机器造型技术及工作原理

机器造型实质上是用机械方法取代手工进行造型过程中的填砂、紧砂和起模。填砂过程常在造型机上用加砂斗完成，要求型砂松散，填砂均匀。紧砂就是使砂型紧实，达到一定的强度和刚度。型砂被紧实的程度通常用单位体积内型砂的质量表示，称为紧实度。

一般紧实的型砂，紧实度在1.55～1.7g/cm3，高压紧实后的型砂在1.6～1.8 g/cm3，非常紧实的型砂达到1.8～1.9 g/cm3。机器造型可以降低劳动强度，提高生产效率，保证铸件质量，适用于成批大量生产铸件。

1.高压造型

高压造型是型砂借助于压头或模样所传递的压力紧实成型，按压力大小可分为低压(0.15～0.4MPa)、中压(0.4～0.7MPa)、高压(大于0.7MPa)三种。高压造型目前应用很普遍，图3－19为多触头高压造型工作原理图。高压造型具有生产率高，砂型紧实度高，强度大，所生产的铸件尺寸精度高、表面质量精度高和表面质量较好等优点，在大量和大批生产中应用较多。

2.射压造型

射压造型是利用压缩空气将型砂以很高的速度射入砂箱并加以挤压而得到紧实，工作原理如图3－20所示。射压造型的特点是砂型紧实度分度均匀，生产速度快，工作无振动噪声，一般应用在中、小件的成批生产中，尤其适用于无芯或少芯铸件。

图3－19　多触头高压造型工作原理

1－液压缸；2－触头；3－辅助框；4－模样；5－砂箱

图3－20　射砂造型工作原理

1－射砂头；2－辅助框；3－模样

3.振压造型

振压造型是利用振动和加压使型砂压实，工作原理如图3－21所示。该方法得到的砂型密度的波动范围小，紧实度高。振压造型最常应用的是微振压实造型方法，其振动频率为400Hz，振幅5～10mm。振压造型与纯压造型相比可获得较高的砂型紧实度，且砂型均匀性也较高，可用于精度要求高、形状较复杂铸件的成批生产。

4.抛砂造型

抛砂造型是用机械的方法将型砂以高速抛入砂箱。使砂层在高速砂团的冲击下得到紧实，抛砂速度在30～50m/s，工作原理如图3－22所示。抛砂造型特点是填砂和紧实同时进行，对工艺装备要求不高，适应性强，只要在抛头的工作范围内，不同砂箱尺寸的砂型都可以用抛砂机造型。抛砂造型可以用于小批量生产的中、大型铸件。但抛砂造型也存在砂型顶部需补充紧实，型砂质量要求较高及不适合用于小砂型的缺点。

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图3－21　振压造型工作原理

1－砂箱；2－模板；3－气缸；4－进气口；5－压板

图3－22　抛砂造型工作原理

1－送砂胶带；2－弧板；3－叶片；4－抛砂头转子

另外机器造型还有气流紧实造型，真空密封造型等多种方法。机器造型方法的选择应根据多方面的因素综合考虑，铸件要求精度高，表面粗糙度值低时选择砂型紧实度高的造型方法；铸件批量大、产量大时，应选用生产率高或专用的造型设备；铸件形状相似、尺寸和质量相差不大时应选用同一造型机和统一的砂箱。

5.机器起模

机器起模也是铸造机械化生产的一道工序。机器起模比手工起模平稳，能降低工人劳动强度。机器起模有顶箱起模、翻转起模、翻台起模及漏模起模等。

①顶箱起模。如图3－23所示，起模时利用液压或油气压，用四根顶杆顶住砂箱四角，使之垂直上升，固定在工作台上的模板不动，砂箱与模板逐渐分离，实现起模。

②翻转起模。如图3－24所示，起模时用翻台将型砂和模板一起翻转180°，然后用接箱台将砂型接住，固定在翻台上的模板不动，接着下降接箱台使砂箱下移，完成起模。

图3－23　顶箱起模

1－砂箱；2－模板；3－顶杆；4－造型机工

图3－24　抛砂造型工作原理

1－接箱台；2－翻台；3－模板；4－砂箱