基于PLC控制的球墨铸铁消失模铸造充型压力模拟研究

针对当前球墨铸铁消失模铸造过程中充型压力不稳定、表面质量低等问题,采用PLC控制消失模铸造型腔内部充型压力。阐述了球墨铸铁所采用消失模铸造整体的工艺流程,构造了消失模铸造模型内部的气体压力数学模型。通过Matlab软件对PLC控制的充型压力追踪误差进行仿真,并与PI控制系统仿真结果进行对比和分析。仿真结果表明:采用PI控制的消失模铸造充型压力变化不平稳,误差较大;采取PLC控制的消失模铸造充型压力变化相对稳定,误差较小,能够确保充型速度中金属液流动平稳,避免了因型腔内部充型压力过大或者过小导致表面发生气孔、皱纹、裂纹等现象。     

汽车发动机缸体压力铸造充型速度的控制

通过控制压力铸造充型速度来改善汽车发动机缸体铸件力学性能,提高发动机缸体铸件品质。采用可编程控制(PLC)控制压力铸造的充型速度,克服了充型过程中速度波动幅度大的缺点。采取MATLAB软件对压力铸造充型速度进行仿真,并与PD控制方式仿真结果进行比较和分析。仿真结果证明:采取PLC控制发动机缸体压力铸造充型速度,充型速度波动幅度较小,充型过程相对稳定。     

基于AnyCasting的机床床身铸造工艺计算机仿真与优化

以常规的机床床身铸造工艺为基础,借助AnyCasting软件对其铸造过程进行仿真分析,探究了工艺参数对铸件品质的影响规律。获得的优化工艺参数组合为:充型温度1300℃,充型速度1.7 m/s,冷铁厚度70 mm。以优化的工艺参数制备出品质良好的铸件。     

提高消失模铸造床身铸件品质的措施

轴承磨床床身属于大投影面箱格框架结构铸件,见图1,它的品质高低将直接影响整个机床的精度,以前采用砂型铸造,铸件的尺寸误差和质量误差大,壁厚不均匀,造成机床的精度较差.     

关于砂型铸造浇注系统设计的一点体会

浇注系统设计是生产高质量铸件的重要环节,其作用是控制金属液充型速度及充型时间,使金属液平稳地进入铸型,同时能阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔,尽可能减少金属液的二次氧化.本文指出了传统砂型铸造浇注系统设计方法在避免金属液产生二次氧化夹渣方面存在的不足,介绍了液态金属临界流动速度概念,针对临界流动速度设计浇注系统的局限性,提出了采用减压内浇道的砂型铸造浇注系统方法,使浇注系统既能具有良好的挡渣作用,又能避免金属液在充型过程中发生喷射和飞溅现象,减少金属液的二次氧化.     

基于ProCAST的铝合金活塞砂型铸造工艺分析

用ProCAST铸造仿真软件对ZL104铝合金活塞砂型重力铸造过程进行了数值模拟。依据模拟结果,分析了铸件充型凝固过程的速度场和温度场,并预测出缺陷形成区域,建立了工艺优化措施。采用增设冒口、降低浇注速度等措施后,原铸造缺陷位置发生改变,提高了产品的品质和合格率。     

阀体砂型铸造充型凝固过程数值模拟研究

由于阀体零件结构复杂,砂型铸造阀体时,浇注系统和工艺参数不当容易导致铸件出现缩松、缩孔等缺陷。采用Pro CAST软件对典型阀体砂型铸造过程进行数值模拟,研究了金属液充型和凝固过程。分析了缺陷产生的原因,改进了浇注工艺方案,提高了铸件的质量和合格率。     

大平板类铸件实型铸造工艺的实践

采用泡沫聚苯乙烯板材加工粘合成型,树脂砂型或水玻璃砂造型,生产中大型铸件,称为实型铸造(Full Mould Casting),是消失模铸造的一种工艺.用FMC法生产机床铸件,目前发展较快,但床身铸件外形尺寸大,壁薄、形状复杂,很容易产生冷隔、皱皮、气孔、夹渣、积炭等缺陷,特别是大平板类铸件,还容易出现变形,漂芯等问题.本文就消失模实型铸造法生产大型机床工作台铸件的生产工艺控制进行交流.     

铝合金变速箱低压铸造充型与凝固的仿真及优化

以A356铝合金变速箱铸件为例,采用三维绘图软件Solidworks对变速箱进行3D造型,运用Pro CAST软件对其预定工艺的低压铸造充型和凝固过程进行了仿真。根据铸件充型的仿真结果,发现在充型过程中金属液面前沿出现参差不齐的现象。经验证分析这种现象主要是由于浇注系统设计不合理造成的。改变浇口位置后,金属液充型平稳。在铸件凝固后发现,在预定工艺中,变速箱上边缘以及浇口处产生了缩松缩孔的铸造缺陷,这是浇注温度过高引起的。根据仿真结果,进行了工艺优化,将浇注温度降低到700℃,再次进行铸造过程的仿真,发现缺陷得到了有效控制,铸件的质量获得明显改善。     

真空密封造型铸造工艺探究

对铝硅合金铸件真空密封造型铸造工艺研究表明,利用真空密封造型的真空吸力,加快了金属液流动速度,增强了充型能力;采用薄膜、涂料、细砂造型,铸件表面质量明显优于传统砂型铸件,比金属型铸造有所提高;用干砂作造型材料,环境污染小,砂重复利用率高.实践表明,真空密封造型非常适合多品种、小批量、大型薄壁、表面粗糙度要求高的铝硅合金铸件的生产.     

铝合金动圈骨架低压铸造工艺数值模拟研究

动圈骨架是电动振动台的核心构件，低压铸造因金属液平稳充型、顺序凝固，适合生产存在薄壁的铸件。基于ProCAST软件对ZL302铝合金动圈骨架进行低压铸造数值模拟，设置浇注温度为690～730℃,砂型预热温度为30～100℃,保压压力为23～33 kPa。采用正交试验研究浇注温度、砂型预热温度、保压压力对铝合金动圈骨架低压铸造成形的影响。结果表明，随着浇注温度升高，金属液充型效率提高，铸件的缩孔缩松率降低；砂型预热温度升高对金属液充型效率影响较小，但延长铸件凝固时间，有利于铸件补缩；低压铸造凝固过程中提高保压压力，有利于铸件补缩，铸件内部缩孔缩松体积由0.13 cm³降至0.11 cm³。实际生产过程中，在保证砂型强度的前提下，适当增加保压压力以减少缩孔、缩松缺陷。     

铝青铜铸件离心铸造工艺数值模拟

采用ProCAST软件对铝青铜铸件的立式离心铸造充型与凝固过程进行了数值模拟,分析了浇注温度和离心转速对离心铸造充型过程的影响。结果表明,在离心铸造中,浇注温度对液态金属的充型速度无明显影响,凝固速度随浇注温度的升高而降低;提高离心转速有利于提高液态金属的充型速度和凝固速度。针对铝青铜环形铸件获得的优化工艺参数为,浇注温度1 100℃,铸型转速350 r/min。     

四帧阻尼器基座的铸造工艺设计及数值模拟

设计了四帧阻尼器基座铸铝件的砂型铸造工艺,使用ProCAST模拟软件对铸铝件的砂型铸造过程进行了数值模拟,并预测了铸件的缩孔、缩松位置和大小。结果表明,金属液充型平稳,冒口能对铸件完全补缩,铸件厚大部位没有缩孔缺陷。铸件的铸造工艺设计是合理可行的。模拟结果能为铸件的试生产提供理论指导。     

基于数值仿真的机床床身铸造工艺研究

采用有限元分析软件ANSYS对机床床身的铸造过程进行了数值仿真.通过对铸件凝固过程的温度场和应力场的计算,预测了铸造裂纹产生的位置,预测结果与实际生产情况相吻合.在对产生铸造裂纹主要因素分析的基础上,提出了铸造工艺改进措施.实际生产表明,采用改进工艺可有效减少床身铸造裂纹,提高铸件质量.     

基于PLC的减速器箱体消失模铸造充型速度控制系统设计

在分析现有减速器箱体消失模铸造设备原理的基础上,针对充型速度控制精度不高造成铸造缺陷问题,引入PLC作为充型控制系统的核心。通过搭建以PLC为控制核心的硬件平台,配合数据采集传感器,共同组成消失模铸造充型控制系统。该系统能够完成对消失模铸造设备运行过程中的各种充型工艺参数采集,并经过计算处理后,发出对应的指令,实现对减速器箱体消失模铸工艺过程的准确控制。实验结果表明,基于PLC技术的减速器箱体消失模铸造充型控制系统有效的改善消失模铸件的质量,为减速器箱体铸造工艺控制提供参考。     

模样密度对消失模铸造充型模式影响的模拟计算

针对消失模铸造和普通砂型铸造中充型模式的差异,通过建立自由表面换热边界条件和压力边界条件,模拟了消失模铸造中熔融金属的充型过程,分析了模样密度对消失模铸造充型模式的影响.分析表明,消失模铸造中金属液从内浇道处呈放射状向前充填,充型较平稳进行,消失模气化反压与重力的相对大小决定了液态金属充型过程中的充填趋势.预测了铸造缺陷的产生过程.     

基于AnyCasting的齿轮泵壳体金属型铸造工艺优化

利用AnyCasting软件对铸件原工艺方案的充型和凝固过程进行数值模拟,模拟结果表明内浇口充型速度为60 cm/s时,金属液充型平稳,但内浇口附近局部过热;内浇口充型速度为100 cm/s时,金属液有紊流产生,但内浇口附近局部过热消失。实际生产中给出以下改进措施:1)采用先慢后快的充型速度;2)在凝固阶段金属芯通水冷却。采用新的铸造工艺方案后,铸件内部缺陷基本消失。     

基于ProCAST的124D型主泵泵壳铸造工艺设计及优化

以"华龙一号"124D型主泵泵壳为研究对象,对铸件材质和结构特点进行分析并设计砂型铸造工艺方案,运用UG软件绘制泵壳铸件三维模型,结合铸造模拟仿真软件Pro CAST对铸件充型以及凝固过程进行数值模拟,对缩孔缩松缺陷分析后对铸造工艺进行优化,最终获得了铸件内部无宏观缩孔缩松缺陷,质量符合要求的铸造工艺方案。     

薄壁铝铸件真空差压变压力分级充型数值模拟

利用ProCAST软件对薄壁铝铸件真空差压铸造充型过程进行了数值模拟,通过分析不同压差下单级充型的金属液充填形态,提出了薄壁铝铸件真空差压分级充型工艺。通过优化模拟方案,得出了最佳压差和时间的关系曲线。研究结果表明,在铸件易出现裹气、紊流的位置改变充型压力,实现充型速度的分级,有利于金属液的逐层平稳充型,降低铸造缺陷,提高铸件质量。     

铸铜冷却壁充型过程数值模拟

利用有限元软件ANSYS模拟了金属型-砂型复合铸造工艺条件下,入口速度和浇注温度对紫铜冷却壁铸件充型过程流场的影响。结果表明,较小的入口速度(0.3和0.8m/s)会导致充型速度曲线上出现较大扰动。而当入口速度达到1.0m/s时,充型速度曲线无扰动,充型过程平稳,可作为生产中的浇注工艺参数参考值。采用变粘度模型研究了浇注温度对充型速度的影响。结果表明,提高浇注温度,液态金属的充型速度明显增加,有利于获得较大的速度梯度。