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      目前國內全自動造型機低壓鑄造普遍存在的問題

      發布時間:2017-10-04

      目前國內全自動造型機低壓鑄造法在批量生產鋁合金鑄件上存在的問題是:澆注條件相對不穩定,影響產品質量穩定性和成品率;其次是生產效率不高,操作比較麻煩,現作如下分析。
        (1)設備設計與鑄造工藝嚴重脫節。目前國產低壓鑄造設備大都不能原定鑄造工藝實現和重現。   典型的是液面加壓系統。全自動造型機低壓鑄造   重要的是工藝過程要靠液面加壓系統來。諸如升液曲線是指保溫爐內液面壓力和時間曲線。但目前國內數家工廠或公司出品的液面加壓系統均只能在控制柜試壓筒或控制柜反饋管內實現預定加壓一時間參數。在保溫爐增鍋液面上的實際壓力一時間參數就不是原來設定的   佳工藝參數,而且其重現性很差。造成這種現象的原因是多方面的,如增鍋內液面逐漸下降和保溫爐泄漏;控制統大多采用中間繼電器過程控制,精度很差;減壓閥流量太??;反饋信號直接采用氣壓,由于管路阻力,反饋信號失真以及控制系統對弱小反饋信號反應不敏感等等。特別是金屬型薄壁鑄件,要求液面加壓系統能夠升壓,補縮。而目前液面加壓系統大都不能滿足這類工藝要求。由于液面加壓系統不能原定   佳工藝實現和重現,造成鑄件成品率下降。   明顯的證據是原先全自動造型機低壓鑄造摩托車輪轂的廠家由于以上原因成品率下降后又紛紛改用金屬型重力鑄造。他們認為金屬型重力鑄造工藝簡單,成品率與低壓鑄造相當。但就質量而言,低壓鑄造產品如摩托車減振筒比金屬型重力鑄造要好得多。
        (2)全自動造型機低壓鑄造件模具設計,目前國內水平一般憑經驗設計,對于合金液在鑄型中流動情況、散熱和凝固大多是憑經驗。大部分模具設計無冷卻和加熱系統,一般很難鑄件各部位均能達到順序凝固和充分補縮。且由于生產中模具各部分溫度變化,使原來預定的較好的加壓規范、工藝參數并不能重復鑄件品質。
        關于模具內腔設計和加工。無CAD/CAM技術,大多數是人工操作,難于滿足復雜空間和曲面形狀模具要求,對于一些要求能排氣又要求滑動而不漏鋁的部分,其精度得不到。鑄件尺寸精度一般在7~9級,表面粗糙度Ra12.5~6.3μm。金屬型和低壓鑄造件尺寸精度可達5~6級,表面粗糙度Ra≤1.6μm。
        (3)低壓鑄造機零部件性差。如減壓閥流量??;升液管容易被侵蝕;保溫套熱效率低且壽命短,經常造成升液管   上端過早凝固堵塞;保溫電爐僅用繼電器加XCT-101動圈式溫控表,電流電壓沖擊大,合金液溫度波動大;液壓泵和電磁閥質量差,經常損壞,低壓鑄造機中眾多元件并非低壓機,它們與整個   工業基礎和質保體系水平相關。
        (4)一般國產低壓機上無模具定位和自動裝夾系統,造成裝夾和   換模具比較麻煩。
        (5)模具表面涂料性差。補噴涂料或   換模具既影響生產率又造成工藝不穩定性(英國FOSECO鋁合金金屬型涂料可達500~1500型壽命)。
        (6)整機自動化程度低。目前大都采用手動或半自動。各工藝過程連動大多由分立的繼電器和電磁閥連動,造成原來預想的比較嚴格的工藝參數不能令人滿意。
        一、21世紀低壓鑄造的變化
        (1)全自動造型機低壓鑄造機成套設備與工藝要求密切結合滿足各種工藝參數要求。其液面加壓系統將采用PLC可編程序邏輯控制系統對模具各部位溫度和保溫爐內合金液溫度微調監控,對保溫爐內液面高度變化和爐體泄漏自動補償,自動調節充型壓力和時間參數,   佳工藝實現和重復性。模內工藝參數從電視屏幕上可清晰反映,原來預定的工藝參數(曲線)與實際工藝參數之間差額通過PLC控制可縮小到標準范圍之內。
        (2)低壓鑄造模具CAD設計可模擬合金液充填和凝固過程,使生產中模具滿足充填鑄型時流動平穩、順序凝固及充分補縮。而且模具經CAD/CAM設計和加工后可獲得復雜內腔曲面,模具尺寸精度達到±0.05,表面粗糙度Ra<0.8μm。而低壓鑄造件尺寸精度可提高到CT4-5,表面粗糙度下降到Ra<1.6μm。
        全自動造型機低壓鑄造模具內可放置溫度、壓力各種傳感元件,多個加熱和冷卻單元,并采用多通道計算機監控,與主機有方便的接口。
        (3)主機采用集成式液壓系統。模具可定位和液壓機構鎖定。裝卸模具,整個開模-頂出-取件-合模-澆注-冷卻-開模高度自動化。故障自動報警、診斷、停機。
        (4)為了使低壓鑄件在   大壓力下補縮和凝固,低壓鑄造已向差壓鑄造方面發展。增鍋和模具內預先充壓力,依靠增鍋和模具內壓力差達到低壓鑄造目的。此工藝目前已有生產,但工藝裝備復雜,自動化程度低。21世紀將簡化工藝裝備和提高自動化程度。
        二、21世紀低壓鑄造展望
        (1)大型薄壁鋁合金鑄件一直是鑄造界的難題,低壓鑄造是   佳工藝方法。據有關方面信息,美國目前可生產直徑800mm、長5m、壁厚6~8mm的鑄件,合金材料A357。我國也將研制直徑600~左右、高3m、壁厚6mm的差壓鑄件。
        (2)汽車發動機中若干鋁合金零件如排氣管、缸蓋以及摩托車發動機缸頭、缸蓋和輪轂目前大量仍采用金屬型重力鑄造。特別是鋁合金輪轂,我國起步時大部分都采用低壓鑄造,現在由于低壓鑄造成套設備不能滿足工藝要求,生產率低,許多原來采用低壓鑄造的廠家走回頭路又用金屬型重力鑄造法生產。但隨著技術進步,包括汽車、摩托車缸頭、缸蓋、排氣岐管和輪轂將大量采用低壓鑄造法生產,使鑄件質量提高一個檔次。
        (3)質量大于1000kg以上的大型離心泵不銹鋼葉輪,葉片厚度薄,面積大,而軸頸斷面尺寸大,鑄件厚薄不均,且工作時承受應力腐蝕環境。常規砂型重力澆注時鑄件中出現比較嚴重縮松。在腐蝕環境下壽命縮短。此類零件在低壓鑄造設備完備的前提下,采用樹脂砂或石墨型低壓鑄造法有望鑄造成組織致密、尺寸   的   鑄件。這類鑄件在核電裝備中具有重要地位。 

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