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1、第30卷专辑稀有金属2006年12月Vol.30Spec.IssueCHINESEJOURNALOFRAREMETALSDec.2006铝合金低压铸造浇注系统的CAD设计1312廖海洪,梁敏洁,程军(1.中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051;2.北方工业集团公司科技部,北京100083)摘要:基于低压铸造的基础理论,确定出了低压铸造浇注工艺参数,并根据低压铸造工艺设计流程,以Windows2000和AutoCAD作为支撑软件和系统平台,采用VisualC++等软件作为开发工具,成功开发了低压铸造加压规范的程序,并绘制了
2、加压工艺规范曲线;同时,在低压铸造工艺设计中进行了浇注系统模块的开发。此系统可以方便、快速地计算各工艺参数,完成加压工艺规范及浇注系统模块的开发,生成友好的人机交互式界面。通过实例验证,证明了该系统的实用性和正确性。关键词:低压铸造;计算机辅助设计(CAD);加压规范;浇注系统中图分类号:TG233.1文献标识码:A文章编号:0258-7076(2006)-0043-06低压铸造是介于压力铸造和重力铸造之间的鉴于以上几点,作者开发了一套实用的铝合一种特种铸造方法,最早由英国人LakeEF于1910金低压铸造浇注工艺CAD系统,并成
3、功的将其应[1]年提出并申请专利,是实现铸件少余量、无余量用于实际生产中,且验证了其正确性。加工,铸件精密化、薄壁化、轻量化和节能化的重1理论模型要措施。具有充型平稳、速度易于控制;冲击和飞溅小,氧化渣少;组织致密度和力学性能高;浇注1.1加压工艺参数的确定系统比较简单,工艺出品率高;适用范围广等诸多在低压铸造工艺中,各工艺参数的确定,直接优点。这使得低压铸造技术发展迅速,并引起了人影响着铸件的浇注过程和成型过程,对铸件的内[2,3]们广泛的关注。在质量起着决定性的作用,因此如何正确合理的随着我国工业水平的迅速发展,铝合金的应用设
4、计升液和充型压力、充型速度、结晶压力、保压越来越广泛,且对其铸件的质量和性能也要求越来时间等参数,是提高铸件质量的关键因素。越高,这使得铝合金低压铸造技术得以快速发展,1.1.1充型压力、充型速度的确定充型压力[4]并在实际生产中显示了强大的生命力。但由于低是合金液进入型腔直到型腔被充满这一阶段作用压铸造生产工艺的完成大多数都凭借工程技术人员在金属液上的压力。当铸件高度确定后,就可以根[2]的经验来进行工艺设计,大大消耗了人力和物力,据下式来计算充型压力值:削弱了生产厂家的竞争力,而采用低压铸造工艺H·γ·μ-2p充=(kg·cm
5、)(1)103316CAD技术能消除人为的计算误差并达到最优化设-2式中:p充为充型压力,kg·cm;H为合金液从液计,还能将设计的结果自动打印记录,绘制铸造工艺卡、工装图等技术文件,极大的缩短设计周期、提面上升到铸件的顶部的总高度,cm;γ为合金液的-3高生产率,从而降低生产成本,提高产品质量。因此比重,g·cm;μ为充型阻力系数,一般取1.2～利用计算机技术改变低压铸造目前的生产设计状况1.5(其值与型内反压、铸件的平均壁厚、充型速度具有极为现实和重要的意义。近年来国内外在铸造等有关)。[5,6]充型速度v工艺CAD做出了许多
6、研究和开发,相继研发了充是指充型过程中,金属液面在型一批实用的软件,但有关低压铸造浇注工艺CAD系腔中的平均上升速度。v充数值选择的恰当与否对统的软件开发,目前仍相对较少。铸件的质量有直接的影响。充型速度反映了充型收稿日期:2006-06-20;修订日期:2006-09-10作者简介:廖海洪(1972-),男,湖南武冈人,硕士,讲师;研究方向:计算机在材料加工中的应用3通讯联系人(E2mail:lhh@nuc.edu.cn)44稀有金属30卷[9]过程中金属液的上升情况,如果充型速度太快,型铸件可增至0.2～0.3MPa。腔中的气
7、体来不及排出,则会使铸件产生气孔、轮增压时间的确定,对于厚壁且有较高结晶压-2廓不清晰等缺陷,如果充型速度太慢,则会使金属力的铸件,增压速度一般控制在175～350kg·m·-1液温度下降而使粘度增大,铸件产生冷隔或浇不s,对于凝固速度快(薄壁)有较高结晶压力的铸-2-1足等铸造缺陷,所以充型速度和充型压力的合理件,增压速度一般控制在350～500kg·m·s。[3]准确控制是控制铸件质量的关键环节。故:t增压=(p增压-p充)Pvp增压速度(4)[2]本次程序设计选用H.M卡尔金公式来计算1.1.4保压时间的确定保压时间就是当金
8、属充型速度液面上的压力,升至凝固压力后,保持至铸件完全h凝固所需要的时间。保压时间的精确控制是保证ν充min=0122×(2)δ·lnt浇获得优质铸件的重要工艺因素,保压时间过长,浇380口残留部分增多,不仅降低金属利用率,而且造成式中:ν充min
