本文關鍵詞：基于鐵型覆砂鑄造技術鐵型型腔清砂過程方法的研究

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【摘要】：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;浙江省機電設計研究院采用一臺雙質鐵振動落砂機對覆砂鐵型進行型砂清理,問題在于雙質體振動落砂機輸入功率大,導致耗電量大,振動過程中電機軸兩端的偏振塊偏角不可調,由振動而引發(fā)的噪音高達上百分貝及粉塵問題,而且其清砂效率低下,鐵型內腔覆砂層清理不干凈。目前,對于鐵型內腔清砂過程的研究往往將重點設定在與鐵型相作用的雙質鐵振動落砂機上,并從不同角度對落砂機做出了優(yōu)化設計以提高清砂效率,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計研究院在現(xiàn)實環(huán)境下清砂遇到的問題,并結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:從預處理的角度出發(fā),結合理論分析、實驗模擬、數據采集和對比分析的方法,對覆砂鐵型在落入振動平臺前進行處理,提出可基于裂紋學技術對覆砂層進行切割,裂紋的出現(xiàn)會衍生應力集中效應,現(xiàn)將研究內容與結果做以下陳述:1.基于裂紋學理論基礎,建立了固化覆膜砂的理論模型,根據固化覆膜砂層經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)擴展的初始形態(tài)并分析了其所受應力和應變的關系,得到了經裂紋預處理的可行性。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計,得到了:固化覆膜砂層強度值在一定的溫度范圍內變化時隨溫度降呈現(xiàn)一定的線性關系;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.基于裂紋學理論分析基礎及型砂分析、強度溫度降關系等搭建了固化覆膜砂裂紋切割碰撞實驗,保留其它變量控制單一變量,結果表明:在不同強度下,一定溫度范圍內的強度降并沒有影響固化覆膜砂脫落鐵型內腔的時間;對溫度值為CC??5160?的兩組固化覆膜砂進行碰撞實驗,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進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,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。4.通過評價分析,采用預處理的方式在一定程度上可以改善清砂環(huán)境,基于碰撞數值,經過計算表明其效率值提高了約%53,優(yōu)化了雙質鐵振動落砂機的清砂環(huán)境和效率。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG24

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