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作為裝備制造業(yè)基礎(chǔ)的鑄造行業(yè)，由于消耗的原材料以不可再生的資源為主等原因，導(dǎo)致該行業(yè)屬于能耗高，污染大，勞動力密集行業(yè)。所以如何實現(xiàn)裝備的節(jié)能性更優(yōu)，環(huán)保性更好，生產(chǎn)效率更高是擺在鑄機(jī)行業(yè)的更大課題。濕型物理硬化砂型鑄造是目前國內(nèi)、國際應(yīng)用更廣的鑄造工藝，在金屬鑄造約占到整個黑色金屬鑄造的80%以上。該鑄造工藝的適應(yīng)性很廣，小件、大件，簡單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用。目前國內(nèi)為該鑄造工藝制造澆鑄砂型的造型機(jī)主要有以下幾種：
1、震實式造型機(jī)：
此種造型機(jī)工作原理是砂箱和模樣固定在造型機(jī)的工作臺上﹐利用工作臺下落時與砧座撞擊面的相撞﹑砂粒的慣性來緊實砂型。這種造型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備造價低，操作簡單。缺點(diǎn)是砂型上下緊實度不均勻，尤其上部緊實度不足，噪聲嚴(yán)重，工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，環(huán)境污染嚴(yán)重，對廠房基礎(chǔ)沖擊較大。該機(jī)已經(jīng)逐步被微震壓實造型機(jī)所代替。
2、震壓式造型機(jī):
該機(jī)的工作原理是對震實的砂型再進(jìn)行壓實，可以獲得上下部緊實的砂型。常用的是微震壓實式造型機(jī)(微震壓實式造型機(jī) )是利用工作臺下落與浮動的震鐵相撞，微震緊實型砂，再進(jìn)行壓實。微震是以較高頻率(500～1000次/分)，小振幅(5～25毫米)的振動代替震實式造型機(jī)的低頻率 (60～120次/分)﹑大振幅的振動。這種造型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備造價低，操作簡單，所造砂型緊實度基本均勻，對廠房基礎(chǔ)要求也較低。缺點(diǎn)是噪聲嚴(yán)重，工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，環(huán)境污染較嚴(yán)重。
3、壓實式造型機(jī):
該機(jī)的工作原理是利用氣壓或液壓通過壓頭或模樣對砂箱內(nèi)的型砂施加壓力來緊實型砂。其壓強(qiáng)一般為0.25～0.4兆帕。這種造型機(jī)﹐使遠(yuǎn)離施壓面的砂型緊實度差。20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)了高壓造型機(jī)﹐砂型平面上的壓強(qiáng)在 0.7兆帕以上。高壓造型機(jī)的壓頭分為平壓頭﹑成形壓頭和多觸頭壓頭等幾種結(jié)構(gòu)形式。其中以高壓多觸頭造型機(jī)應(yīng)用更為廣泛。
高壓多觸頭造型機(jī)壓頭分割成許多可上下運(yùn)動的小方塊──觸頭﹐通過液壓缸可獲得很大的壓實力。壓實時﹐各觸頭按其下面的模樣高度(即受壓砂層厚度)施加相應(yīng)的壓力﹐使砂型獲得很高的﹑均勻的緊實度和硬度。這類造型機(jī)都設(shè)有微震機(jī)構(gòu)﹐能夠適應(yīng)復(fù)雜模樣的造型。高壓多觸頭造型機(jī)多采用四立柱結(jié)構(gòu)﹐有單工位式和雙工位式。為了適應(yīng)中小批量鑄件的生產(chǎn)﹐這種造型機(jī)多附有模板快換裝置﹐更換模板時﹐造型機(jī)不必停機(jī)。這種造型機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是所造砂型緊實度好。缺點(diǎn)是噪聲較嚴(yán)重，工人勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低下，環(huán)境污染較嚴(yán)重。
4、垂直射壓式無箱造型機(jī):
它的工作原理是利用壓縮空氣將型砂均勻地射入砂箱預(yù)緊實，然后再施加外部壓力進(jìn)行壓實。垂直分型無箱射壓造型機(jī)造型不用砂箱，型砂直接射入帶有模板的造型室。該機(jī)優(yōu)點(diǎn)是所造砂型尺寸精度高，因砂箱兩面都有型腔，生產(chǎn)率很高。缺點(diǎn)是下芯比較困難，對型砂質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。
5、水平分型脫箱射壓造型機(jī):
該類機(jī)型目前是國際、國內(nèi)更高端的砂型造型機(jī)，目前只有日本新東，日本東久、美國亨特爾可以生產(chǎn)，但因其價格昂貴在我國鑄造行業(yè)的實際應(yīng)用也受到很大限制。它的工作原理是利用壓縮空氣將型砂均勻地射入砂箱預(yù)緊實，然后再施加外部壓力進(jìn)行壓實。水平分型脫箱射壓造型機(jī)利用砂箱進(jìn)行造型，砂型造好后合型脫箱。該機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是所造砂型尺寸精度高，下芯比較方便，可實現(xiàn)雙工位下芯、生產(chǎn)率高、型砂外泄較少。缺點(diǎn)是砂型緊實度略有不足，所造砂型在翻轉(zhuǎn)，推出過程中容易容易塌陷，再一個是造價比較高，一般客戶比較難接受。廣東中鑄機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的全自動造型機(jī)，價格符合我國中小鑄造企業(yè)的承受范圍，效率高，成品率高，節(jié)省人工，鑄件外觀漂亮。
人工造型與自動造型節(jié)能指標(biāo)對比表
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指 標(biāo)節(jié) 能 點(diǎn) |
節(jié) 能 措 施 |
指 標(biāo)減少量 |
減 少用電量 |
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每型鑄件節(jié)約用砂量 |
砂型堅實度高，強(qiáng)度好，砂型外形小。 |
-20kg／型 |
-1度／型 |
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每型節(jié)約壓縮空氣量 |
一次射砂、壓實成型，不需要多次氣壓沖擊震動。 |
-2立方／型 |
-0.5度／型 |
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每型節(jié)約傳送用電量 |
直接將砂型上下箱自動合模，然后推至澆鑄線，無需多次進(jìn)行砂箱吊裝翻轉(zhuǎn)、傳送。 |
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-0.4度／型 |
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每型節(jié)約新砂混入量 |
提高砂型強(qiáng)度后，砂源舊砂含量可以提高。 |
-6kg／型 |
-0.3度／型 |
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合 計 |
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-2.2度／型 |
國內(nèi)外造型機(jī)技術(shù)參數(shù)
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機(jī)型指標(biāo) |
傳統(tǒng)震實式造機(jī) |
傳統(tǒng)壓實式造型機(jī) |
日本產(chǎn)水平分型脫箱造型機(jī) |
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生產(chǎn)效率（秒／型） |
210 |
120 |
36 |
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砂粉外泄（kg／H） |
多 |
多 |
≤2 |
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耗電指數(shù)（K） |
3 |
2 |
1 |
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廢品率(%) |
≥10% |
≤8% |
≤3% |
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運(yùn)行噪聲（分貝） |
≥85% |
≥80% |
≤76% |
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舊砂回用砂比(%) |
≤85% |
≤90% |
≥95% |
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