要结构及特点 16 16 21 21 31 型机的附件 38 4 气缸的选择 . 造型机气路系统 . 型机优缺点和注意事项 .缺点 43 型机的操作规程： 43 7 设计总结 . 参考文献 . 英文资料翻译 . 47 53 10 致谢 . 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页 1 绪论 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页 内外发展概况 造型机是用于制造砂型的铸造设备，它主要的功能是：填砂，将松散的型砂填入砂箱中；紧实型砂，通过震实、压实、震压、射压等不同机构将模样从紧实的砂型中取出。造型机最早 出现于 19世纪中期，早期的造型机是一种简单的手动压实带起模的机构，后来采用压缩空气作为震实和压实型砂的动力。 1890 年出现了震击式造型机，使造型效率和砂型精度都有了提高。 造型设备最初为简单的压实式和震实式造型机，后来二者结合，产生了震压式造型机，20世纪 50年代至 60年代，它在铸造生产中发挥了重要作用；在此基础上提高压实力，制成了高压造型机，在 60 年代至 70年代，这种造型机为铸造业的发展做出了突出贡献； 70年代末出现了气冲造型机和静压造型机，在 80 年代至 90年代成为主要造型设备，在今后若干年内，它将占主导地位。 我国的铸件年产量现己位居世界第一。但是我国所生产的铸件总体上讲在质量上与工业发达国家相比还存在相当的差距 。其主要原因之一就是我国铸造行业的机械化、自动化、信息化水平低，所采用的技术装备落后。与工业发达国家相比，我国铸造装备制造行业也存在巨大差距。其突出的弱点是研发能力差，缺乏创新性，迄今仍基本上靠测绘样机或凭经验进行类比设计。这种状态对我国铸造行业的技术改造和技术进歩，逐歩实现现代化己经产生相当大的制约作用。我们需要加紧工作，努力改变这种落后状况。 垂直分型无箱射压造型机的设计构思是上世纪五十年代由时任丹麦科技大学教授的 V A 在实验室内进行了大量的试验研究，特别是对湿型粘土砂的射砂过程进行了深入的研究。随后他研制成一台样机，并于 1957 年利用这台样机在丹麦的两家铸造厂中进行生产性实验。 1959 年 授获得了垂直分型无箱射压造型机的专利。 1961 年丹麦工业辛迪加（即 买了上述专利，并由 6 名工程师组成的技术团队 在其基础上开发了第一台生产用的造型机。后者于 1962年夏展出于德国杜塞尔多夫的世界铸造博览会（即 。 1964年初首台生产率为 240型 /小时的垂直分型无箱射压造型机 (即 送到用户丹麦一铸铁厂并投产。目前，世界各国共约有超过 1000家铸造厂采用这种造型方法生产铸件。 近年来国外有的铸造设制造厂推出了经过改进的侧吹水平分型无箱吹压造型机。这种 造型机在造型时，即吹砂及高压压实吋，是将型板及造型室旋转 90使其处于垂直状态下 进行的。然后使它们转回到水平位置，进行起模、下芯、合箱、顶出造型室等等。 日本新东工业珠式会社所生产的水平分型无箱射压造型机采用 时开发了 “压力控制”方法来柠制造型机的排气，这样使型砂能充填到模样上的小吊砂内。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页 台造型机震压造型的的特点 铸造 上 制 造砂型的造型机在造型过程中 长期以来多 震实、压实来紧实型砂 ，其主要缺点 为： 1噪声严重 、效率低。 2所造砂型上部的紧实度很低 。 采用震压造型克服了上述缺点，与旧方法相比具有以下优点： 1提高砂型紧实度 使型砂在各层的分布上更加合理，并提高了型砂的紧实度，获得清晰的轮廓，尺寸更加精确，力学性能更好，得到优质的铸件。 2提高可靠性 震压造型机在机构方面得到简化，从而使可靠性得到提高，降低了设备造价及维修费用。 3减少振动、噪声 采用的震压方式使机器运行更加平稳，减少了振动、噪声及粉尘污染，从而改善了铸造车间 的劳动条件。 4节省工装 采用无箱或脱箱造型工艺，节省了工装，减少了投资。 5提高生产率 简化成型过程或快速成型，并采用自动操作，提高了生产率，并可以减轻劳动强度。 6简化制砂型工序 采用先进可靠的控制及检测技术，减少设备故障，提高设备运转率。 综上所述，震压式造型用于大批大量生产、形状复杂、质量要求高的砂型，其技术、经济效果显著，而对于小批量、单件生产和形状简单的砂型，亦可用震压式造型机来造型，正如其他工艺一样，各有其适用范围，选用时应全面结合本单位的具体情况综合考虑。 计目的 铸造机械（造型机）的设计是以砂型铸造为对象，根据机器的工作原理和铸造机械的基本理论，进行运动和动力分析，和工作参数的制定，以及制作出相关图纸。这要求我们掌握广泛而坚实的理论基础知识，培养鲜明的工程观点和富于进取的创新精神，积累生产和设计经验，提高分析问题和解决问题的能力。通过造型机的设计，可以使我们： 1. 掌握从生产实际和工艺要求出发，制定设计方案、选择工作参数、进行分析和计算的一般设计方法。 2. 学会运用已知的理论知识，研究和解决铸造机械中的有关问题。 3. 了解铸造机械设计特点和发展动态，未进行有关 铸造机械的开发性研究和试验工作，打下一定的基础。 从我做毕业设计的角度来说，震压式造型已经是一门比较成熟的造型工艺，甚至现在都以不多见，通过对它的设计，既是对过去四年所学的巩固，需要综合应用到许多知识， 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页 也是对即将从事的设计工作的一个很好的演练。 设计要达到的技术要求： 1. 使用性要求。设计的机器要求根据要求和制定的工作参数，完成一定的运动，承受一定的载荷，达到一定的工作目的。在实习用震压造型机的设计中，工序的衔接不做过多要求。 2. 可靠性要求。在预计的使用期限内机器不应破坏，不会因个别零件的损坏（可以及 时更新）而影响整个机器的正常运转，也不会因振动而影响工作质量。这就要求机器的总体设计合理，设计的零件要有足够的强度、刚度和稳定性；对于易磨损的零件易于及时更换。 题背景与来源 现代化的铸造生产，要求在最大限度地提高生产率的同时要求减轻工人的劳动强度，改善劳动条件和工作环境、降低噪音。为满足这些要求，在造型环节，造型机必须实现高度机械化和自动化，从最初的手动压实带起模来造型，到震实造型机造型，到震压造型，再到高压造型都反映了造型机械顺应时代的发展。故此次应中国矿业大学工程训练中心要求，在原有的 新、和发展，设计出能够满足现代化造型生产的翻台式震压造型机。 在这个铸造车间里，一般配有熔炼设备、造型及制芯设备、砂处理设备、铸件清洗设备以及各种运输机械，通风除尘设备等。经过下车间实习和反复查资料，得到了关于 主要是震击方式来紧实型砂，通过翻转起模的方式来起模。它主要的缺点是没有压实机构，不好似边震击，边压实，故型砂紧实度不高，结构层次分布不合理。所以改进势在必行，我认为必须在震击和压实方面来下手。添加压实机构来改进 。总之参照此类震实式翻台造型机的相关技术与标准，来设计出翻台震压式造型机。 计的指导思想 而完成规定的动作，承受足够的载荷，达到其工作目的。在造型机的设计中，计算机控制方面不作过多要求。 会因个别零件的损坏（可以及时更新）而影响整个机器的正常运转。这就要求机器的总体设计合理，设计的零件要有足够的强度、刚度和稳定性；对于易磨损的零件易于及时更换。 据机器的工作原理和 铸造机械的基本理论，进行运动和动力分析，和工作参数的制定，以及制作出相关图纸。 从我做毕业设计的角度来说，这个课题既能巩固我四年所学，也是对即将从事的设计工作的一个很好的演练。这要求我掌握广泛而坚实的理论基础知识，培养鲜明的工程观点和富于进取的创新精神，积累生产和设计经验，提高分析问题和解决问题的能力。通过对翻台震压造型机的设计，可以使我们运用已知的理论知识，从生产实际和工艺要求出发，制定设计方案、选择工作参数、进行分析和计算。通过研究和解决铸造机械中的有关问题， 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页 从而了解铸造机械设计特点和发展动态，为今后进 行有关铸造机械的开发性研究和试验工作，打下一定的基础。 计的技术要求 翻台震压造型机的主要工作部分可分为震实机构、压实机构、翻转机构和辅助机构，其中辅助机构包括管路系统、工作台、机身、控制系统等。各种造型机的震实机构各有特点，而辅助机构更是千差万别。 翻台机构、震实机构的设计可在原有的 列翻台震实造型机的基础上模仿和改进。压实机构和辅助机构要通过性能分析进行参数设计。射砂机构就其本质来说，是一个将压缩空气能转化为机械能的换能机构，因此，对震实机构性能的研究及其合理设计就不能脱离开气压控制 对震实缸震击控制的机理分析。因此整个机构的设计可以大致分为几个个部分： 1. 震实机构工作原理与型砂流动机理分析。 2. 设计和演算翻台造型机震实机构的计算公式。提出震实机构设计的基本参数，规定了近似的示功图导出了各项参数的计算式。 3. 根据要求制定设计方案，选择工作参数，进行分析和计算。 4. 机构的各种改进措施和环保措施。 5. 绘出主要部件的装配 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页 2 翻台震压式造型机的总体设计 台震压式造型机的工作原理及工艺过程 台震压的工作原理 1、 震实过程原理： 当打开震压阀操纵 开关，压缩空气通入震压阀将阀内换位活塞顶起，进入震压气缸，震压活塞带动震压台开始上升，与此同时压塑空气通过震压阀内的一小气路进入活塞下部，柱塞就随震压台上定位螺栓上升，到达一定高度，小气路中的压缩空气进入换位活塞上部。由于换位活塞上部截面积大于下部截面积，因而上部压力较大，讲换位活塞推向下部，使震压气缸进气口关闭，同时与大气相通排气，这是震压活塞下部压力降低，震压台凭自重下降，定位螺栓将震压阀柱塞压下，换位活塞上部与大气接通排气，完成了震击的一个循环，随后压缩空气又将换位活塞顶起，震压过程就这样连续进行。当 关闭操纵开关切断气源就停震。 图 2实过程 2、 压实过程原理： 加砂时压头转至侧面，压实时再转到中间位置。当气缸 2左边进气时，活塞 8带动齿条活塞杆 5右移，齿轮旋转，使压头转向工作位置。当压头快接近终点位置时（约差 20），连载同一活塞杆上的缓冲活塞 7，逐渐堵住大的阻流孔，使油只能从小阻流孔（最后只有小孔的一部分）回油。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页 图 2头转臂气缸及缓冲装置 1 油箱 2 气缸 3 钢球 4 圆销 5 活塞杆 6 缓冲油缸 7 缓冲活塞 8 活塞 9 节流孔（大，小） 3、 翻箱过程原理： 压缩空气通入大油箱，将油压入翻转油缸，推动活塞，通过连杆曲柄机构将活塞的直线运动变为迴转轴的迴转运动，带动迴转杆旋转 90，连杆又把支撑在迴转杆上的迴转板转 90，这样砂箱就翻转 180。 图 2台翻转和托台上升过程 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页 4、 起模过程原理： 压缩空气通入小油箱，油经回油阀被压向拔模油缸，拔模活塞上升，使上部拔模台上的受模梁碰到砂箱底面为止。再引压缩空气进入受模梁上的夹持气缸内，通过杠杆作用将受模梁固定在拔模台上。然后将 小油箱压缩空气切断放气，同时将压缩空气引入回油阀和振动器。回油阀内的活塞关闭大油路，拔模缸内的油经回油阀一小油路流回小油箱，因而拔模台下降速度很慢，这时振动器震动，使型砂不致被破坏。这就是慢起模。当砂型脱离模版后，切断回油阀和震动器气源排空，振动器停震，回油阀大油路打开（凭拔模台、砂箱等重量给油压力，将回油阀活塞压到上部），拔模台很快下降，直到砂箱落到滚道上为止。这就是快起模 。 图 2台下降和起模 5、 翻台复位过程原理： 当切断大油箱气路，大油箱内的压缩空气经排气阀到翻转油缸的曲柄壳内，再从这里通过一小孔排到大气中去。由于孔径很小不能很快排出，就将油缸渗透来的油压入到排油器，待到大油箱压力消除后排油器中的油经过单流阀流回大油箱。同时帮助四根弹簧作用于翻转台活塞背面，翻台开始返回，随后凭翻台等自重翻回到震压台上恢复原位。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页 图 2台复位过程 从以上基本原理可以看出，震压造型机时一种高效率的铸造设备之一。 不足之处是机身过大，这影响了灵活性。只有通过改进控制系统的方法来增加其自动化程度，这样一来，增加了 设备的复杂程度，一般只适用用大批量生产。 台震压造型的工艺过程 虽然震压造型机在工作的各个部分工作顺序有些区别，但大致相同。翻台震压造型机造型的工艺过程可以用下图表示： 图 2台震压造型机造型工艺过程图 型砂 模型 砂箱 固化剂 附加剂 吹清型板 模型上喷煤油 震实并压实 翻台翻转托台上升 托台下降和起模 顶出砂型 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页 砂的紧实原理 紧实型砂的目的就是要使型砂具有一定的紧实度，从而具有一定的强度。型砂首先要能经受住运输或翻转过程中的震动而不致损坏。其次，在浇注过程中砂型表面不仅要经得住金属液的冲击和冲刷，而且还能抵抗金属液的静压力。 在铸件凝固过程中，某些合金（如球墨铸铁）由于体积膨胀对砂型壁施加很大的膨胀压力。如果砂型的紧实度不够大，那么就会引起显著的型壁移动，从而影响铸件的尺寸精度和内部密度。紧实度高的砂型能更好地抵抗住金属的静液压和膨胀压力，减少型壁移动，因而提高铸件的尺寸精度和内部致密度。 型砂的紧实度可以用硬度、容量或紧实率来衡量。前者在生产和科学实验中最常用。目前在国际上常用的硬度计主要有两类。一类是美、英通行的湿型硬度计，它有三种型号。A 型如前所诉，是过去通用的硬度计； B 型钢珠直径为 1 英寸，全负荷压力为 980 克，适用于高压 造型； C 型探头为圆锥形，全负荷压力为 1500 克。另一类是欧洲大陆通行的 型砂上某一点的紧实度也可用该处单位体积的重量即“容重”来表示，其单位是克/厘米。由于测量某处的容重须破坏砂型，所以在生产中较难采用。 图 2砂紧实率示意图 起始容积容积减小紧实率 紧实率大表示紧实度高。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页 砂紧实的四种方法 1、 震击紧实和震击附加压紧实 图 2击紧实示意图 震击紧实的原理：砂箱中的型砂随砂箱下落时，得到一定的运动速度。当工作台与机座接触时此速度骤然减小到零，因此产生一很大的惯性加速度。由于惯性力的作用，在各层型砂之间产生瞬时压力，将型砂紧实。以为一次撞击时间极短，型砂在此瞬时压力作用下的流动很小，所以一般要进行几十次撞击才能将砂型紧实到所需的紧实度。震击时各层型砂之间产生的瞬时压力的大小是不同的。俞下面的砂层，震击时受到的惯性力愈大，俞易被紧实；而上面的砂层往 往达不到所要求的紧实度。至于砂型顶部，所受的惯性力趋于零，故仍呈疏松状态，如图 2此，对于高度小的砂箱若采用单纯紧实，效果不好。 图 2击紧实的砂型的中心点紧 实度沿高度分布曲线 为了克服震击紧实时砂型紧实度分布不均的缺陷，必须采取补充紧实措施，其方法有： 震击紧实后，再用手工或风动椿砂器补充紧实。此法劳动强度大，生产效率低，并且容易损坏模型，在批量小时可以采用。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 10 页 当 砂箱中填满型砂后，在砂型顶部加重物，再进行震击。此法适合于砂箱长、宽尺寸大的情况下，但装卸重物需要辅助机械。 震击紧实后，再进行压实。这种震击附加压紧实的工艺效果很好。誓言结果表明，附加压对于低的砂型有显著的效果。砂型从上到下都得到进一步的紧实，紧实度分布状况大为改善。高的砂型在震击时下部已达到较高的硬度，故只是上部在附加压时硬度有明显提高。震压附加压造型机由于其紧砂效果较好故在生产中被广泛地用于制造中、小砂型。但是这种造型机的噪声大、生产率较低。 2、 压实、微震压实和高压紧实 通常 所谓的压实是指砂型表面单位面积上所受的压实力（即压实比压）小于 4 公斤 /厘米的低压紧实。压实按紧砂方向不同分为三种方法： 压板加压法（上压法） 装在余砂框内的型砂是从砂箱背面压进砂箱。如图示： 图 2板加压法 1 压板 2 辅助框 3 砂箱 4 模样 5 模板 模版加压法（下压法） 砂子被模板从分型面压入砂箱。如图示： 图 2板加压 法 1 压板 2 辅助框 3 砂箱 4 模样 5 模板 对压法 模板与压板同时压入砂箱。如图示： 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页 图 2压法 这三种方法中以压板加压法应用最广。压实时，压板压入辅助框中，砂柱高度下降时，使型砂紧实度增加。辅助框的高度一般是预先设计好的，压实过程中，砂柱高度 砂紧实度不断改变，但型砂总重量不变，从而： 00由于 0则 0)()1(000 F 砂箱面积； 0H压实前型砂高度； H 砂箱高度，也是型砂紧实后的高度； h 辅助框高度； 0压实前松散型砂的紧实度； 压实后型砂紧实度。 微震压实原理： 压实同时震击，这种复合紧实方法是扩大压实方法使用范围的有效途径。这种震击与前述那种由工作太下落与机座发生的撞击不同，它是由一 镇铁向上运动打击工作台而产生的，通常称之为“微震”这种压实同时微震的复合紧实方法就叫做“微震压实”。用微震压实所获得的铸件表面光洁度比用压实、震击附加压、微震后压实的都好。 高压紧实原理： 试验研究表明，在一定范围内提髙压实比压可以达到提高紧实度的目的（图 2由于型砂种类不同，当压实比压增至 6 8 公斤 /厘米范围后再继续增加，紧实度即基本上保持不变。当压实比压超过 25 公斤 /厘米时，紧实度又稍有增加，但这时砂粒边缘会被玻碎，导致型砂性能下降。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12 页 压实比压过髙，不仅使机器结构复杂庞大，而 且对砂型质量和铸件质量反会带来不良影响。当压实比压超过 7 公斤 /厘米以后，型砂的弹性渐具主导地位，因此产生回弹现象。砂型在压实力撤除后发生回弹，就会导致砂型在起模时局部损坏并会影响铸件的尺寸精度。此外，在压实比压过高还会使铸件产生气孔和夹砂缺陷的倾向增大。 图 2实率与压实比压的关系 实践表明，即使采用较髙的压实比压进行单纯压实，所获得的砂型紧实度也不够均匀。如果模型较高 ,则压实时位于模型顶部的型砂很快地达到很髙的紧实度 ,它阻碍压头 进一步压实型砂，因此模型四周的型砂紧实度较低。故在生产中单纯的高压压实较少采用。 当砂箱较高 (高度在 300 毫米以上 )时，适当提高压实比压并同时进行微震，是获得较高且均匀紧实度的合理方法。当用 7公斤 /厘米的比压进行单纯压实时，砂型硬度为 90；比压不变但同时微震，砂型硬度可达 93，相当于单纯压实时比压为 斤 /厘米所获得的砂型硬度。现在的高压造型机一般都采用高压微震紧实方法，常用压实比压为 7 9公斤 /厘米。 3、 射砂和射压紧实 射砂是在吹砂的基础上发展起来的一种紧实方法。吹砂的工作原理如图 2 开启吹砂阀后 ,压缩空气（ 5 6大气压 )从 1孔进入吹砂头 2，搅动芯砂经吹砂孔 3将之吹进芯盒 4中。芯砂在芯盒内得到紧实，压縮空气则由排气孔 5排出。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 13 页 图 2砂工作原理示意图 1 进气孔 2 吹砂头 3 吹砂孔 4 芯盒 5 排气孔 射砂机构如图 2示。射砂时，大口径快动射砂阀 7迅速开启，储气包 8中的压縮空气进入射腔 2内并骤然膨胀，然后通过射砂筒 1上的横缝和竖缝进入射砂筒内。当射砂筒内的气压达到一 定大小时，芯砂即由射砂筒下部截面逐渐收缩的部分经过射砂孔 3射进芯盒 11中。而压縮空气则经射砂板 10上的排气塞 4排出。 图 2砂工作原理示意图 1 射砂筒 2 射腔 3 射砂孔 4 排气塞 5 砂斗 6 砂闸板 7 射砂阀 8 储气包 9 射砂头 10 射砂板 9 芯盒 10 工作台 4、 抛砂紧实 抛砂机的工作原理如图 2砂 由皮带运输机连续地送入抛头，高速转动 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 14 页 着的转子上的叶片接住型砂，并以很高的速度 (30 60米 /秒 )将其抛到砂箱中。 抛砂紧实的过程可分为两个阶段： 第一阶段是从型砂被叶片接住起到其离开叶片为止。在这个阶段中，型砂由于受到离心力的作用被压实成团。 第二阶段是砂团被叶片以高速抛出，打在砂箱内的砂层上，使型砂逐层加以紧实。砂团的速度越大，则砂型的紧实度越髙。 图 2砂机工作原理示意图 1 送砂皮带 2 弧板 3 叶片 4 转子 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 15 页 计的原始数据 所设计的 砂箱最大尺寸： 1000 翻台台面尺寸： 1440 震实台最大有效负荷： 1350公斤； 起模台最大行程： 800 震压缸直径： 230 压实缸直径： 860 翻转缸直径： 460 起模缸直径： 200 辊道顶面至地面高度： 255 机器落下部分重量： 2600公斤； 生产率： 15 20半型 /时； 自由空气耗量： 2m/半型 ； 外形尺寸（长宽高）： 3710 机 器重量： 6300。 型机的型号标记 翻台震压造型机 的型号标记按 规定编制，图示如下 ： 图 3台震压造型机型号标记 230 860 压实缸的尺寸 震击缸的尺寸 其 自“翻”，“震”，“机”几个汉字的拼音的首字母 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 16 页 230 860 翻台震压造型机的主要结构及特点 翻台 震 压 造型机的主要工作部分可分为震压机构 、起模机构、翻转机构和压头 机构。各种震压机的压头机构大同小异，而震压机构则千差万别。压头的机构的设计可在 顶箱震压 造型机的基础上模仿和改进。 翻 转机构和起模机构在原有的翻台震实式造型机的基础上模仿改进。 震压机构则要通过性能分析进行参数设计。震击机构就其本质来说，是一个将压缩空气能转化为机械能的换能机构，因此，对震击机构性能的研究及其合理设计就不能脱离开表征震击机构换能过程的示功图的讨论。因此整个机构的设计可以大致分为几个个部分： 1. 分析震击机构工作原理与示功图表示法。 2. 设计和演算气动微震机构造型机震击机构的计算公式。提出气动微震机构设计的基本参数 1 及 2 值，规定了近似的示功图并按此示功图分析导出了各项参数的计算式。 3. 根据要求制定设计方案，选择工作参数，进行分析和计算 4. 机构的各种改进措施和环保措施。 5. 绘出主要部件的装配图。 起模是造型机上的一个主要工序。有手动漏模造型机只有起模机构而没有实砂机构。造型机的起模方式主要有两种：顶箱起模和翻转起模。这两种之中，又可因结构不同细分为不同的起模方法。 对起模动作要求平稳，没有冲击，特别是在模型与砂型相脱离的一瞬间，要求速度缓慢。所以造型机上的起模机构绝大 多数采用液压或气压油传动，而且在起模过程中，速度可以调节。 顶箱起模的特点是：在不翻转砂箱的情况下，将模型自砂型中起出。顶箱起模还可以分成顶杆法和托箱法。 (1)顶杆法 顶杆法是在砂箱实砂完毕后， 造型机的四根顶杆向上运动，顶着砂箱的四个角上升，与模板分离，见图 3模时，模板不动，砂箱向上运动。例如震压造型机 2410都 应用这种顶杆法。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 17 页 图 3杆起模法 1 砂箱 2 模板 3 顶杆 4 造型工作台 为了保证砂箱平稳顶起， 必须使四根顶杆上下运动完全同步，所以顶杆都装在一个顶杆架上，随着顶杆气缸一起上下。 (2)托箱法 托箱法起模与顶杆法起模相似。不同的是在起模时，砂箱被托住不动，而模型下降 , 从砂箱下面抽出，这就是回程起模法。现在很多半自动造型机用这种起模方法，如图 3 空砂箱由边辊道送入，压实时砂箱上行顶住压头，压实完毕，砂型下落回程途中，砂箱被 边辊道托住，模型继续下落而起模。 图 3箱起模法 1 压头 2 砂型 3 模板 4 压实机构 顶箱法起模 时，砂型下面没有东西托住，复杂的模型容易损坏。为广避免这一缺点， 对于较复杂的模型，可以采用一种漏板，在托箱起模吋，沿若模型四周把砂型支撑住，避免掉砂，见图 3这种方法，叫做漏模法。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 18 页 图 3模法 1 砂箱 2 模型 3 漏板 4 工作台 在一般的压实实砂法中，由于砂型的紧实度不很大，顶箱法起模往往不能用于很复杂 的模型。而高压造型的砂型强度高，故即使是相当大而复杂的砂型，也可以用顶箱法。 2，翻转起模 翻转起模前，把砂箱连同模板一 起翻转 180，用接箱台把砂箱接住，然后，接箱台连砂箱一起下降实现起模。在实际结抅上，有转台法和翻台法等，其原理见图 3 翻转起模法起模时，型而向上，对于复杂的模型，特别是有较大的悬吊砂胎的砂型，可以避免断裂及掉砂。但是翻转砂箱耗费机动时间，相应地生产率较低，而且要求机器的结构也较复杂，所以只有在工艺上必要时才采用。例如制造砂芯或在 是因为砂芯和下箱在造完后都需要翻转 180。同吋中大型砂箱在工艺设计吋，为了避免吊砂在合箱时脱落，一般均将吊砂放在下箱，这时 用翻转法起模能保证质量、缩短工时。 图 3转起模 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 19 页 1 砂型 2 转台（或翻台） 3 模板 4 工作台 应该指出，对于高压造型，翻转法这一 优点并不显著，因为高压造型所得的砂型强度大，在起模过程中不易发生掉砂。所以在半自动高压造型机上，尽管砂型的尺寸较大，一般都用托箱法起模，而不用翻转法。 图 3转起模的接箱台较平机构 1 砂箱底板 2 转台或翻台 3 模型 4 砂箱 5 较平机构托条 6 锁紧机构 7 弹簧 8 接箱台 对于翻转法起模的震压造型机，接箱台 上还需要一个校平机构，平平地把砂箱托住使砂型不致由于在接箱台上的歪斜而在起模过程中引起破损。 校平机抅的原理见图 3箱台上有二个或四个托条，每个托条由二根弹簧顶住，接箱台接住砂箱时，托条即随着砂箱顶面的不平形状托住砂箱（图 a），这时锁紧机构把托条的位置固定。接箱台下降时，就能平稳地把模型起出（图 b）。 综上面所述：本机为翻台震压造型机，故起模方式为翻转起模，采用原来的 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 20 页 图 3模机构 1 套筒 2 活塞 3 导杆 4 接型梁 5 辊柱 6 辊柱架 7 平衡器 8 活塞 9 接型台 10 闭锁垫圈 11 节流杆 12 连接管 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 21 页 翻转机构是翻台震压造型机的不同于其他造型机的特殊机构，当震压过程结束，进入翻转过程时，压缩空气通入大油箱，将油压入翻转油缸，推动活塞，通过连杆曲柄机构将活塞的直线运动变为迴转轴的迴转运动，带动迴转杆旋转 90，连杆又把支撑在迴转杆上的迴转板转 90，这样砂箱就翻转 180，实现翻台的翻转。 当翻转起模过程解释后，切断大油箱气路，大油箱内的压缩空气经排气阀到翻转油缸的曲柄壳内，再从这里通过一小孔排到大 气中去。由于孔径很小不能很快排出，就将油缸渗透来的油压入到排油器，待到大油箱压力消除后排油器中的油经过单流阀流回大油箱。同时帮助四根弹簧作用于翻转台活塞背面，翻台开始返回，随后凭翻台等自重翻回到震压台上恢复原位。 图 3模机构 1 活塞销 2 活塞 3 连杆 4 气压油缸 5 曲柄 6 缓冲弹簧 7 主连杆 8 小连杆 9 翻台 10 滑板 如上图示： 翻转机构主要是一个曲柄连杆机构加上活塞构成的，活塞起到推动的作用。曲柄连杆机构一头 连接活塞，一头连接迴转杆，迴转杆连接着转臂，转臂连接翻转台，带动转台和砂箱一起翻转，实现翻转起模。 曲柄为焊接件，连杆选择 45钢，通过调制提高其抗疲劳强度。活塞为铸铁，活塞缸为铸钢，活塞缸的尺寸在后面按要求选择。 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 22 页 简介如下： 图 3压机构 1 枕木 2 底板 3 端盖 4 汽缸盖 5 震实台 6 震实活塞 7 震铁 8 压实活塞 9 压实缸 震压机构 第 4 页 英文资料翻译 of on . n s it is of to of a In of of a of is to In of of or of it 986 as a to 1,2. RP of of in a In of RP to of in P to to as a of 3 P an on T of of to of of a of a in of be 6, 7. of a of of as in in is a a In In of of of to of of of 8, 9. of to to be in a of of is of 第 5 页 of a in 10 of in of I of on of In or is by 11 an of to to of 50 s) 12. a in in in et 13 of on Cu of is to a to of to a is to to is in it is to In to to of in of on of 14. on a a to of a an a 2. in P a a 0 0% of of 8. In is a by is so On a at be at a in to of to of , of A a of of of to a In of to of of in 第 6 页 ly of 3 of to in is to in of of As a of of In an a in by 14. A to In to of on of by by it of of in in a of in on of a to in a to of a 4. n of in by An is by It a mm at mm or in in As of is in In of is 0 Hz at .3 is by a 50 to of be 50 00 . 第 7 页 5. to 1-3 o of 5. is of on As , by a of in in to is of in on is to of to to of as as . of 第 8 页 . of . of 6. of of of 5 Hz as as of a of in of by of in of in to of of of to at a in a 第 9 页 of , of . to it , a in by of of by of in (a) (b) (c) 7of by a b c 15 5. of of P as of TV to of on to of on of a of an a to a to of a a of an a of by in in of to of to of to of of be As of be 第 10 页 石膏模铸造工艺铸造原型的基础上快速制模 1. 简介 在当今竞争激烈的市场上，无论是减少铅的时间和产品开发成 本，为制造业的极端重要性。加快产品的开发，一般包括设计过程和模具开发一直是制造商极大的挑战。在设计阶段，为设计验证和测试的各种产品的功能原型的物理模型既快速，经济的生产是节省时间和成本的关键。在模具阶段，工装方法的选择，使模具的生产或死亡的最佳所需的时间到市场和产品的数量适当，完成了产品的快速发展。 自 1986年首次成为一个新的时间还原法，快速原型（ 帮助，以解决面临的挑战成功 1,2。不同于传统的制造工艺， 论其几何复杂性的产品，在一个层按加层的时尚。在发展初期，快速成 型技术，主要应用于产品的可视化和设计验证。然而，最近在材料和设备的最显着的进步使 产的精确度和强大到足以任期为各种应用工具作为主模式 3理模型。 这些都对 影响。反转录过程，许多种已经用于包括压铸产品原型设计的各种应用。压铸成型，需要昂贵的常规钢刀具和相当长的时间，使钢的工具。即使死脚轮理解为压铸，成型的时间和成本制造和修理工具钢压铸成型阻止他们的需要。经过了快速原型过程和优化设计，可以纳入在原型阶段的一部分的发展变化，认识到模具脚轮压铸成型，可竞争 6， 7。 快速原型和石膏铸件的结合提供了原型制作压铸的有效手段。可生产石膏铸件，如铝，锌，镁铸件的金属铸件，具有尺寸精度和表面质量好。不同于标准压铸熔化的金属铸造石膏，但是，倒入石膏模，除了没有额外的压力和重力模具冷却比一压铸模具慢。这样，石膏铸件有更大的和较粗的比标准压铸件晶粒结构。此外，重力铸造石膏倒会导致不完整的模具腔薄壁填充。由于贫穷石膏铸件机械性能，主要从大的晶粒结构茎，薄薄的墙壁，不完全填充，石膏铸件不适合压铸成型 8， 9不够。 凝固型的金属和合金的振动应用已经发现在许多方面是有益的。振动的最显着的 效应是抑制柱状和树突状增长和罚款等轴晶的形成，因此，在密度和机械性能显着改善。弗里德曼和华莱士 10报道的各种人工智能合金凝固振动的影响，并提出了晶粒细化对振中的应用机制。在这种机制下，临界核尺寸稳定或降低压力波引起的振动。加利克和 1振动控制下进行的与有色纯金属和合金凝固实验，并取得细化晶粒结构有一定影响。格 50次 / s）的 12的影响。结果表明，在振动能量影响摄食效率，密度和机械性能，在凝固时间，晶粒尺寸减少，大 大改善减少。伊万尼奇等。 13估计 动参数和模具的影响形状对在 本研究的目的是要提出一个新的石膏模铸造工艺提高钢的压铸成型，并制定压铸机实施过程中提出的膏药。快速原型制造过程分层实体制造（ 用来做准备的模式硅胶模具。即使是一般硅胶成型生产模式在这个过程中蜡，使用，它是适用于生产石膏模具反 第 11 页 复。此外，结合加压过程和振动熔化的金属模具，同时填补了完全以促进熔融金属的原子核的创作，分别为。初步的实验研究对铸件质量的加压振动的影响 14。从实验获得的数据的基础上，采用石膏压铸机和振动加压已经开发了具有结构相似的压铸机。本机采用一种加压和电磁执行器的振动油缸。 2. 在传统的模拟问题压铸 模拟压铸件采用 之间有压铸和铸造工艺石膏一些分歧。一般来说，石膏铸件有 70至 80之间压铸件力学性能较差。表 1显示了石膏铸件机械性能之间的比较压铸件 8。 在压铸，熔融金属是被迫进入一个高压力和速度钢模具，并在压力下凝固期间举行，使熔化的金属填充模具，全面而迅速。相反，石膏生产低压铸造和铸件充填时间较长。因此， 在浇注，石膏模具应保持在相对较高的温度，以减少热损失和保持对熔融金属的流动性。由于其非常低的在 油墨，防止石膏模铸件向外传热导热。这会减慢的铸件冷却速度。一个典型的冷却速度缓慢金属凝固过程中产生大的晶粒结构。显然，有更大的粮食石膏铸件结构比压铸件的。 冷却率也影响了铸件表面粗糙度。由于快速的冷却速度，压铸件，比石膏铸件有更好的表面粗糙度。在压铸件之间的孔隙度比较和石膏铸件，压铸件通常较少附近的表面由于更快的部分冷却凝固过 程中孔隙率。由于大多数压铸件具有优良的章节和细节，用石膏模具 铸造原型可以导致铸件 不完全充满原型。 以往的工作表明，振动凝固的金属模具的应用，有利于在许多方面的力
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