華中科技大學材料學院材料成形及控制工程專業(yè)核心課程華中科技大學精品課及責任教授課程材料成形裝備及自動化

EquipmentandAutomationofMaterialsProcess2024-2025學年第二學期EAMP

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2目錄第一章

緒

論（2學時）

第二章金屬液態(tài)成形裝備及自動化（10學時）

第三章

金屬塑性成形裝備及自動化（10學時）第四章

金屬連接成形裝備及自動化（10學時）第五章

高分子材料成形設(shè)備及自動化（2學時）

第六章

快速成形裝備及控制（6學時）第七章

其它材料成形裝備（4學時）第八章熱處理工業(yè)爐及其控制（2學時）第九章材料加工中的環(huán)境保護裝備（2學時）7.1陶瓷成形裝備7.2玻璃成形裝備7.2.1玻璃成形裝備基本概念7.2.2玻璃成形的主要裝備7.3粉末材料成形裝備第七章

其它材料成形裝備EAMP

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3除各類金屬材料(鋼鐵、鋁鎂合金等，鑄、鍛、焊)、高分子材料（塑料、橡膠等，注射、延壓）外，陶瓷材料、玻璃材料及各種粉末材料的成形是重要的材料成形種類。本章重點介紹陶瓷、玻璃、粉末材料的成形裝備。7.1.1陶瓷技術(shù)裝備概述（1）硅酸鹽制品或材料主要包括：陶瓷、玻璃、水泥；（2）以粘土為主要原料燒成的多晶、多相聚集體制品，包括土器、陶器、炻器、瓷器等統(tǒng)稱為陶瓷；（3）陶瓷產(chǎn)品包括：日用美術(shù)陶瓷、建筑衛(wèi)生陶瓷、電瓷、工業(yè)陶瓷、特種陶瓷（如磨料、合金、生物陶瓷、環(huán)保陶瓷、功能陶瓷、新材料等）、陶瓷原料、釉料、技術(shù)裝備等。EAMP

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4陶瓷制品的傳統(tǒng)生產(chǎn)方法EAMP

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5EAMP

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6（4）現(xiàn)代化陶瓷工業(yè)生產(chǎn)過程燃料、水電、交通運輸、土壤、壓縮空氣、模具、密具、供熱、技術(shù)部心、管理機構(gòu)原料鉆探、開采、制備，商品化供應(yīng)成型坯料和釉料的制備供應(yīng)。包括粉料、塑性料、漿料、釉料廢氣、廢渣、廢水、噪音等工業(yè)衛(wèi)生和環(huán)保處理生產(chǎn)線

成型燒成裝飾藝術(shù)加工產(chǎn)品質(zhì)量檢

坯體形素燒、貼花、劃線、印分級、包裝、成干燥、釉燒、花、拋光、雕塑、分檢、分級、修坯烤花彩繪、拼圖包裝產(chǎn)品銷售7.1.1陶瓷技術(shù)裝備概述EAMP

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77.1.1陶瓷技術(shù)裝備概述（5）陶瓷制品生產(chǎn)工藝過程與方法綜合示意圖原料的鉆探、開采原料存放硬質(zhì)料軟質(zhì)料原料精選粉碎分選料倉配料球磨機粉磨與混合泥漿的過篩、除鐵、貯存處理注漿成形用泥漿的制備用噴霧干燥法制備成形粉料壓濾、練泥、陳腐、貯存貯漿罐存泥漿供漿塑性泥料供塑性成形用泥粉料倉供給粉料注漿成形粉料壓力成形塑性成形特種成形修坯與干燥施釉彩印素燒一次燒成制品加工、分選、分級、質(zhì)檢產(chǎn)品重燒EAMP

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87.1.1陶瓷技術(shù)裝備概述（6）陶瓷技術(shù)裝備陶瓷技術(shù)裝備包括：原材料制備、釉料制備、成形、燒成等專業(yè)裝備。陶瓷技術(shù)裝備按其在生產(chǎn)過程中的主要用途可劃分為10大類（詳見參考書）。按裝備的來源和使用特性，陶瓷裝備又可分為三大類：

1）行業(yè)專業(yè)裝備（如:滾壓成形機、自動壓磚機等）

2）行業(yè)通用裝備（如:球磨機、泥漿泵等）

3）通用裝備（各行業(yè)都可用的裝備，如皮帶運輸機等）EAMP

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97.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備原料生產(chǎn)加工包括：鉆探、開采、精選精制、粉碎粉磨、混合、去除雜質(zhì)、濃縮與脫水、質(zhì)量檢測等。主要裝備包括：礦山開采裝備、精選裝備、各類粉碎粉磨裝備、篩分裝備、除鐵器、攪拌器、壓濾機、泥漿泵、真空練泥機、噴霧干燥器、粉倉等。原料（泥料）加工:本教材中介紹了，球磨機、壓濾機、真空練泥機。球磨：泥料的研磨粉碎（帶水），成泥漿；壓濾：泥漿壓濾成泥餅；真空練泥：泥餅精練，泥料成品待用。EAMP

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107.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備（1）球磨機圖7-3不同類型的球磨機(a)瓷瓶球磨機(b)立式球磨機(c)大型滾筒球磨機EAMP

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117.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備1)球磨機的結(jié)構(gòu)球磨機筒體球磨機料口球磨機內(nèi)襯板球磨機磨球EAMP

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12圖7-5研磨體在筒體內(nèi)的運動形式(a)瀉落式(b)離心式(c)拋落式圖7-6研磨體運動軌跡分析研磨體離開圓弧軌跡拋落的條件是：7.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備EAMP

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137.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備（2）壓濾機圖7-7廂式壓濾機過濾脫水結(jié)構(gòu)原理1－濾板2－濾布3－濾腔（形成濾餅）4－陰陽螺栓圖7－8液壓壓濾機結(jié)構(gòu)圖1－尾板2－旋閥3－進漿管道4－濾片5－橫梁6－液壓系統(tǒng)7－頭板8－液壓缸9－機座EAMP

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147.1.2陶瓷原料生產(chǎn)加工裝備（3）真空練泥機在陶瓷工業(yè)中，通常采用真空練泥機對泥料進行加工，清除泥漿中的氣泡，提高泥料組分的均勻性和致密性。圖7－10雙軸式真空練泥機的結(jié)構(gòu)示意圖1－電動機2－齒輪箱3－加料口4－梳狀擋泥板5－上絞刀軸6－篩板7－真空管道8－真空室照明燈9－真空表10－真空室11－下絞刀軸12－機頭13－機嘴EAMP

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157.1.3成形機械裝備現(xiàn)代陶瓷的成形方法可分為四類：塑性成形法、注漿成形法、粉料壓力成形法（干壓法）和特種成形法。塑性成形法在日用陶瓷工業(yè)、電瓷工業(yè)中廣泛采用，常用的塑性成形設(shè)備中又包括滾壓成形機、旋坯機、擠坯機等。本節(jié)介紹常用的滾壓成形機和注漿成形機及生產(chǎn)線。粉料的壓力成形裝備將在7.3.2節(jié)中介紹。EAMP

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167.1.3成形機械裝備（1）滾壓成形機及生產(chǎn)線1)滾壓成形的基本原理(a)陰模滾壓成形（外成形）(b)陽模滾壓成形（內(nèi)成形）EAMP

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177.1.3成形機械裝備2)滾壓成形機圖7-12

450型雙頭滾壓成形機示意圖1－機架2－電機3－蝸桿軸4－凸輪5－滾頭架6－配重7－滾頭電機8－滾頭軸承座9－滾頭軸10－滾頭11－模座12－手把13－主軸14－主軸軸承座15－摩擦離合器16－支座EAMP

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187.1.3成形機械裝備3）450型雙頭滾壓成形機的工作循環(huán)圖圖7－13

450型雙頭滾壓成形機的工作循環(huán)圖EAMP

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197.1.3成形機械裝備4）滾壓成形生產(chǎn)線圖7－14采用取模留坯工藝的滾壓成形生產(chǎn)線示意圖1－真空練泥機2－滾壓成形機3－鏈式干燥機4－脫模機械手5－長圓形鏈式輸送機6－翻模機械手7－回模機械手生產(chǎn)線的四個工位：①.投泥工位；②.成形工位；③.脫模工位；④.回模工位。EAMP

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207.1.3成形機械裝備（2）注漿成形機及生產(chǎn)線注漿成形是利用模型具有吸水能力用泥漿澆注成形的。在日用陶瓷中，形狀復雜的制品，大都采用注漿成形。1）泥漿的真空處理設(shè)備1－攪拌機2－截止閥3、5－高、低液面探極4－貯漿槽6－調(diào)節(jié)閥EAMP

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21空心注漿將注漿坯料（泥漿）注入石膏模內(nèi)，利用石膏模的吸水性，當水分滲入石膏模后，貼近模壁的泥漿變稠，形成和模具型腔形狀相同的泥層，隨著時間的延長，泥層逐漸增厚，當達到所需厚度時，將多余的泥料倒出，當泥層脫水收縮到一定的程度就與模壁脫離，即可取出，形成坯體。這種方法適用于形狀復雜或不規(guī)則的容器成型。EAMP

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22實心注漿

實心注漿，將泥漿注入兩個石膏模之間的空腔中。由于石膏模不斷吸收泥漿中的水分，泥漿量自然會不斷減少，因此注漿時必須陸續(xù)補充泥漿，直到泥漿全部形成坯體，注漿口已無法續(xù)補泥漿為止。EAMP

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237.1.3成形機械裝備2）離心注漿機圖7－17離心注漿機機械傳動示意圖1、3－電動機2－凸輪軸4－皮帶拔叉

5－帶式制動器6－工作輪7－惰輪8－主軸

9－模座10－壓蓋11－截止閥

12－泥漿管圖7－18離心注漿機的工作循環(huán)圖EAMP

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247.1.3成形機械裝備3）注漿成形生產(chǎn)線圖7－19制造壺類產(chǎn)品的注漿成形生產(chǎn)線示意圖1－脫模工位2－注漿工位I

3－注漿工位II

4－倒?jié){機械手5－甩漿工位6－干燥室EAMP

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257.1.4施釉與裝飾機械裝備

陶瓷生產(chǎn)過程中，坯體經(jīng)成形、干燥后，便進入施釉、修坯、裝飾加工工序。

施釉方法主要有澆釉、浸釉和噴釉等幾種；裝飾主要有貼花、印花、人工彩繪等，下面主要介紹施釉和貼花裝備。EAMP

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267.1.4施釉與裝飾機械裝備（1）澆釉機械圖7－20澆釉機示意圖1－承座2－主軸3－機架4－摩擦離合器5－底釉管

6－踏板7、9－傳動裝置8－電動機10－攪拌機11－釉漿桶12－釉漿泵13－凸輪軸14－外釉管15－內(nèi)釉管

16－抹水筆17－釉盤18－坯體EAMP

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277.1.4施釉與裝飾機械裝備（2）貼花機圖7－21貼花機示意圖1－機架2－減速刷器3－裝載機械手4－機械手5－刷粘膠裝置6－貼花裝置7－貼底款裝置8－吹平花紙裝置9－干燥器10－鑲金裝置11－凸輪軸12－鏈條13－鏈輪涂刷粘膠貼花紙干燥鑲金邊EAMP

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287.1.4施釉與裝飾機械裝備（2）貼花機圖7－23貼花裝置示意圖1-花紙盒3-齒條4-齒輪5-吸頭9-上下支架11-壓縮空氣入管EAMP

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297.2.1玻璃成形裝備基本概念玻璃的主要成分是硅酸鹽，通常是一種透明或半透明的無定形物質(zhì)。玻璃被認為是：“熔融液體冷卻時不析出結(jié)晶，逐漸硬化而成形的無機物質(zhì)”或“熔體因受冷卻，粘度逐漸增大而形成的非晶固體物質(zhì)”。玻璃制品生產(chǎn)的工藝過程：配料、熔制、成形、退火、加工、檢驗等工序。玻璃的人工成形方法主要：人工吹制、自由成形、人工拉制和人工壓制等。機械成形方法有：壓制法、吹制法、拉制法、壓延法、澆鑄法和燒結(jié)法等。EAMP

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307.2.2玻璃成形的主要裝備（1）供料機1）供料道圖7-26

K型供料道磚結(jié)構(gòu)示意圖EAMP

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317.2.2玻璃成形的主要裝備2）供料機EAMP

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327.2.2玻璃成形的主要裝備（2）成形方法及機械1）平板玻璃的成形圖7－29玻璃液在錫液面上浮起高度圖7－28對輥法引上室的結(jié)構(gòu)示意圖1－玻璃液

2－轉(zhuǎn)動成形輥3－輻射熱擋板4－冷卻器5－原板6－石棉板7－縫隙垂直法浮法EAMP

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33浮法玻璃成形示意圖EAMP

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347.2.2玻璃成形的主要裝備EAMP

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35浮法玻璃生產(chǎn)線圖示EAMP

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367.2.2玻璃成形的主要裝備“吹－吹法”流程①裝料(雛形模)②瓶口成形(口模)③吹成雛型料泡④雛型料泡翻轉(zhuǎn)⑤落入成形模⑥重熱⑦吹氣成形⑧鉗移EAMP

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377.2.2玻璃成形的主要裝備3）大型自動壓制成形機

七個部分組成：

①橫梁及立柱②壓頭系統(tǒng)③模圈彈簧裝置④沖模調(diào)節(jié)系統(tǒng)⑤主換向閥⑥