材料成型装备及自动化

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1、1材料成型装备及自动化第二章1.冲天炉的结构、部分作用、工作原理。 （P14 图 2-1）结构：炉底、炉体、炉顶，三部分组成。作用：炉底：支撑作用炉体：冲天炉主要工作区域炉顶：排出炉气工作原理：空气经鼓风机升压后，送入风箱，然后，由各风口进入炉内，与底焦层中的焦炭，发生燃烧反应，生成大量的热量和 CO、CO2 等气体。高温炉气向上流动，使底焦面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的液滴在下落过程中，被进一步加热，温度上升。高温液体汇集后，由出铁口放出，而炉渣则由出渣口排出。22.感应电炉的工作原理。当线圈中通一定频率的交流电时，在坩埚中产生磁场，使得处于该磁场内的金属材料中，形成感应电流。由于，金属

2、材料有电阻，因此金属材料便发热而熔化。3.气压式自动浇注机的工作原理。在密封浇包的金属液面上，施加压力，金属液在压力的作用下沿浇注槽上升，金属液到达浇注口后，便自然下落，浇入到铸型。浇注完毕，金属液面上的气体泄压，金属液回落。为保证浇注平稳，浇筑前，金属液面上应施加一个预压力，使金属液到达浇注槽的预定位置，而且每浇注一次，浇包内的金属液面下降，该预压力应随着液面的下降而自动补偿。4.旧砂再生方法：干法再生、湿法再生、热法再生35.震击/震压造型机的震击紧实原理。工作台砂箱连同型砂被举升到一定高度，然后下降与机体发生碰撞。撞击时，型砂的下落速度变成很大的冲击力，作用在下面的型砂上，使型砂层层得到

3、紧实。震击若干次后，可得到所需的型砂紧实度。6.紧实率：粘土砂的紧实率是指湿态的型砂混合料在一定紧实力的作用下其体积变化的百分率，用试样紧实前后高度变化的百分数来表示。7.压实造型：用直接加压的方法，紧实型砂。8.射砂紧实：利用压缩空气，将型（芯）砂以很高的速度射入，型腔或芯盒内，而得到紧实。9.垂直分型无箱射压造型机的工作原理。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，并向上翻起，让出型块通道；接着，由正压板，将造好的型块从造型室退出，且一直前推，使其与前一块型块推合，并且还讲整个型块列

4、，向前推过一个型块的厚度；此后，正压板退回，反压板放下，并封闭造型室，机器进入下一造型循环。10.水平分型脱箱射压造型机的种类、工作原理。种类：侧射方式、顶射加底射方式、顶射方式工作原理：11.制芯设备的种类：热芯盒射芯机、冷芯盒射芯机、壳芯机12.热芯盒射芯机的结构和流程。结构：加砂装置、射砂机构、工作台及夹紧机构、立柱机座、加热板及控制系统流程：加砂，芯盒夹紧，射砂，加热硬化，去芯13.铸型清理：包括 表面清理和除去多余的金属 表面清理：除去铸件表面的砂子和氧化皮 （常用方法：抛丸清理和喷丸清理）除去多余的金属：主要包括，去除浇冒口、飞边毛刺等14.压铸机分类：热室压铸机和冷室压铸机15.

5、热室压铸机的工作原理。当压射冲头上升时，液态金属通过进口，进入压射室，合模后，在压射冲头下压时，液体金属沿着通道，经喷嘴充填压铸型腔。凝固后，开型取件，形成一个压铸循环。16.冷室压铸机的种类、工作原理。种类：立式压铸机、卧式压铸机（区分：立式：压射室和压射机构，垂直；卧式：水平）4工作原理：17.热室压铸机和冷室压铸机的区别。热室：压射室与坩埚连成一体，压射室浸入液体金属中，寿命低。冷室：压射室与坩埚分开，压铸时，从保温坩埚中，舀取液体金属，倒入压铸机上的压铸室后，进行压射。18.开合模机构：压射金属液时，将安装在模底板上的压铸模合型锁紧，金属液冷却凝固后，打开模具，取出铸件的装置部分。19

6、.低压造型机的种类、工作原理。种类：顶置式低压造型机、侧置式低压造型机工作原理：20.消失模铸造的 3个部分：1.泡沫塑料模样的成形加工及组装部分，通常称为白区。2.造型、浇注、清理及型砂处理部分，又称黑区。3.涂料的制备及模样上涂料、烘干部分，也称黄区。21.半固态铸造成形定义（即工作原理）：在液态金属凝固的过程中，进行强烈的搅动，使普通铸造凝固易于形成的树脂晶网络骨架被打碎，而形成分散的颗粒状组织形态，从而得到半固态金属液，然后将其铸成坯料或压成铸件。第三章51.下传动：载荷在滑块下方（上传动：上方）2.双肘杆传动方式：双肘杆下传动工作原理：曲轴互相平行，两轴芯均装有同样直径的齿轮，两对齿

7、彼此啮合，固这两根轴总是速度相同，方向相反的旋转。曲轴旋转，通过连杆将力传至第一副肘杆机构中的铰链中，这副肘杆机构周期性的伸直并回复到原位。当肘杆机构伸直时，通过连杆把力传给板，板通过轴承和轴连接于床身并围绕轴摆动，这种摆动使第二副肘杆机构伸直。连杆将力传至装在滑块上的轴，滑块在推力作用下，向上垂直运动或向下垂直运动，完成开模、合模和精密冲裁。3.多工位压力机的工位数 = 滑块数（机身结构：闭式、组合框架式）4.多工位压力机的技术参数6技术参数要求：1.滑块行程 滑块行程 S 和零件高度 H（最大高度）的关系 S = 2.85H 或 S = 3H。2.工称压力 每个工位的最大冲压力，一般不允许

8、超过，工称压力的 1/3（避免便载造成，滑块倾斜） 。为均衡各工位的冲压力，必要时，可安排空工位。3.工位距 对圆形件，一般取工位件 A 1.2D（冲压坯料的最大直径） ；对矩形件，取 A 1.5D。4.工位数 根据压力机的工位数，来确定冲压件的工序，即在不影响压力机生产效率的情况下，可适当增加工序，以使模具，结构简单。 （一个工位 一个工序）5.多工位送料系统的种类。1.单坐标传送机构 该机构与凸轮驱动的顶料机构连用，只有夹板的传送运动，没有夹板的张合运动，而是利用冲头和下顶料杆，夹持住工件的时机，进行卡爪的夹紧。2.二坐标传送机构 二坐标运动为夹板的夹紧、送进、松开、返回的平面运动。3.三

9、坐标传送机构 夹紧、提升、送进、下降、松开、返回。6.数控转塔冲床，提高生产率的方法：特点：1.较好的灵活性和较高的生产率2.较短的调试时间3.自动化程度高4.精度快5.可以加工大尺寸的板材和大直径的孔7.伺服压力机：工作原理：将私服电动机的旋转运动，通过中间机构转换为，滑块的直线运动，通过位移传感器，检测滑块的运动，来实现闭环控制。7传动形式：传动形式一 私服电动机的旋转运动通过传送带传到球形螺杆，球形螺杆的往复运动，则带动滑块上下移动。由于工作压力，由球形螺杆和伺服电动机共同产生，压力机的吨位受球形螺杆的强度和私服电动机功率的限制。传动形式二 混合传动机构 球形螺杆往复运动变成连杆机构的摆

10、动，随着连杆的摆动，滑块也跟着上下运动，这种传动方式，可以制造出较大吨位的压力机，它的运动柔性与传动形式一类似：另一方面，因为采用了连杆机构，它的负载特性，随滑块位置而变化，与机械压力机类似。传动形式三 采用单个伺服电动机，也是混合传动机构，伺服电动机通过传动带将运动传给偏芯轴，伺服电动机不用反转滑块，就能上下运动，这种结构适用于，小吨位高速连续运转的机器，但容易造成偏载。8.伺服折弯机，保证同步精度的方式。1.扭轴同步系统 该同步系统，由一个两端固定在，左右机架内侧的较粗刚性转轴和一个与上滑块相连接的小滑块组成，其结构十分简单。对于小吨位折弯机较实用，其同步精度的保持性较好，具有一定的抗偏载

11、能力。2.机液伺服滑阀同步系统 该同步系统由机械反馈系统和液压同步分配阀组成，其功能是，根据反馈机构的输入量，控制进入两并联液压缸的流量和压力，从而使滑块在运动过程中，始终处于平衡状态，其同步精度高，抗偏载能力强。3.电液伺服同步系统 由比例电磁铁取代普通液压阀，最大的优点是，同步性能好，抗偏载能力强，定位精度高，而且大大简化了，机床的机械结构。第四章1.电弧静特性的定义、形状、工作阶段。定义：一定强度的电弧，在稳定状态下，电弧电压与电弧电流之间的关系。形状：U 形工作阶段：82.焊条电弧焊、埋弧焊等的工作阶段：3.送丝方式及各自的特性。4.电源外特性和电弧静特性的平衡点5.系统自动恢复的原理

12、96.细丝的直流埋弧焊，不能焊厚板；变速送丝，焊厚板。7.不熔化极弧焊时，包括乌极氩弧焊和等离子弧焊等，它们的工作静特性工作在平的或略上升段，采用恒流外特性的电源（陡降）相配合。弧焊电源的空载电压，在确保引弧容易和电弧稳定的前提下，尽可能采用较低的数值，以利于保障人身安全，降低设备成本及能耗。8.埋弧焊，在等速送丝的情况下，适用于，细丝厚板；变速送丝情况下，适用于，粗丝薄板。9.焊接设备的送丝方式：1.推丝式（直径 1.0mm 的钢焊丝或直径 2.0mm 的铝焊丝，送丝软管一般长25m）2.拉丝式（直径 1.0mm 的钢焊丝，等速送丝）3.推拉丝式（最长可达 25m）10.等离子弧是将自由乌极

13、氩弧，经压缩强化后，而获得，电离度更高的电弧等离子体。11.根据电源的连接方式，等离子弧种类：非转移型电弧、转移型电弧、联合型电弧种类 工作原理 适用范围非转移型电弧 正极接在焊枪的喷嘴上，电弧在乌极和喷嘴之间燃烧。依靠高速喷出的等离子气，将弧焰带出，喷烧在被焊工件上。用于焊接或切割较薄的金属或非金属。转移型电弧 正极接在工件上，电弧直接在乌极和工件之间燃烧。焊接时，首先引燃乌极与喷嘴间的非转移弧，使其电弧焰用于焊接较厚的金属工件。10流从喷嘴喷出，并接触工件，然后进行电路转换，将电源的正极从喷嘴转移到工件，转移弧便瞬间产生，同时非转移弧瞬间熄灭。联合型电弧 喷嘴和工件同时接电源正极 适合薄板

14、和超薄板的焊接。13.等离子弧焊电源一般采用陡降外特性直流电源，配平特性电弧静特性，空载电压比无忌氩弧焊电源的高。用纯氩气作离子气时，电源空载电压需 6580V；用氩气和氢气混合气体作离子气时，电源空载电压需 110120V。采用转移型电弧焊接时，可用一套或两套电源；采用联合型电弧焊接时，需要两套独立的电源。非转移型电源的空载电压，应为 110150V；转移弧电源的空载电压，应为 80V 左右。大电流等离子弧焊都采用转移型弧。14.喷嘴的作用：对等离子弧有压缩作用。15.喷嘴的结构参数：喷嘴孔径 d（决定了等离子弧的直径及能量密度；d 越小，能量越高） 、孔道比 l0/d、压缩角 a等离子弧焊

15、接喷嘴的结构 16.电极端部形状及安装要求。端部形状：乌极端部一般磨成尖锥形，电流较大时，可磨成球形，以减小磨损安装要求：1.应与喷嘴保持同轴心，否则会使等离子弧偏斜，甚至产生双弧现象2.等离子弧焊时，内缩长度取 lg=l00.2mm 合适，过长也会产生双弧现象17.为了防止烧坏喷嘴，并增加对电弧的压缩作用，必须对电极和喷嘴进行有效11的水冷却。18.激光焊原理： 利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。19.常用的固体激光焊机种类：红宝石激光器、 玻璃激光器、掺 铝石榴石激光器（ 产生激光原理： 掺 铝石榴石棒和一个或几个泵灯，一起安装在聚光器内，聚光器的作用是把泵灯发射出来的光聚集到掺 铝石榴石棒上，激光工作物质实现粒子数反转，发射激光）20.CO2激光器产生激光的原理。CO2 激光器一般采用电激励方式，激励电源可以用射频电源、直流电源、交流电源和脉冲电源等，其中交流电源用的最为广泛。根据气体流动方向、放电方向和光轴方向的相互位置不同，高功率 CO2 激光器在结构上可分为，横向流动 CO2 激光器和纵向流动 CO2激光器两大类。横向流动 CO2 激光器采用三轴正交结构，即 气流方向、放电方向与光轴方向，三者相互垂直；纵向流动 CO2 激光器采用三轴同轴结构，即 三个方向一致。