低壓鑄造技術(shù)在油分離機(jī)中間盤鑄造過程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的低壓鑄造方法存在效率低、無法連續(xù)生產(chǎn)、金屬液品質(zhì)及氣壓加壓壓力波動大的缺陷,為此開發(fā)出一種基于plc和觸摸屏技術(shù)的新型連續(xù)式低壓鑄造技術(shù)。該技術(shù)將現(xiàn)有傳統(tǒng)的低壓澆注兼保溫坩堝分成3個獨立的坩堝即保溫坩堝、加壓坩堝、澆注坩堝,3個坩堝底部由過道連通,分別完成加、補(bǔ)料、液面加壓及升液澆注3個主要動作。加壓坩堝具有定量功能,每次澆注前液面均保持在恒定高度,加壓時升液曲線穩(wěn)定、精確,重復(fù)性高。保溫坩堝實現(xiàn)了外部補(bǔ)料與加壓澆注互不干涉,保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,生產(chǎn)效率顯著提高。

介紹了低壓鑄造發(fā)展史，世界各國低壓鑄造概況，目前國內(nèi)低壓鑄造普遍存在的問題和21世紀(jì)低壓鑄造將在設(shè)備、工藝、模具和自動化等方面發(fā)生的根本變化。強(qiáng)調(diào)低壓鑄造最關(guān)鍵的問題是設(shè)備一定要滿足工藝條件要求，創(chuàng)造穩(wěn)定的澆注條件，才能使低壓鑄造產(chǎn)品質(zhì)量高，并取得高的成品率。

低壓制造技術(shù)是大型動力設(shè)備現(xiàn)代薄壁構(gòu)件制造工藝中的重要組成部分,是我國工業(yè)制造行業(yè)研究的重要內(nèi)容之一.本文對低壓鑄造技術(shù)實踐發(fā)展進(jìn)行了概述,并以壓鑄式低壓鑄造技術(shù)為研究對象,對其基礎(chǔ)工藝流程、工裝設(shè)備以及工藝技術(shù)應(yīng)用特性與范圍進(jìn)行了分析,并提出了低壓鑄造技術(shù)發(fā)展的主要方向.

低壓鑄造成型技術(shù)是現(xiàn)代大型薄壁復(fù)雜構(gòu)件整體精密制造的重要研究方向之一。介紹了低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展歷程,概述了目前低壓鑄造技術(shù)的研究進(jìn)展,重點對低壓鑄造充型過程和鑄件合金材料的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和分析,探討了充型過程和鑄件合金材料研究中存在的問題,并提出了今后需要重點研究的方向。

-1- 1前言 1.1低壓鑄造機(jī)的發(fā)展趨勢及研究狀況 低壓鑄造最早由英國人e.f.lake于1910年提出并申請專利。其目的是解決 重力鑄造中澆注系統(tǒng)充型和補(bǔ)縮的矛盾。在重力鑄造中為了充型平穩(wěn)，避免氣孔、夾 渣。一般都采用底鑄式，因此鑄型內(nèi)溫度場分布不利于冒口補(bǔ)縮。低壓鑄造則巧妙地 利用坩堝內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在低氣壓下保持下澆道與補(bǔ)縮通道合 二為一，始終維持鑄型溫度梯度與壓力梯度的一致性，從而解決了重力鑄造中充型平 穩(wěn)性與補(bǔ)縮的矛盾，而且使鑄件品質(zhì)大大提高。低壓鑄造由于有較高的補(bǔ)縮壓力和溫 度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性。這一技術(shù)至今仍被應(yīng)用于厚大斷面鑄 件的鑄造。 鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約 在公元前1700～前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的

-1- 1前言 1.1低壓鑄造機(jī)的發(fā)展趨勢及研究狀況 低壓鑄造最早由英國人e.f.lake于1910年提出并申請專利。其目的是解決 重力鑄造中澆注系統(tǒng)充型和補(bǔ)縮的矛盾。在重力鑄造中為了充型平穩(wěn)，避免氣孔、夾 渣。一般都采用底鑄式，因此鑄型內(nèi)溫度場分布不利于冒口補(bǔ)縮。低壓鑄造則巧妙地 利用坩堝內(nèi)氣壓，將金屬液由下而上充填鑄型，在低氣壓下保持下澆道與補(bǔ)縮通道合 二為一，始終維持鑄型溫度梯度與壓力梯度的一致性，從而解決了重力鑄造中充型平 穩(wěn)性與補(bǔ)縮的矛盾，而且使鑄件品質(zhì)大大提高。低壓鑄造由于有較高的補(bǔ)縮壓力和溫 度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性。這一技術(shù)至今仍被應(yīng)用于厚大斷面鑄 件的鑄造。 鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約 在公元前1700～前1000年之間已進(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)高的

論述了低壓鑄造充型模擬的數(shù)學(xué)模型,由于低壓鑄造充填速度較慢、充型平穩(wěn),因此充型計算采用層流模型。采用sola-vof算法對模型進(jìn)行求解,其中sola法用于求解流體的速度場和壓力場,vof法用于處理自由表面。采用ug軟件進(jìn)行鑄件三維造型,采用procast軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分,對葉輪的充型過程進(jìn)行了模擬,并通過對葉輪的澆注試驗,驗證了低壓鑄造充型的數(shù)學(xué)模型及算法在保證模擬精度、提高計算效率上的有效性。

三峽工程所需sf6氣體絕緣高壓電器產(chǎn)品用鑄造殼體,相當(dāng)一部分為回轉(zhuǎn)體復(fù)合結(jié)構(gòu)鑄件,重量在40kg以上,主體壁厚在15mm左右,連接法蘭厚度約為30～50mm,局部厚度達(dá)60mm,壁厚變化較大,并伴有各種高質(zhì)量要求的凸臺、法蘭密封面(槽),結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜,長期承受0.7mpa的sf6氣體工作壓力,屬復(fù)雜耐壓薄壁零件。根據(jù)國外先進(jìn)經(jīng)驗,采用金屬型低壓鑄造工藝方法,可有效消除鑄件針孔缺陷,提高外觀形狀質(zhì)量[1,2]。但由于該類鑄件較目前國內(nèi)金

結(jié)合鑄件質(zhì)量要求,基于鑄造數(shù)值模擬技術(shù),分析了低壓鑄造的充型凝固過程,預(yù)測了鑄件中的缺陷分布;最終通過試制,確保了壓氣室低壓鑄件質(zhì)量,為該件的順利生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

低壓鑄造工藝由于具有平穩(wěn)底注充型、低壓力下結(jié)晶的特點,對于易氧化合金,能獲得高質(zhì)量、高合格率的鑄件,并能提高金屬液體利用率,因而在有

結(jié)合鑄件質(zhì)量問題,基于鑄造數(shù)值模擬技術(shù),分析了低壓鑄造的充型凝固過程,預(yù)測了幾種改進(jìn)工藝方案后鑄件中的缺陷分布;最終通過試制,確保了盤形殼體低壓鑄件質(zhì)量,為該件的順利生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

通過改善合金充型及凝固條件,對鋁合金盤類鑄件低壓鑄造工藝方案進(jìn)行優(yōu)化,消除了鑄件表面類似“折疊”缺陷,獲得了品質(zhì)優(yōu)良的鑄件。

在低壓鑄造成形過程中,液態(tài)金屬流體的充型和凝固是其中最核心和最重要的兩步流程,其工藝水平將決定鑄件的成型質(zhì)量和成品率,而且鑄造過程中所產(chǎn)生的各類鑄造缺陷大都來自于這兩個階段。本文將對盤體類零件低壓鑄造的充型和凝固過程進(jìn)行計算機(jī)數(shù)值模擬,介紹其理論基礎(chǔ),并將溫度場數(shù)值模擬技術(shù)和流場數(shù)值模擬技術(shù)耦合仿真,運用ansys有限元軟件中的cfd流體仿真模塊和thermal模塊,對盤體類零件低壓鑄造充型和凝固過程中的流場和溫度場變化進(jìn)行研究。

介紹了大型鋁鑄件低壓鑄造技術(shù),采用樹脂砂制芯、組芯,選用合理的工藝參數(shù),充分利用機(jī)械設(shè)備,并且設(shè)計和制造金屬工裝,提高了生產(chǎn)效率,減輕了工人勞動強(qiáng)度,鑄件的良品率大幅提升。

低壓鑄造PPT課件

分析了離合器殼體鑄件的結(jié)構(gòu),研究了低壓鑄造離合器殼體鑄件工藝的難點。通過增加保溫冒口、調(diào)整涂層厚度、設(shè)置預(yù)鑄孔、優(yōu)化澆注系統(tǒng)、調(diào)整澆注參數(shù)等多種手段,解決了離合器殼體鑄件厚大部位的鑄造缺陷問題,生產(chǎn)出滿足使用要求的合格鑄件。

低壓鑄造工藝已用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機(jī)鋁合金缸體缸蓋。論文對國家智能制造裝備發(fā)展專項《年產(chǎn)45萬件汽車發(fā)動機(jī)鋁合金缸蓋缸體低壓鑄造數(shù)字化車間》實施的任務(wù)、車間總體布局、主要工藝方案及相關(guān)節(jié)能、環(huán)保措施進(jìn)行分析總結(jié),以供相似項目設(shè)計參考。

實習(xí)報告 部門：低壓鑄造部時間：7月25日—8月5日 三個月的鑄造車間實習(xí)很快要結(jié)束了，這段時間工作和生活上都非常愉快，想到第一次近距離走 進(jìn)車間，從對制造工序一無所知的我如今略懂一二，雖說只有短短的三個月時間，但我在車間感受非 凡；在又熱又累滿是粉塵的生產(chǎn)車間，我了解生產(chǎn)工藝流程、設(shè)備情況的同時，深切地感受到公司一 線員工的勤勞與辛苦。 實習(xí)生產(chǎn)過程： 這里是發(fā)動機(jī)生產(chǎn)的第一道工序，首先我分配到了制芯組。鑄造生產(chǎn)的第一步是從拌砂開始的。 拌砂，顧名思義就是攪拌砂子（天然石英砂）。按照所用砂子的一定比例往里面添加潤滑劑、固化劑 和樹脂進(jìn)行攪拌。拌完后的砂子應(yīng)色澤均勻，無干砂無結(jié)塊。 將拌好的砂子送至砂芯成型區(qū)，用砂芯機(jī)進(jìn)行砂芯成型作業(yè)。我所負(fù)責(zé)的砂芯機(jī)是生產(chǎn)v19進(jìn)排 氣。砂芯機(jī)開始作業(yè)時要先對模具進(jìn)行調(diào)整，是模具能緊密結(jié)合。然后對模具進(jìn)行預(yù)熱，到一定溫度

以計算流體力學(xué)和計算傳熱傳質(zhì)學(xué)作為理論基礎(chǔ),利用大型模擬軟件ansys對箱體的低壓鑄造過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了鋁合金在低壓鑄造充型過程中的流場以及凝固過程中的溫度、固相分?jǐn)?shù)的分布情況,預(yù)測鑄件可能出現(xiàn)的缺陷,為優(yōu)化鑄造工藝和模具設(shè)計提供參考。

以汽車輪轂為例,運用anycasting鑄造模擬軟件開展低壓鑄造數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果顯示,鑄造模擬軟件能有效模擬鑄件充型和凝固產(chǎn)生的過程,并準(zhǔn)確預(yù)測鋁合金低壓鑄造充型和凝固過程中汽車輪輻和輪轂產(chǎn)生缺陷的位置。針對凝固過程中縮松縮孔缺陷,設(shè)計了汽車輪轂風(fēng)冷系統(tǒng),消除了輪轂的縮松縮孔現(xiàn)象,提高了鑄造鋁合金輪轂的質(zhì)量。

以相似理論為理論基礎(chǔ),對鋁液的低壓充型過程進(jìn)行了模擬試驗研究,利用氣體向液面加壓的同時對模具型腔進(jìn)行抽真空。試驗結(jié)果表明:上升的液面一直保持水平狀態(tài)并沿著鉛垂方向推進(jìn);當(dāng)真空度為-0.02mpa。加壓氣壓為0.02mpa時為最佳的加壓工藝參數(shù)。并將模擬結(jié)果與原型的結(jié)果進(jìn)行了比較,兩者具有良好的一致性。

低壓鑄造是將模具放在密閉的保溫爐上面,型腔通過升液管與爐膛里的金屬液相通。工作時向爐膛中加入帶壓力的空氣,金屬液會從升液管中流入型腔。待金屬液凝固后,將爐膛中的壓縮空氣釋放,未凝固的金屬液從升液管中流回到爐中。變矩器機(jī)芯中的鋁輪、葉片采用低壓鑄造技術(shù)有四大優(yōu)點:第一,鑄件組織致密,力學(xué)性能好;第二,工藝出品率高,目前我公司鑄造廠壓鑄件工藝出品率在93%以上,同種產(chǎn)品重力鑄造的工藝出品率在