铸造工艺讲座
铸造和铸造生产三个共同特点
- 总工艺流程相同
- 原辅材料多,用量大,货源难以固定,质量不稳定,容易造成批量问题
- 工作环境差,自动化程度低。不可预测,不稳定因素多。
铸钢件:结合钢优良的液体成型方法和使用性能的完美产品,不仅形状复杂,而且能保持钢特性 具有多种性能,在工程结构材料中确立了重要地位,几乎所有行业都使用,2016年我国铸钢件年产量为510万吨。( 总产量4720万吨)。
准备造型原材料辅助材料
原料选用耐火性高、透气性好的型砂,ZGS96-21Q-30.为中度粒砂,颗粒形状多为圆形和多角形。辅助材料包括:粘合剂-膨润土、桐油和树脂。抗粘砂材料:重油、淀粉和滑石粉。其他材料:纸浆、煤油、石松子粉、酒精和锆英粉。
砂芯的作用是形成铸件的内腔、孔洞和铸件形状。
- 铸铁砂芯比较复杂,制芯方法有:西班牙罗拉门第和德国冷芯盒中心、国产呋喃树脂自硬砂自动线和单双站壳芯射芯机。
- 铸钢制芯方法:手动、热芯盒射芯、自动挤芯。桐油砂、桐油合脂砂、树脂(覆膜)砂、水玻璃砂、铬铁矿砂。
落砂->造下砂型->下芯->造上砂型->合箱->浇筑->冷却罩
炼钢的四种方法
平炉炼钢,以煤气或重油为燃料,在燃烧火焰直接加热的情况下,将生铁、废钢等原料熔化精炼成钢液 炼钢方法。它的热源是辐射热。
氧气顶吹转炉依靠高压氧,氧化生铁的碳、硅、锰和少量铁,氧化释放的热量将钢水温度提高到钢的要求。反应速度快,热效率高,成本低,钢质优于平炉,施工投资少,自动化方便,生产效率是平炉的4-10倍,
感应电炉炼钢:炼钢炼铁采用无芯感应电炉,主要包括感应器和坩埚两部分。它通过感应线圈产生的涡流热熔化金属液。感应电炉根据炉容量(坩埚直径)采用不同频率,容量为10kg高频用于左右( 10000Hz以上),1000-30000,容量小于3吨HZ工业电频率为中频感应电炉,容量较大( 50Hz)。
电弧炉炼钢一般可达65%以上: 2.温度尚电强区仍达3000度,根据钢种调节电压电流灵活掌握温度: 3. 由于电弧炉不通过燃料燃烧加热,因此容易控制炉气的性质。它可以根据冶炼的要求进行氧化或还原。电弧炉已成为铸钢中最常用的炼钢炉。 缺点: 1.电弧是点热源,导致炉内温差大:由于电弧电离,钢中氢氮含量高; 3.耗电量较大,一般吨钢600 800度。
钢的三个必要条件
- 化学成分必须复合
- 适宜的钢液温度
- 钢渣样合格
浇注钢三要素
- 温度
- 速度
- 高度
熔模铸造
喷蜡、焊接、制壳、脱蜡、烘烤、检验、精细、磨口、切割、清砂
消失模铸造
是将泡沫模型组合成模型簇,刷耐火材料,干燥,埋在干砂中振动模型,在负压下浇筑,使模型气化,液体金属占据模型位置,固化冷却后形成铸件的铸造工艺方法。 1.简化模型,无需启动模型。 2.铸件尺寸精度和表面光洁度显著提高。 3.简化了工艺,填砂的过程就是造型的过程,大大提高了劳动强度和劳动条件。在产量相同的情况下,熟悉工人的技术 降低练习程度要求。 4.带孔或内腔的铸件不需要下芯。 5.采用无粘结剂的干砂造型,消除了水、粘结剂和附加物造成的铸造缺陷。 6.由于工艺的减少和必要设备的简化,投资很容易实现机械化和自动化生产。 7.节材节能,旧砂回用率可达95%以上,无粘土砂生产线等砂处理设备。 8.铸件成本可降低10% ~ 40%(铸钢件成本可降低40%左右,铸铁件可降低10%~ 20%左右)
铸造已成为现代科学技术(能源、信息、材料)三大支柱之一的材料科学的重要组成部分。中国铸造生产连续十多年位居世界第一,2018年超过4720万吨,铸造生产是液体、固体(有时附加气体)变化,同时具有高温梯度生产模式,现称为成型技术,其高温、高风险、跨越金属、非金属物质领域、多学科的固有特点远比其他行业复杂;在浇注的那一刻,同时作用于最终结果的制约因素很多,导致其定期研究和具体控制技术明显不可探测。铸造工人必须对这种高、难、枯的特点有足够的了解。
虚拟制造和网络制造
- 社会发展、科技进步、生活节奏加快。市场的快速变化和反应速度意味着商机。
- 全球经济一体化:全球制造网络,wto的诞生
- 制造业信息化:电子商务,edi电子数据交换
- 个性化消费:客户化生产
虚拟制造的相关定义
是一门以计算机仿真技术、制造系统与加工过程建模理论VR以技术、分布式计算理论和产品数据管理技术为理论基础,研究如何在计算机网络环境和虚拟现实环境中完成制造系统整个过程的计算和模拟。
它是一个软硬件系统,在虚拟制造技术的指导下,建立在计算机网络和虚拟现实环境中,具有集成、开放、分布、平行、人机交互的特点,可以从产品生产过程的高度分析和解决制造系统各环节的技术问题。
虚拟制造特性
- 集成性
- 反复性
- 并行性
- 人机交互性
虚拟制造与实际制造的关系
■虚拟制造是对实际制造活动的抽象 ■实际制造是虚拟制造的实例 ■虚拟制造是一种更高层次上的计算机技术在设计、制造,管理等各个环节中的应用
虚拟制造的使能技术
使能技术
- 多通道交互
- 虚拟环境建模
- 产品建模
- 数据转换与处理
- 网络环境下的知识获取和建库
- 基于vr计算可视化
虚拟制造的关键技术
关键技术
- 虚拟设计与装配技术
- 实现虚拟产品技术
- 虚拟检测与评价技术
- 虚拟纹理分析技术
- 虚拟实验技术
- 虚拟生产技术
虚拟制造应用
减少设计缺陷给后期制造带来的变化和废品率,缩短产品开发周期。
网络制造
计算机网络基于虚拟现实,Multi-Agent支持技术,构建在线虚拟企业,重组各种生产制造资源,模拟异地产品的设计和功能,快速生产满足用户要求的整个制造过程。
网络制造的主要特点
■快速响应市场变化 ■资源的充分利用 ■稳定,提高产品质量 ■降低企业风险
网络制造工艺技术
■网络通信技术 ■并行工程 ■虚拟现实技术 ■数控技术 ■现代检测和信息技术 ■快速成型技术 ■激光技术
网络制造的基本内涵
在线产品快速设计和制造系统
- 基础理论的快速制造
- 快速制造生产模式
- 虚拟设计与制造技术
- 网络制造技术
- CAD/CAM一体化技术
- 开放式制造自动化技术
- 智能监控与诊断技术