材料成形装备及自动化 材料成形装备及自动化c2e1.ppt
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1、材料成形装备及自动化 Equipment and Automation of Materials Process,吕书林 华中科技大学材料学院,材料成形及控制工程专业核心课程 材料学院材料成形装备及自动化教案,2015-2016学年第二学期,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,2,目 录,第一章 绪 论(2学时) 第二章 金属液态成形装备及自动化(10学时) 第三章 金属塑性成形装备及自动化(8学时) 第四章 金属连接成形装备及自动化(10学时) 第五章 高分子材料成形设备及自动化(2学时) 第六章 快速成形装备及控制(8学时) 第七章 其它材料成形装备(3学时) 第八章 热
2、处理工业炉及其控制(2学时) 第九章 材料加工中的环境保护装备(3学时),EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,3,第二章 金属液态成形装备及自动化,2.1 概述 2.2 金属熔化及浇注装备 2.3 造型设备及自动化生产线 2.4 砂处理装备及自动检测系统 2.5 铸件清理自动化 2.6 压力铸造装备及自动化 2.7 消失模精密铸造装备及生产线 2.8 半固态成形装备,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,4,铸造产品实例-汽车铸件,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,5,铸造产品实例,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,6,
3、铸造产品实例-电子电器,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,7,2.1 概述,液态金属成形俗称铸造,它是机械工业的基础,铸造成形的零件俗称铸件。 先进的铸造装备是生产高质量铸件的保障。,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,8,砂型铸造车间流程图,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,9,砂型铸造车间流程示意图,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,10,铸造设备的分类(1/3),EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,11,铸造设备的分类(2/3),EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,12,铸造
4、设备的分类(3/3),EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,13,2.2 金属熔化及浇注装备,熔化是金属液态成形的首要环节,其任务是提供高质量的金属液体。根据合金材料可选择不同的金属熔化方法: 1)铸铁合金广泛采用冲天炉熔化 2)铸钢常用电弧炉或感应电炉熔炼 3)铝合金常用电阻炉或油气炉熔化等 金属的熔化装备一般应包括三大部分:熔化炉、辅助装备(如配料、加料装备等)、浇注装备。 本节的内容:铁合金熔化用冲天炉、感应电炉熔炼装备及其自动化、自动浇注装备及其应用。,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,14,一个完整的冲天炉由后炉、前炉和送风系统三部分组成。,1、冲
5、天炉结构,2.2.1 冲天炉熔化,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,15,加料(石灰石-金属炉料-层焦),换热,风口,废气排出,2、冲天炉熔化过程,出水,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(1500)。 高温液体汇集后由出铁口放出;炉渣则由出渣口排出,冲天炉常用于铸铁的熔化。,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,16,3、冲天炉结构分类,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大
6、学材料学院,17,(1) 热风冲天炉,结构特点: 换热结构是由放置在预热带的炉胆换热器和置于加料口上的管式换热器组合而成。它充分利用了炉气中的物理热和化学热,热风温度可达400以上,是熔炼可锻铸铁最理想的炉型。它的炉胆换热器结构特殊,热效率高,管式换热器是用优质锅炉管由特殊工艺弯制而成,无焊缝,寿命长。,炉顶部分,炉 体,炉底,热风进口,冷风进口,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,18,炉胆换热器结构,进风口,炉气,热风管,换热器,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,19,高效管式换热器,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,20,(2)
7、炉外热风冲天炉,特 点: 1)一个热风装置配两台冲天炉; 2)设置有金属热交换器,由燃烧塔4和交换器5组成。 3)燃烧塔设有火焰稳定装置和冷却装置。 4)热风温度稳定、波动小。,1-排风口,2-冲天炉,3-进风管,4-燃烧塔,5-热交换塔,6-电磁阀,7-冷却塔,8-除尘器,9-抽风机,10、13-冷却风机,11-主风机,12-燃烧用风机。,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,21,(3) 水冷壁无炉衬冲天炉,主要结构特点: 炉壁由耐热钢制造,无炉衬,设置喷水管;耗水量大; 无盖式炉顶; 水冷铜制风嘴,热风为外热式,空气预热500-600 C 主要使用特点: 用于大型流水作业
8、,5-50t/h; 连续工作15周,用于各种铸铁熔炼。,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,22,4、冲天炉系统及其辅助设备,加配料系统,除尘系统,熔化系统,电磁秤的结构原理 主要由电子秤、电磁吸盘及控制部分组成。 1-控制屏 2-小车卷扬机构 3-荷重传感器 4-电磁吸盘 5-万向挂钩 6-滑轮卷电缆装置 7-电子称 8-驾驶室 9-行车,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,23,(1) 称量配料装置,炉料主要包括金属料(生铁、回炉料、废钢等)、焦炭和石灰石等。 焦炭和石灰石等常用电子磅秤直接称量,振动给料机输送;金属料则采用电磁秤配料。 底盘为锰钢。,E
9、AMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,24,电磁吸盘:是在铸钢的钟盖内 有电磁线圈,下面用锰钢的非磁 性底板盖住。当线圈内通电时, 产生电磁力,吸住铁料,铁料在 吸附状态下搬运,断电去磁则卸 料。电磁盘的吸力与线圈的电流 、匝数及被吸材料的性质和块度 有关。 电子秤的基本原理:利用荷 重传感器因载荷变化而产生的应 变信号大小来计算出载重量。 控制部分:为计算机控制,可 根据前一次的称量误差在下一次 称料时预予自动补偿。,电磁吸盘结构图,(1) 称量配料装置,EAMP 材料成形装备及自动化 华中科技大学材料学院,25,(2) 加料装置,常见的爬式加料机构,杠杆式料位计,EAMP 材
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