基于铁型覆砂铸造技术铁型型腔清砂过程方法的研究

发布时间：2017-11-17 19:19

  本文关键词：基于铁型覆砂铸造技术铁型型腔清砂过程方法的研究

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【摘要】：铁型覆砂作为一种日趋成熟的铸造工艺,高的成品率以及高精度等特性使其在现代铸铁上占有绝对的优势;但是覆砂后的铁型在出铸件后其内部酚醛树脂型砂的清理一直以来是清砂过程中十分棘手的问题;浙江省机电设计研究院采用一台双质铁振动落砂机对覆砂铁型进行型砂清理,问题在于双质体振动落砂机输入功率大,导致耗电量大,振动过程中电机轴两端的偏振块偏角不可调,由振动而引发的噪音高达上百分贝及粉尘问题,而且其清砂效率低下,铁型内腔覆砂层清理不干净。目前,对于铁型内腔清砂过程的研究往往将重点设定在与铁型相作用的双质铁振动落砂机上,并从不同角度对落砂机做出了优化设计以提高清砂效率,改善清砂环境,但效率的改善并不是十分显著,该课题基于浙江省机电设计研究院在现实环境下清砂遇到的问题,并结合以往研究过程中的不足,提出了一种不同于以往的研究方式:从预处理的角度出发,结合理论分析、实验模拟、数据采集和对比分析的方法,对覆砂铁型在落入振动平台前进行处理,提出可基于裂纹学技术对覆砂层进行切割,裂纹的出现会衍生应力集中效应,现将研究内容与结果做以下陈述:1.基于裂纹学理论基础,建立了固化覆膜砂的理论模型,根据固化覆膜砂层经切割在落砂机振动平台碰撞时的受力分析,确定了固化覆膜砂层裂纹失稳扩展的初始形态并分析了其所受应力和应变的关系,得到了经裂纹预处理的可行性。2.对覆膜砂特性做出了具体说明,对其造型传热模式给出了分析设计,分析了其凝固过程以及确定了覆膜砂和铁型厚度的分配,基于此在型砂试验室分析了固化覆膜砂的强度的影响因素,对比考虑了切割方式的优劣,并且对切割位置做出了概念分析设计,得到了:固化覆膜砂层强度值在一定的温度范围内变化时随温度降呈现一定的线性关系;采用柔性激光切割的方式可以实现对铁型的无损伤切割;综合考虑其切割空间、时间分配等因素的影响,裂纹切割位置在辊道段来完成切割过程是最优选择,整个切割过程将通过PLC来完成控制。3.基于裂纹学理论分析基础及型砂分析、强度温度降关系等搭建了固化覆膜砂裂纹切割碰撞实验,保留其它变量控制单一变量,结果表明:在不同强度下,一定温度范围内的强度降并没有影响固化覆膜砂脱落铁型内腔的时间;对温度值为CC??5160?的两组固化覆膜砂进行碰撞实验,有裂纹组较无裂纹组的脱落时间提前了8.5s;通过控制时间,对有无裂纹的固化覆膜砂层在时间段内进行了覆膜砂的梯度脱落碰撞实验,裂纹缝隙存在时,固化覆膜砂的脱落几乎集中在启动碰撞的前7.1s内,在裂纹缝隙不存在情况下,固化覆膜砂的脱落集中在启动碰撞的后半时间段来完成,约到16.2s时才完成脱落。4.通过评价分析,采用预处理的方式在一定程度上可以改善清砂环境,基于碰撞数值,经过计算表明其效率值提高了约%53,优化了双质铁振动落砂机的清砂环境和效率。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG24

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本文编号：1197091