一、问答题1. 影响砂型、型芯烘干时间的因素有哪些?
在烘干温度和操作条件一定时,砂型体积和截面面积越大,加入的粘结剂越多,水分含量越大,型砂的粒度越细,烘干时间就越长。一般来说,大型砂型及型芯应采用低温缓慢烘干,芯砂中水分含量大的达到最高温度的时间比水分含量小的要长,砂粒粗的所需的烘干时间比砂粒细的要短,烘炉中空气的相对湿度高的型芯强度将会降低。
2. 对砂型、型芯的干燥深度有什么要求?
一般对干燥深度的要求包括砂型大于40~60mm,型芯大于60~90mm,小型芯应全部干透,干燥层中残留水分大于0.20%~0.25%。烘干后的砂型(芯)放置在潮湿的空气中,易于返潮,因此应尽可能在短时间内合型、浇注,放置时间一般不应超过2h。
3. 合型前要检查哪些事项?
合型前的检查事项如下:
1)检查型腔、芯座、型芯芯头的几何形状和尺寸是否符合工艺要求,损坏的地方应进行修补,修补后还需进行检查并烘干。
2)检查型腔内和型芯表面的浮砂和脏物是否清除干净。
3)检查各出气孔是否畅通。
4)检查浇注系统各部分是否畅通、干净。
4. 合型的基本操作方法是什么?
合型的基本操作方法如下:
1)对于干砂型,为防止跑火,可沿分型面一周压上泥条或石棉绳,但不得堵死出气孔。
2)用吊车合型时,上型要吊平,并垂直下落,按原有的定位方式准确合型。
3)检查直浇道与下型的横浇道是否对准。
4)检查分型面的密封情况,防止跑火。
5)放好浇口盆并盖好,以防杂物落入。所有的通气孔要做好标记,以便浇注时点火引气。
5. 合型紧固时有哪些注意事项?
金属液浇入型腔后,会产生较大的抬型力,因此,砂型合型后必须进行紧固才能浇注。紧固的方法应根据砂型的大小、砂箱结构和造型方法来确定。
(1)小型砂箱的紧固 由于小型铸件浇注时的抬型力不大,因此可用压铁紧固。用压铁紧固时应注意以下几点:
1)压铁重量应大于抬型力。
2)安放压铁时要小心轻放,且要压放在箱带或箱边上,位置要对称均衡。
3)安放压铁时不能堵住出气孔,也不能妨碍浇注操作。
(2)中型砂箱的紧固 中型砂型的抬型力较大,因此需用卡子或螺栓紧固。紧固时应注意以下几点:
1)紧固前要在箱角处垫上铁块,以免紧固时将砂型压崩。
2)紧固螺栓时最好在对称方向同时进行,以免上型倾斜,紧固时要用力均匀。
(3)大型砂箱的紧固 大型砂箱的抬型力大,因此常用大型螺杆与压梁配合紧固。大型铸件的浇注高度较高,为了安全可在地坑中浇注。
6. 机器造型制芯有什么特点?
机器造型制芯和手工造型制芯相比,有以下几方面的特点:
1)提高了铸件质量。机器造型所得的砂型强度和硬度都高,紧实度均匀,减小了浇注时型壁的移动,故提高了铸件的尺寸精度,并降低了铸件的表面粗糙度值,减少了机械加工的工作量。
2)提高了生产率。由于紧实型砂和起模的操作都由机器在较短的时间内完成,且砂型不用修整和开挖浇口,因此极大地提高了生产率。
3)减轻了劳动强度,改善了劳动条件。
4)技术等级较低的生产工人能较快地掌握生产技能。
5)机器造型除需造型机动力设备等外,还需配备专用砂箱和工具,且模板制造周期长,费用也较大,因此,机器造型只适用于大批量生产的铸件。
7. 什么是砂型紧实度?如何测量?对砂型紧实度有什么要求?
砂型紧实后的压缩程度称为紧实度,可用密度(g/cm3)或砂型硬度表示。
生产中,通常采用测量砂型表面硬度的方法,从而确定砂型的紧实度。使用硬度计测量砂型的紧实度非常方便,又不会破坏型腔表面,但不能测量砂型内部的紧实度。
对紧实后砂型的最低要求是能经受住翻转过程中的振动而不塌落,浇注时能抵抗住金属液的压力,减小型壁移动,保证铸件的尺寸精度,以及获得低的表面粗糙度值。但是,紧实度过高的砂型透气性差,容易引起气孔、夹砂等缺陷。因此,砂型的紧实度应控制在一定的范围内。
8. 压实法紧实砂型的方法有哪些?
通过油压、机械或气压作用到压板、柔性膜或组合压头上,压缩砂箱内的型砂,将型砂紧实的过程称为压实法。
(1)平板压实 平板压实方法用于砂箱高度不超过150mm,而且深凹比较小、模样顶上的砂柱较高的情况。
(2)高压压实 高压压实可提高压实比,使砂型的紧实度提高,还可以使砂型内紧实充分,分布更均匀,砂型深凹部位和侧壁的紧实度也得到提高。
(3)使紧实度均匀化的方法 高压造型虽然在一定程度上能使紧实度均匀化,然而对于较复杂的模样还是不能获得紧实度均匀的砂型。因此常采用以下方法使砂型紧实度均匀化:
1)微振。在压实的同时进行微振。
2)减小压缩比的差别。用成形压板、多触头压头、压膜、模样退缩装置等。
3)模板加压与对压法。把压板加压与模板加压结合起来,得到两面紧实度都较高的砂型。
4)提高压前的型砂紧实度。采用压前预压型砂,控制型砂水分,可提高压前的型砂紧实度。
5)多次加压和顺序加压。对于特别高的模样,可以采用多次加压、多次填砂的方法,使深凹部位的型砂得到补充紧实,使紧实均匀化。
9. 震实法紧实砂型有什么特点?
在低频率和高振幅的运动中,下落冲程撞击使型砂因惯性获得紧实的过程称为震实。震实法的紧实度分布以靠近模板的一面最高,所以适于制作模样较高的砂型。震实造型需要多次撞击,故生产率低,噪声大。
10. 射砂紧实砂型有什么特点?
利用压缩空气将型砂以很高的速度射入砂箱、芯盒而得到紧实砂型的方法称为射砂紧实法。
射砂所得的紧实度一般较均匀,而且射砂过程很快。射砂既是填砂又是紧实过程,是一种高效率的生产方法,普遍应用于制芯。射砂紧实法的主要缺点是紧实度不够高。
11. 顶箱起模都有哪几种方法?
顶箱起模的特点是在不翻转砂箱的情况下,将模样从砂型中起出。顶箱起模可分为顶杆法和托箱法。
1)顶杆法。顶杆法是指造型完毕后,造型机的四根顶杆向上运动,顶着砂箱的四个角垂直上升,与模板分离的起模方法。
2)托箱法。托箱法是起模时砂箱被托住不动,而模样下降的起模方法。
12. 翻转起模方法是什么?
起模前,把砂箱连同模板一起翻转180°,用接箱台把砂箱接住,然后接箱台连同砂箱一起下降实现起模,这种方法称为翻转起模。按其结构不同,分为转台法和翻台法两种。
13. 浇注系统由哪几部分组成?
为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道称为浇注系统。浇注系统一般由外浇口(浇口杯、浇口盆)、直浇道、横浇道和内浇道四个部分组成。
14. 什么是浇口杯?浇口杯的作用是什么?
浇口杯通常单独制成或直接在铸型内形成,成为直浇道顶部的扩大部分。其作用包括接纳来自浇包的金属液,避免金属液飞溅;当浇口杯储存有足够的金属液时,可减少或消除在直浇道顶面产生的水平旋涡,防止熔渣和气体卷入型腔;缓和金属液对铸型的冲击;增加静压头高度,提高金属液的充型能力。
15. 漏斗式浇口杯有什么特点?
漏斗式浇口杯的结构简单,制作方便,容积小,消耗的金属液量少,能降低浇注时的流速,但挡渣能力差,主要用于浇注小型铸件及铸钢件,在机器造型中被广泛采用。
16. 池形浇口杯有什么特点?
池形浇口杯又称浇口盆,其容积大,能储存一定量的金属液,可防止气体和熔渣卷入型腔,但消耗金属液较多,适宜浇注中型和大型铸件。另外,由于其侧壁倾斜,底部突起,因此可以减小液流下落时的冲击及有利于熔渣、杂质上浮,故有一定的挡渣作用。
17. 直浇道有几种形状?各有什么特点?
直浇道是浇注系统中的垂直通道,通常带有一定的锥度。直浇道的形状有以下几种:
(1)圆锥形 斜度为1:50,上大下小的圆锥形直浇道。其特点包括造型时起模方便,浇注时充型速度快,金属液在直浇道中呈正压状态流动,可防止气体和杂质卷入型腔。
(2)倒锥形 在高效率的自动造型生产线上,直浇道模样大多固定在模板上,因此直浇道必须制成上小下大的倒锥形,才能从铸型中拔出。
(3)圆柱形 对于浇注铸钢,特别是浇注中、大型铸钢件,由多用耐火材料管形成浇注系统,直浇道为没有斜度的圆管。
(4)蛇形 蛇形直浇道用于非铁合金铸件,其阻力大,可降低金属液的流速,平稳充型,减少卷入气体,避免氧化和吸气。
18. 为什么要设置直浇道窝?
金属液由直浇道流入横浇道时,流动方向急剧改变,出现极度紊流和搅动,容易引起冲砂和卷入气体。为了减轻这一冲击作用,在直浇道底部设带凹坑的窝座。位于下型的凹坑在金属液进入横浇道之前已被充满,它不但能缓和下落金属液对铸型的冲击,还可减少液流的紊乱程度,下落金属液流的层流程度会增加,较平稳地把金属液导入横浇道中。
19. 什么是横浇道?横浇道的截面形状有哪些?
横浇道是指浇注系统中的水平通道部分。常用横浇道的截面形状有以下几种:
1)梯形和圆顶梯形截面的横浇道主要用于浇注灰铸铁和有色金属铸件,其特点是开设容易,挡渣效果好。
2)圆形截面的横浇道通常用耐火砖管形成,多用于浇注铸钢件,其特点是散热量少,但挡渣效果较差。
20. 横浇道中金属液流是如何分配的?
横浇道充满之后,进入内浇道不同位置的金属液的量取决于内浇道附近横浇道中金属液的压力大小及内浇道的位置等因素。为了均衡各个内浇道的流量,不同位置的内浇道应有不同的截面积,或每经过一个内浇道,横浇道的截面积应相应减少一定的值。这样既有利于提高铸件的质量,又可提高出品率。
21. 稳流式横浇道有什么特点?
稳流式横浇道又称缓流式横浇道,在分型面上下曲折设置多级横浇道,以改变液流方向,增大局部阻力,降低流动速度,从而产生紊流,利于杂质的上浮。这种浇道结构简单,有一定的除渣效果,适用于成批或大量生产比较重要而复杂的中、小型铸件。
22. 集渣包式横浇道有什么特点?
集渣包式横浇道的横浇道中局部加高的结构称为集渣包。集渣包有两种形式,即锯齿形集渣包和离心式集渣包。
当金属液经过锯齿形集渣包时,因截面突然扩大,流速降低而在此处产生旋涡,使杂质易于上浮并留存在该处,具有较好的挡渣效果。
金属液从切线方向进入截面大得多的集渣包后,产生旋涡,在离心力的作用下,杂质向中心集中并浮于液面。离心式集渣包一般设置在横浇道末端,直接同内浇道相连,出口截面比入口截面小,出口方向必须与液流旋转方向相反。离心式集渣包的挡渣效果较好。
23. 阻流式横浇道有什么特点?
阻流式横浇道又称节流式横浇道,靠近直浇道的横浇道段上,有一段截面狭薄的部分称为阻流片。浇注时,金属液经阻流片进入横浇道,由于截面突然扩大和流动方向的改变,使流速急剧下降,有利于杂质上浮。这种横浇道的挡渣能力强,但浇道较长,制造复杂,主要用于大量生产且挡渣要求较高的铸件。
24. 带滤渣网的横浇道有什么特点?
带滤渣网的横浇道的特点包括金属液通过滤网时由于孔眼的阻力、截面阻力及截面的扩大,液流速度骤降,并在网孔出口处出现涡流运动区,有利于杂质粘附在滤网下面。滤网一般承受不了金属液流长时间的冲刷及高液柱的压力,故主要用于小型铸件。
25. 内浇道的截面形状有哪些?
在浇注系统中,引导液态金属进入型腔的部分称为内浇道。不同位置的内浇道设置不同的截面积,可以均衡横浇道充满后各个内浇道的流量。常用内浇道的截面形状如下:
1)圆形内浇道散热慢,且具有一定的补缩作用,常用于厚壁铸件。
2)半圆形和方梯形内浇道散热慢,且具有一定的补缩作用。
3)新月形和三角形内浇道虽然易于从铸件上去除,但冷却快,一般用于小型铸件。
4)扁平梯形内浇道与高梯形内浇道相似,主要用于一些薄壁较高的铸铁件。扁平梯形内浇道形成吸动区域小,有助于横浇道发挥挡渣作用,并且模样制造方便,易于从铸件上去除,故应用最广。