基于鐵型覆砂鑄造技術(shù)鐵型型腔清砂過(guò)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(duì)的優(yōu)勢(shì)；但是覆砂后的鐵型在出鑄件后其內(nèi)部酚醛樹(shù)脂型砂的清理一直以來(lái)是清砂過(guò)程中十分棘手的問(wèn)題；浙江省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院采用一臺(tái)雙質(zhì)鐵振動(dòng)落砂機(jī)對(duì)覆砂鐵型進(jìn)行型砂清理，問(wèn)題在于雙質(zhì)體振動(dòng)落砂機(jī)輸入功率大，導(dǎo)致耗電量大，振動(dòng)過(guò)程中電機(jī)軸兩端的偏振塊偏角不可調(diào)，由振動(dòng)而引發(fā)的噪音高達(dá)上百分貝及粉塵問(wèn)題，而且其清砂效率低下，鐵型內(nèi)腔覆砂層清理不干凈。
　　目

2、前，對(duì)于鐵型內(nèi)腔清砂過(guò)程的研究往往將重點(diǎn)設(shè)定在與鐵型相作用的雙質(zhì)鐵振動(dòng)落砂機(jī)上，并從不同角度對(duì)落砂機(jī)做出了優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jī)電設(shè)計(jì)研究院在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下清砂遇到的問(wèn)題，并結(jié)合以往研究過(guò)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(shí)驗(yàn)?zāi)M、數(shù)據(jù)采集和對(duì)比分析的方法，對(duì)覆砂鐵型在落入振動(dòng)平臺(tái)前進(jìn)行處理，提出可基于裂紋學(xué)技術(shù)對(duì)覆砂層進(jìn)行切割，裂紋的

3、出現(xiàn)會(huì)衍生應(yīng)力集中效應(yīng),現(xiàn)將研究?jī)?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(jī)振動(dòng)平臺(tái)碰撞時(shí)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(duì)覆膜砂特性做出了具體說(shuō)明，對(duì)其造型傳熱模式給出了分析設(shè)計(jì)，分析了其凝固過(guò)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(yàn)室分析了固化覆膜砂的強(qiáng)度

4、的影響因素，對(duì)比考慮了切割方式的優(yōu)劣，并且對(duì)切割位置做出了概念分析設(shè)計(jì)，得到了：固化覆膜砂層強(qiáng)度值在一定的溫度范圍內(nèi)變化時(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)鐵型的無(wú)損傷切割；綜合考慮其切割空間、時(shí)間分配等因素的影響，裂紋切割位置在輥道段來(lái)完成切割過(guò)程是最優(yōu)選擇，整個(gè)切割過(guò)程將通過(guò)PLC來(lái)完成控制。
　　3．基于裂紋學(xué)理論分析基礎(chǔ)及型砂分析、強(qiáng)度溫度降關(guān)系等搭建了固化覆膜砂裂紋切割碰撞實(shí)驗(yàn)，保留其它變量控制

5、單一變量，結(jié)果表明：在不同強(qiáng)度下，一定溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)度降并沒(méi)有影響固化覆膜砂脫落鐵型內(nèi)腔的時(shí)間；對(duì)溫度值為160℃±5℃的兩組固化覆膜砂進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn)，有裂紋組較無(wú)裂紋組的脫落時(shí)間提前了8.5s；通過(guò)控制時(shí)間，對(duì)有無(wú)裂紋的固化覆膜砂層在時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行了覆膜砂的梯度脫落碰撞實(shí)驗(yàn)，裂紋縫隙存在時(shí)，固化覆膜砂的脫落幾乎集中在啟動(dòng)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(dòng)碰撞的后半時(shí)間段來(lái)完成，約到16.2s時(shí)才完成脫落