基于鐵型覆砂鑄造技術(shù)鐵型型腔清砂過程方法的研究.pdf

1、鐵型覆砂作為一種日趨成熟的鑄造工藝，高的成品率以及高精度等特性使其在現(xiàn)代鑄鐵上占有絕對的優(yōu)勢；但是覆砂后的鐵型在出鑄件后其內(nèi)部酚醛樹脂型砂的清理一直以來是清砂過程中十分棘手的問題；浙江省機電設(shè)計研究院采用一臺雙質(zhì)鐵振動落砂機對覆砂鐵型進(jìn)行型砂清理，問題在于雙質(zhì)體振動落砂機輸入功率大，導(dǎo)致耗電量大，振動過程中電機軸兩端的偏振塊偏角不可調(diào)，由振動而引發(fā)的噪音高達(dá)上百分貝及粉塵問題，而且其清砂效率低下，鐵型內(nèi)腔覆砂層清理不干凈。
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2、前，對于鐵型內(nèi)腔清砂過程的研究往往將重點設(shè)定在與鐵型相作用的雙質(zhì)鐵振動落砂機上，并從不同角度對落砂機做出了優(yōu)化設(shè)計以提高清砂效率，改善清砂環(huán)境，但效率的改善并不是十分顯著，該課題基于浙江省機電設(shè)計研究院在現(xiàn)實環(huán)境下清砂遇到的問題，并結(jié)合以往研究過程中的不足，提出了一種不同于以往的研究方式：從預(yù)處理的角度出發(fā)，結(jié)合理論分析、實驗?zāi)M、數(shù)據(jù)采集和對比分析的方法，對覆砂鐵型在落入振動平臺前進(jìn)行處理，提出可基于裂紋學(xué)技術(shù)對覆砂層進(jìn)行切割，裂紋的

3、出現(xiàn)會衍生應(yīng)力集中效應(yīng),現(xiàn)將研究內(nèi)容與結(jié)果做以下陳述：
　　1.基于裂紋學(xué)理論基礎(chǔ)，建立了固化覆膜砂的理論模型，根據(jù)固化覆膜砂層經(jīng)切割在落砂機振動平臺碰撞時的受力分析，確定了固化覆膜砂層裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的初始形態(tài)并分析了其所受應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系，得到了經(jīng)裂紋預(yù)處理的可行性。
　　2.對覆膜砂特性做出了具體說明，對其造型傳熱模式給出了分析設(shè)計，分析了其凝固過程以及確定了覆膜砂和鐵型厚度的分配，基于此在型砂試驗室分析了固化覆膜砂的強度

4、的影響因素，對比考慮了切割方式的優(yōu)劣，并且對切割位置做出了概念分析設(shè)計，得到了：固化覆膜砂層強度值在一定的溫度范圍內(nèi)變化時隨溫度降呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系；采用柔性激光切割的方式可以實現(xiàn)對鐵型的無損傷切割；綜合考慮其切割空間、時間分配等因素的影響，裂紋切割位置在輥道段來完成切割過程是最優(yōu)選擇，整個切割過程將通過PLC來完成控制。
　　3．基于裂紋學(xué)理論分析基礎(chǔ)及型砂分析、強度溫度降關(guān)系等搭建了固化覆膜砂裂紋切割碰撞實驗，保留其它變量控制

5、單一變量，結(jié)果表明：在不同強度下，一定溫度范圍內(nèi)的強度降并沒有影響固化覆膜砂脫落鐵型內(nèi)腔的時間；對溫度值為160℃±5℃的兩組固化覆膜砂進(jìn)行碰撞實驗，有裂紋組較無裂紋組的脫落時間提前了8.5s；通過控制時間，對有無裂紋的固化覆膜砂層在時間段內(nèi)進(jìn)行了覆膜砂的梯度脫落碰撞實驗，裂紋縫隙存在時，固化覆膜砂的脫落幾乎集中在啟動碰撞的前7.1s內(nèi)，在裂紋縫隙不存在情況下，固化覆膜砂的脫落集中在啟動碰撞的后半時間段來完成，約到16.2s時才完成脫落