铸造模具十篇

铸造模具篇1

(1.枣庄市盛源荣达实业有限责任公司，山东枣庄，277519；2.山东理工大学，山东淄博，255049)

摘要：本文利用快速成型、硅溶胶翻模及树脂模具制造工艺，开发了一种汽车轮毂树脂铸造模具的快速制造技术。用该工艺制造的铸造模具的尺寸精度、表面光洁度和表面硬度都很高，可满足铸造的工艺要求。

关键词 ：汽车轮毂，树脂铸造模具，快速成型，硅溶胶翻模

作者简介：翟传伟（1989-），男，山东枣庄人，本科，主要从事铸造工艺的研究。基金项目：山东省研究生教育创新计划项目（SDYY13132）资助课题。

1 引言

在铸造过程中，模具是必不可少的铸造工艺装备，以往的铸造模具多是采用木质或是铝质的。传统的模具制造方法由于制造工艺复杂，所以具有本身所固有的一些缺点，如制造成本高、生产周期长、产品改进困难等。

本文针对汽车轮毂铸钢铸件， 将快速成型[ 1 , 2 ]、硅橡胶翻模以及树脂模具制造等技术[ 3 , 4 ]有机结合在一起， 开发出了快速制造用于垂直分型无箱造型的树脂铸造模具的新工艺， 满足了该铸件生产的需要。用快速成型技术制造的原型材质为光敏树脂， 其强度和表面硬度不高， 不能直接使用， 所以本文将原型翻制成表层耐磨和背层强度高的环氧树脂复合材料来制作铸造模具。用该工艺制作的模具具有尺寸精度， 表面光洁度和硬度都较高， 制造周期短的优点。

2 树脂铸造模具快速原型的制作

本文在该汽车轮毂铸件零件图的基础上，根据铸件的技术要求和查表所得的加工余量、拔模斜度、收缩率、铸件尺寸公差等工艺因素（其中收缩率的选取还考虑到硅橡胶凹模、树脂铸造模具的制造翻制误差、自身线收缩产生的误差），采用UG软件画出的铸件三维图，如图1所示。

将该铸件三维图转化为S T L 格式文件， 用快速成型机L P S 6 0 0 A 制得的模具快速原型如图2 所示。

3 树脂铸造模具的制造

3.1铸件树脂模具的制造利用制得的模具的快速原型，将其表面清理干将硅橡胶与固化剂按50:1的比例混合均匀的硅橡胶液体在其表面用毛刷涂刷2～3层，待硅橡胶固化后，得到硅橡胶层如图3所示。

将硅橡胶层的背面用与一定的水混合后的石膏粉泥以一定的厚度均匀地涂覆，待石膏层完全硬化后，将涂覆有石膏背层的硅橡胶层从原型上取下，则得到了用于制造树脂模具的硅橡胶凹模如图4所示。

在硅橡胶凹模表面先刷上一层由环氧树脂、固化剂、耐火材料粉末等材料混制成的面层树脂材料，如图5所示，待其硬化以后，在面层树脂材料上再均匀涂敷上一层厚度为2 ～ 3 c m 厚的由树脂、固化剂以及短切纤维原丝混制而成的背层树脂材料，待树脂材料固化以后，去除硅橡胶凹模，得到铸件的树脂铸造模具如图6所示。

3.2 树脂铸造模具浇注系统的设计

本文根据该汽车轮毂铸件是采用垂直分型无箱造型铸造工艺的要求，计算并设计了与造型设备相配合的铸造模具所需的左、右型板，模具采用一型铸六个铸件的造型方式，计算并设计了铸造模具的浇口杯、直浇道、横浇道及内浇道等浇注系统（详见图7和图8所示）。

3.3 树脂铸造模具的组装

根据设计的铸造模具的型板及浇注系统等模具各部分在型板上的位置，将各部分安装在型板上，得到的完整的树脂铸造模具的左、右模板的实物图分别如图7，8所示。

4 树脂铸造模具的制造工艺分析

4.1 快速成型技术和硅橡胶翻模技术是本文

开发的模具快速制造技术的基本保证利用快速成型技术可以迅速而方便地得到树脂模具的原型，原型的尺寸精度高，误差只有零点几毫米，这就保证了模具的制造精度。

在得到的原型的基础上，利用硅橡胶翻模技术可以方便地将模具原型翻成用于制造树脂模具的硅橡胶凹模，可以保证树脂模具的制造精度。经过对树脂铸造模具实际尺寸的检测，其尺寸误差在0.5mm以内，满足了铸造模具的精度要求。

4.2 采用面层和背层复合树脂材料可保证模具的使用性能

在环氧树脂材料中加入耐火材料粉末作为树脂模具的面层材料，可确保树脂铸造模具表面的硬度和耐磨性能，加入玻璃纤维丝作为背层材料可以保证模具的使用强度，树脂铸造模具的使用寿命要接近于铝质模具。所以对于批量不大的铸件而言，可以利用树脂铸造模具来满足生产要求，而不需要制造金属模具（铝质或是钢质），增加生产成本。

5 结论

（1）在首先得到模具快速原型的基础上，利用硅橡胶翻模技术和树脂模具制造技术可以快速翻制出树脂铸造模具。

（2）利用本文开发的新模具制造工艺制造的树脂铸造模具具有尺寸精度、表面光洁度和表面硬度都很高的特点，可满足铸造的工艺要求。

（3）本文开发的树脂铸造模具可适用于生产批量不大的铸件的铸造工艺过程中，取代金属模具，节约生产成本。

参考文献

[1]卢秉恒.西安交通大学先进制造技术研究进展[J].中国工程科学，2013,15(1):4-8

[2]张勇，卢秉恒.采用RP技术的玻璃模具的快速制造[J].现代制造工程，2012,(8):41-45

铸造模具篇2

一、重力铸造概述

重力铸造是指当溶液金属在自身重力的作用下，先冲向型腔底部，金属液热胀冷缩凝固后，上部未凝固的金属液利用重力补充，当底部逐渐充满液面上升，然后再充满整个型腔的一种铸造工艺。铸造工艺设计参数包括加工余量，工艺余量，金属收缩量等。金属型模具有一下几个优势；操作方便，精度高，成本低，反复使用。对于此产品来说，几何尺寸精度和金相组织等铸造质量方面，优于其它铸造工艺，设计制造工艺相对简单。

二、UG模具设计

2.1建立模型

我们在UG8.0模型环境界面下完成模具的三维立体效果模型，在这里我们主要运用了，UG的主要是运用拉伸、旋转，边倒圆，求和等命令，建模过程不太复杂我们在这里就不具体阐述了，见图2-1（a.b）所示。

2.2模具的分型设计

在UG8.0建模环境下，设计模具点击注塑模向导我们要完成以下设计过程，初始化项目，模具csys，收缩率，工件，在注塑模工具中把模具的孔修补，创建模型分型面。

在创建模型分型面中我们重点讲述以下：

（1）创建分型线应选择产品最大轮廓，有利于脱模分型。

（2）分型线的数量尽量减少，这样在后面的模具加工CAE中减少工作量，还可以增加美观。

（3）分型面与开模方向相互垂直，脱模一般在上模，所以应尽可能在分模后，将产品留在上模一侧。

（4）分型面应保证设置浇冒口的方便，也要考虑到排气问题，金属充型时可以流动平稳，有助型里的空间排出。

这是设计分型面的要求，完成分型面如图所示2―2（a）

经过上述步骤后，在模具分型工具中选取面创建的工件型腔、型芯和铝合金模模具装配爆炸图及结构图如图2- 3（b.c.d.e）所示

1.下模；2.和模定位销；3.定位压块；4.上模；5.合模定位套；6.安装支座；7.上模顶杆板；8.下模顶杆板；9.顶杆板导向柱；10.顶杆板限位块

2.3砂芯模具设计

从模具的三维立体效果图中我们可以看出，模具内部需要侧抽芯来成型侧孔，抽芯比较复杂，开模困难。所以我们选取砂芯来作为腔芯，但是材料就很重要，砂型铸造用模具的材料，使用最多的是木材，此外，还有易熔金属、轻金属、泡沫塑料、树脂砂和石膏、水泥等。我们所用的材料是树脂砂来做砂芯。这样就可以解决侧孔问题。

（1）运用UG8.0的复制模具腔内的所有平面，将其缝合起来，完成砂芯模型如图2―3，a

（2）砂芯模具设计和铝合金模具设计相同，我们在这里就不单独说明，完成模具的分型，生成型腔和型芯，砂芯实体及砂芯模装配图。如图所以2―3，b，c

2.4产品模架设计过程

根据型芯和型腔的型号，选择模架，系统自动载入模架。不需要单独设置冒口，利用顶杆排气就已经可以达到生产要求。

我们在模架设计中还要注意几点：

（1）浇注方式：此产品模具设计中我们选取的是顶注式，顶注式的优点是，有利于金属液的凝固，腔底不断的凝固，腔壁的金属液不断补充收缩，最终充满整个腔体，可以减少缩松缺陷。模具设计制造比较便利。但也有缺陷在浇注过程中，不利于细小的气体排出，容易产生小气泡。还有在浇注口处容易产生废液，材料利用率低。

（2）排气设计：在浇注过程中金属液凝固气体排出是影响产品生产质量重要的因素，虽然此模具不需要冒口设计，但是在腔体内转角处影响气体的排出，阻碍充腔。所以适当的设计排气塞或排气道。设计到液体所流动的末端，试气体更好的排出，完成产品的质量要求。

（3）顶出系统：铝合金变速箱顶盖设计中铸件一般留在上模中，所以顶杆一般都设计在上模，并用顶杆顶出铸件，一般此模具需要8―12根顶杆。

三、模具材料选取

铝模材料选用H13耐热钢，砂模材料选用HT250铸铁。

四、产品铸件制造生产

模具设计完成后，直接进入UGCAM模块进行数控编程，在加工中心完成模具型腔的加工操作。

由于铝合金密度低并且导热性良好，耐热疲劳性强，强度比较高，表面质量符合标准要求。浇注前也要对铝模进行预热，其作用是防止模具与铝合金液接触时的温差多大，造成铸件内出现缩松、裂纹和模具的损坏。

铸件生产过程先把砂芯在铝模的固定对应位置，合模之后，铝液温度一般控制700～750℃，要对模具进行预热处理，使其温度达到600摄氏度，保温25分钟，将铝合金液从模具侧面的料斗倒入，然后将铝模向上翻90°，使铝合金液逐步流入模具中，并充分填充其内，一定在自然冷却后，开模取出铸件。敲碎砂芯模。得到产品，生产过程中翻转状态如图4-1所示（a.b）。

铸造模具篇3

[关键词]消失模铸造工艺 缺陷 处理

中图分类号：TG249.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0052-01

前言：消失模铸造工艺本身具备着无需取模、无分型面、无砂芯的特点，这一特点就使得其本身生产的铸件没有飞边、毛刺和拔模斜度，但我国消失模铸造工艺也存在着废品率较高的问题，为了解决这一问题推动我国消失模铸造工艺的发展，正是本文就消失模铸造工艺进行研究的目的所在。

1. 常见的消失模铸造工艺缺陷

1.1 铸型损坏

在消失模铸造工艺中，铸型损坏是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷主要存在着铸型上部崩塌、型腔内局部产生空洞而致铸型损坏、浇注系统设置不当而致的铸型损坏等三种缺陷形式。具体来说，铸型上部崩塌主要源于铸型上部崩塌或金属液的浮力损坏;而在型腔内局部产生空洞而致铸型损坏则主要源于金属液置换消失模的过程不顺畅，空洞处的铸型因受金属液的热作用而损坏所致;而浇注系统设置不当而致的铸型损坏则主要源于内浇道太短与砂层太薄的影响[1]。

1.2 浇注不足

除了铸型损坏，浇注不足也是较为常见的消失模铸造工艺缺陷，这一缺陷的出现主要是受温度低合金金属液流动性较低所致。此外，薄壁铸件的生产也较为容易出现浇筑不足的问题。

1.3 粘砂

在消失模铸造工艺中，粘砂也是较为常见的铸造缺陷，而浇注温度过高、型砂充填紧实度不够等都能够引起这一缺陷。具体来说，浇注温度过高所引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，主要源于高温下涂料附着力差，强度低，耐火性差;而型砂充填紧实度不够引起的消失模铸造工艺粘砂缺陷，则主要来自于一次向砂箱中投入全部型砂后再振实存在的填砂不紧[2]。

1.4 铸钢件表面增碳

在消失模铸造工艺铸造不锈钢或低碳钢铸件时，表面增碳的问题较为常见，这也属于消失模铸造工艺存在的缺陷之一。之所以会出现表面增碳的问题，主要是由于钢液含碳量较低所致，含碳量高的钢（如高锰钢）增碳不明显就能够较好的证明这一结论。

2.处理消失模铸造工艺缺陷的方法

2.1 铸型损坏工艺缺陷的处理

在铸型上部崩塌这一铸型损坏工艺缺陷的处理中，我们只要设法保证铸型上部有足够的吃砂量就能够较好的避免这一缺陷的出现;而在型腔内局部产生空洞而致的铸型损坏缺陷中，建议进行浇注方案的改进，以此实现液流前端持续、不停顿地流动;而在浇注系统设置不当而致的铸型损坏缺陷中，为了较好的根除这一缺陷，建议适当拉长内浇道长度，以此实现铸件与横浇道之间的砂层的增厚，这样就能够有效避免薄砂层损坏的缺陷出现[3]。

2.2 浇注不足工艺缺陷的处理

在浇注不足工艺缺陷的处理中，当面对受温度低合金金属液流动性较低所致的浇筑不足缺陷时，我们可以采用适当提高温度并增加砂箱中的减压程度的方式解决这一缺陷;而对于薄壁铸件生产的浇筑缺陷来说，我们可以采用降低发泡模密度解决这一缺陷。

2.3 粘砂工艺缺陷的处理

在处理因浇注温度过高引起的粘砂工艺缺陷时，我们可以采用适当提高浇注温度的方式，这种方式在解决粘砂缺陷的同时还能够在一定程度上提高消失模铸造的质量。例如，在进行小型铸铁件时，我们就可以将浇注的温度提高到1380～ 1400℃，这样就能够较好的避免粘砂缺陷的出现并提高小型铸铁件的浇注质量;而在型砂充填紧实度不够的缺陷处理中，建议使用分批加砂方式进行该缺陷的处理，并同时辅以手工辅助填砂，这样最终完成的砂箱填砂、振实，就能够较好的避免型砂充填紧实度不够所引发的粘砂工艺缺陷出现[4]。

2.4 铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理

在铸钢件表面增碳工艺缺陷的处理中，我国当下存在着通过砂箱减压可缩短浇注时间、用EPMMA珠粒代替EPS珠粒两种处理方式，不过前者只能够减轻增碳情况，并不能彻底根除这一缺陷，推荐使用EPMMA珠粒代替EPS珠粒，以此根除铸钢件表面增碳缺陷的方式。

3.消失模铸造的工艺要点

3.1 消失模摸料的选择

为了能够较好的完成消失模铸造，提高铸件质量，我们就需要合理的选择消失模摸料。在我国当下，EPS是应用最早而且最为广泛使用在消失模铸造上的摸样材料，其本身具备着价格便宜、易于采购的优点。

3.2 造型材料的要求

上文中我们提到的原砂就是消失模铸造中使用的造型材料，一般来说原砂需要满足Si O2的质量分数在90%～95%区间。想要铸造较为高质量的消失模铸件，我们就必须为其准备透气性良好的型砂。对于原砂来说，我们还需要控制其洁净度与粒度，以此保证其流动性与紧实性能够满足消失模铸造的需求。一般来说，原砂在使用时其温度应控制在60℃以下，当其温度到达60℃时，我们就必须对其进行降温，并在降温后继续使用，这是为了避免泡沫模样软化问题的出现，保证消失模铸造质量的必然过程[5]。

3.3 工艺过程及控制措施

在铸钢件消失模铸造时涂料的配制中，这一涂料需要具备高的耐火度、防止粘砂、高的强度、良好的透气性、优良的涂挂性能、较强的附着力等优点;而在填砂造型环节中，需要依次进行放底砂、放模、填砂造型、覆膜并放浇杯的工艺流程，其中放底砂需要在砂箱内防治100mm左右的底砂，而放模操作则需要将砂箱底部刮平，并保证模型与砂箱四周距离控制在80mm～100mm，这样就能够有效避免钢水泄漏问题的出现，而在填砂造型的操作中，我们需要采用采用往复n次向模样内外腔落砂的方式进行填砂，而在覆膜并放浇杯操作中，我们需要保证塑料膜的完好与大小适中，并在塑料膜上盖一层厚约30mm保护砂，这样就能够有效避免口杯位移或掉入砂粒、杂物的问题出现，并以此较好的保证消失模铸造的质量。

结论：作为一个系统工程，消失模铸造本身对于企业来说有着较高的难度，这也就是的其在铸造过程中难免出现一些工业方面的缺陷，而由于这种缺陷是其他造型工业所不具备的，这就加大了企业解决相关缺陷的效率与质量。本文对消失模铸造工艺中较为常见的缺陷进行了分析，希望这一分析能够在一定程度上推动我国消失模铸造工业的相关发展。

参考文献：

[1]郭鹏，叶升平.发动机缸体消失模铸造工艺[J].现代铸铁，2012，01：43-45.

[2]李旭升，胡玉昆，王海燕，米国发.连接筒的消失模铸造工艺设计及数值模拟[J].热加工工艺，2012，11：43-46.

[3]符坚，龙枚青，符寒光.球铁管件真空消失模壳型复合铸造工艺的研究[J].现代铸铁，2012，05：22-27.

铸造模具篇4

【关键词】熔模铸造 3D成型 新产品 复杂 精度

一、引言

熔模铸造通常是指将易熔材料制成模样，在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样融化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方法。由于模样广泛采用蜡质材料制作，故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。现今国内大多采用压力将糊状模料压入成型的方法制作熔模。压制熔模之前，需先在压型表面涂分型剂，以便从压型中取出熔模。该蜡模制作工艺过程较复杂，设备及辅材成本较高，小批量生产成本较高。

二、熔模铸造中3D成型技术的应用

（一）利用3D成型技术制作的产品展示

我公司2011年开始引进3D成型技术，目前已熟练掌握将3D成型与精密铸造相结合的制造工艺，并利用3D成型与精密铸造相结合的生产工艺制造了各种结构复杂的产品，产值约4000万，取得了客户的肯定有好评，主要包括泵、阀、喷水推进器等（如下图所示）：

图1 HC-276高速泵

图2 Zr-702旋塞阀

图3 Zr-702止回阀

图4 ZTA2导流罩

图5 ZTA3叶轮

图6 ZTA3导叶体/叶轮

（二）3D成型技术用于熔模铸造的工艺

目前在制造业特别是航空、航天、国防、汽车等重点行业，基础的核心部件一般为金属零件，而且其中相当多的金属零件是非对称性的，有着不规则曲面或结构复杂的零件，这些零件的生产通常采用精密铸造方法的制作。在铸造生产中，一般需用使用消失模来复制金属零件，而消失模的制造多数是通过金属模具获得，因此金属模具的加工成为铸件生产的瓶颈。

随着3D成型技术的发展，目前已能快速、直接的生产精密铸造所需的消失模，解决了传统铸造中模具研制周期长、成本高和难以制作复杂曲面等难题。3D成型技术与铸造、数控加工等制造手段相结合为现今模型、模具和新产品等制造提供了强有力支撑，不但降低生产成本，提高生产效率，而且还使铸件更具有个性化、多样化。

3D成型技术又叫增材制造，与传统的减材制造相比，它是一种将三维数据先离散后聚集方法制造实体零件，通常是先将原料一层一层的叠加，然后逐层激光烧结而成。它是以三维的数据模型为基础，首先在计算机中设计一个数字化三维立体模型，然后把这个模型用计算机的处理软件分割成很多小单元，转化成二维数据，最后再把二维数据累积在一起形成三维模型。

3D成型机具有与proe、catia等三维软件对接的能力。3D技术的使用，不但可以得到更加复杂、更加精密的三维模型，而且简化了消失模制作的过程，不再需要使用模具来制作蜡模。对于小批量复杂的蜡模生产，省去了模具的使用费用，同时省去了修模的时间与费用，在新产品的研制阶段效率更高、成本更低。具体工艺如下图：

图7 传统熔模铸造工艺与3D成型技术运用于熔模铸造的工艺图

（三）3D成型技术用于熔模生产的优势

将3D成型技术应用于熔模铸造中，在制造结构复杂、精度要求高、批量小的产品时，比传统的熔模铸造有着不可比拟的优势：

（1）消失模的制作不受模具的限制，模型可更复杂化、多样化。

（2）消失模的制作更加的快捷、制作成本较低且周期短、精度高。

（3）铸件产品的精度更高、研发周期更短。

（四）3D成型与精密铸造技术结合在快艇喷水推进系统中的应用

在船舶动力系统中，喷水推进系统所需叶轮和导液体，均由多叶片构成，叶片形状按流体动力学原理设计，结构复杂，给模具开模抽芯带来困难，因此传统模具设计与制造工艺周期长，费用高，已严重制约了新产品研发。目前国外采用最有效的方法是，利用3D快速成型技术与熔模铸造相结合，可以克服上述困难，直接生产喷水推进系统的叶轮和导液体的消失模，消失模成型时不受模型形状的约束，成型的消失模经过后续的表面处理，表面粗糙度Ra 可以达到6.3μm，能很好的保证消失模的尺寸精度和表面质量。传统喷水推进器叶轮及导叶体一般采用陶瓷型壳铸造，为提高喷水推进器的性能，采用钛质导液体和叶轮，使装备更轻、效率更高、使用寿命更长、可靠性更佳。产品制壳具体工艺为：用氧化锆粉―锆溶胶―氧化锆砂桨料涂表层，背层及加固层的耐火材料选用莫来砂。由于叶片厚度小，不能有疏松，在浇注系统设计时要科学合理，适当控制浇注温度与型壳温度，采用离心铸造、热等静压等方法以提高浇铸质量，可获得高质量的铸件。

图8 叶轮与导液体3D模型

图9 ZTA3叶轮与导液体铸件产品图

三、结论

将3D成型技术应用于熔模铸造生产中，不仅提高了消失模制作的多样化、消失模的精度；同时也使得制得的消失模不再受传统模具的限制，更具复杂性。3D成型技术在熔模铸造中的使用，使铸件更具多样性、复杂性、精度高、开发周期短、成本低等特性，推动了精密铸造工艺的发展，具有广阔的市场前景。

Abstract：In investment casting industry， we mainly adopt the way of repression to make the wax model now. By this way， the procedure is more multifarious， the production cycle is longer， the raw and auxiliary materials’ cost is higher than the sand casting， the production cost is higher. Applying the 3d printer to making up the wax model， the wax model can be more complicated and is not affected by the parting surface . The precision of the wax model is higher and the production cost is lower.

Key words： Investment casting 3d printer multifarious precision cost

参考文献：

[1]曹瑜强 .铸造工艺及设备[M].机械工业出版社，2012.

[2]中国铸造协会.熔模铸造手册[M].机械工业出版社，2002.

铸造模具篇5

关键词：小型铸铝转子；离心铸造；顺序凝固；致密度；电机效率

如何提高电机的工作效率，同时降低制造成本，一直是广大电机设计制造者追求的目标，只有设计制造出更高效的电机产品，才能让电机制造企业在激烈的市场竞争中生存，同时这也是当今社会节能减排、绿色发展的需要。

以往，我公司生产的小型铸铝转子都采用压铸方式生产，电机效率一直无法得到有效提高，这是由压铸工艺性质本身所决定的，主要是由于压铸速度较快，铁心内的空气无法及时排出，造成铝条及端环处出现细微的气孔，从而影响了电机效率。近来，我公司为提高小型电机的工作效率，从提升转子性能入手，研究了一套离心铸造设备及工艺来生产小型铸铝转子，取得了很好的应用效果，电机实际工作效率提高2%～3%。本文结合NEMA18-4P/2.2kW电机铸铝转子，由压铸方式改为离心铸造工艺后的实际性能进行分析。

1 转子结构

本转子铁心为高冲自扣闭口槽结构，因此浇铸时无需中套。铁心外径∮105mm，铁心高度150mm，端环外径∮103mm，端环内径∮56mm，端环厚度12mm，轴孔∮34mm，转子总重7.95kg，其中铝部净重0.98kg。

2 工艺方案

此小型铸铝转子，国内自动化生产尚属首次，无可借鉴经验，又无资料可查。经过反复分析研究，精心拟定了一整套离心浇铸工艺实施方案。其中包括自动化设备的研究，工艺参数确定和模具结构设计等。

2.1 自动化设备的研究

由于小型铸铝转子一般批量较大，手动浇铸无法满足生产要求，所以为适应生产节奏，特研究了一整套双工位自动化生产设备来提高生产效率，大量使用伺服电机、光电传感器等先进电子元器件，采用先进PLC来进行控制，适用于外径150mm以下，高度200mm以下的闭口槽转子铁心。主要结构包括：（1）铝水保温单元；（2）铁心上料输送单元；（3）转子铁心中频加热单元；（4）铁心进出模抓取单元；（5）模具立式离心旋转单元；，（6）铝水自动浇铸单元；（7）铸铝转子下料输送单元；（8）铸铝转子自动切浇口及退假轴单元；（9）转子码垛单元。其中中频加热单元和模具立式离心旋转单元为核心结构，关系到最终产品的质量。

2.2 模具结构设计

由于NEMA18-4P该型铸铝转子铝环内径只有∮56mm，空间较小，考虑到直浇道拔模斜度等要求，上部铝水入口处尺寸会更小，铝液相对大型转子直浇道更容易凝固，这就提高了工装模具的设计制造的难度，也对浇铸时工艺参数的稳定控制提出了更高的要求。

模具立式旋转单元是整套设备最核心的部分，主要结构包括：（1）漏斗；（2）上模及直浇道；（3）铁心及假轴；（4）下模及冷却翅片；（5）变频旋转电机；（6）下模合模顶升套杆；（7）下模顶升油缸；（8）铸铝转子出模顶升杆；（9）铸铝转子出模顶升油缸；（10）底座。

2.2.1 上下模设计

浇注时严格遵循自下而上的顺序凝固要求，故特意在下模端环位置加了冷却翅片，浇注时随上下模一起旋转，以达到下模端环最先凝固的目的。同时在下模端环内侧均布开出宽度5mm，深度0.1mm的排气槽6个，以利于下端环排气。下模定位止口直径比铁心外径大0.1mm，即105.1mm。

上模与直浇道设计为一体，直浇道高度120mm，斜度为6度，内浇口为对称两瓣式，间隔6mm，浇口高度为4mm，同时在上模平衡柱上方均布开出宽度6mm，深度0.1mm的排气槽8个，以利于上端环排气。上模定位止口直径与下模一致，即105.1mm。

2.2.2 假轴设计

转子中心的假轴主要起到两个作用，1、防止铝液浇入轴孔，2、浇注完成后起到切除直浇口的作用。因此这就要保证假轴既能在高温下连续工作而不变形，同时在切除浇口时要有足够的强度，本设备采用的40Cr材料，加以适当热处理，满足生产要求。

2.3 工艺参数的确定

在离心铸铝工艺中，温度是最为关键的参数之一，它的高低直接影响最终铸铝转子质量。要想获得合格的转子，必须严格控制好模具温度，铁心温度及铝水温度，只有这三者达到合理的温度配合，严格遵循自下而上的顺序凝固原理，同时在合理的离心转速配合下，才能获得合格的铸铝转子。

2.3.1 上下模的预热温度

根据顺序凝固原理，铸铝转子的下端环应为最先凝固的部位，否则无法得到有效补缩而形成缩孔，因此下模预热温度应较低，实际以250～300℃为宜。而上端环及浇口为最后凝固的部位，同时为其它部位起补缩作用，因此上模预热温度应相对较高，以350～400℃为宜。

2.3.2 铁心温度

由于小型转子槽型面积相对较小，为了不使浇铸的铝液过早凝固，因此铁心预热温度相对较高，考虑到转子在转运过程中的热量损失，实际铁心预热温度在520～550℃。

2.3.3 铝液温度

本转子铝重0.98kg，考虑到直浇道补缩量及浇铸过程中损失的铝液，实际铝液浇铸量为1.3kg，由于该铁心槽型较小，因此所需铝液温度相对较高，实际生产时控制在760～780℃。

2.3.4 离心机转速

根据《铸造实用手册》中，以重力倍数（G）为基础计算转速（rpm）的公式：n=299G/R内，其中：G为重力加速度9.8，R内（cm）为转子铝端环内半径，以此为参考，计算出合适的转速为1046r/min，在实际浇铸中发现，按此转速浇出的转子，下端环有抛空现象，后采用升速浇注法，一档转速为800r/min，，当倒入2/3铝液后，进行二挡提速，速度升高至1046r/min，浇铸出的转子合格。

2.4 转子性能分析

利用上述设备，按照上述工艺生产出的NEMA18-4P铸铝转子性能优秀，整机装配测试后，电机效率普遍提高2%～3%，取得了良好效果，达到了预期目的。对铝端环切割后发现，比压铸的铝端环致密度要更好，没有压铸时普遍产生的直径在∮1～∮2mm之间的小气孔，这也直观地印证了转子性能的优秀。

2.5 经济效益分析

以NEMA18-4P/2.2kW此型电机为例，一天按工作16小时，效率提升2.5%计算，一年可节约电能：2.2*16*2.5%*365=321度，电价按照0.8元/度计算，一年可节约电费：321*0.8=256.8元，经济效益显著。

3 结束语

从试制的NEMA18-4P铸铝转子结果看，无论从转子制造质量，还是整机运行性能，都是非常成功的。其离心铸造工艺参数选择及模具结构设计合理，工艺方法可行。经了解，与国内其它电机厂家的同类型电机相比，该转子装配后的电机运行效率都是最高的。用离心浇铸工艺生产的小型铸铝转子电机，大大降低了客户的后续使用费用，具有显著的社会效益和经济效果，值得推广应用。

参考文献

[1]张玉平.金属型离心铸造电机转子工艺的改进[J].铸造技术，1993（5）：43-44.

铸造模具篇6

关键词：CA精密铸造计算机辅助工程

1引言：

精密铸造是用可溶（熔）性一次模型使铸件成型的方法。精密铸造的最大优点是表面光洁，尺寸精确，而缺点是工艺过程复杂，生产周期长，影响铸件质量的因素多，生产中对材料和工艺要求很严[1]。在生产过程中，模具设计和制造占很长的周期。一个复杂薄壁件模具的设计和制造可能需一年或更长的时间。随着世界工业的进步和人们生活水平的提高，产品的研发周期越来越短，设计要求响应时间短。特别是结构设计需做些修改时，前期的模具制造费用和制造工期都白白地浪费了。因而模具设计和制造成为新产品开发的瓶颈。计算机辅助工程的发展，使得传统产业与新技术的融合成为可能。三维CAD可以把设计从画图板中解放出来，大大简化了设计者的设计过程，减少出错的几率。并且随着快速成型（RP）技术，特别是激光选区烧结工艺（SLS）的发展[2，3，4]，三维模型可以通过RP设备，快速转变成精密铸造所需的原型，打破了模具设计的瓶颈。另外在传统铸造中，开发一个新的铸件，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。采用凝固过程数值模拟，可以指导浇注工艺参数优化，预测缺陷数量及位置，有效地提高铸件成品率。CA精密铸造技术就是将计算机辅助工程应用到精密铸造过程中，并结合其他先进的铸造技术，以高质量、低成本、短周期来完成复杂产品的研发和试制。目前，利用CA精铸技术，已完成多种航天、航空、兵器等关键部件的试制，取得满意的效果。

2材料与实验方法

CA精铸可应用于不锈钢、耐热钢、高温合金、铝合金等多种合金，CA精铸工艺流程见图1。三维模型可采用IDEAS、UGII、PROE等三维设计软件进行设计，工艺结构和模型转换采用MagicRp进行处理和修复，在AFSMZ320自动成型系统上进行原型制作，采用熔体浸润进行原型表面处理，凝固过程数值模拟采用PROCAST和有限差分软件进行计算。

3CA精密铸造工艺的关键问题及相关技术讨论

近年来，与CA精铸技术相关的三维CAD设计、反求工程、快速成型、浇注系统CAD、铸造过程数值模拟(CPS)以及特种铸造等单体技术取得了长足的进步，这些成就的取得为集成化的CA精铸技术的形成奠定了基础，促进了CA精铸技术的迅猛发展和应用。为了使各单体技术成功地用于CA精铸，必须消除彼此之间的界面，将这些技术有机地结合起来。从而在产品开发中做到真正意义上的先进设计＋先进材料＋先进制造。

3.1三维模型的生成与电子文档交换

如何得到部件精确的电子数据模型，是CA精铸至关重要的第一步。随着三维CAD软件、逆向工程等技术的发展，这项工作变得简单而且迅捷。在此主要介绍利用IDEAS进行实体建模和数据转换的过程。IDEAS9集成了三维建模与逆向工程建模模块。通过MasterModeler模块可以得到复杂模型（见图2），既可以进行全几何约束的参数化设计，又可进行任意几何与工程约束的自由创新设计；曲面设计提供了包括变量扫掠、边界曲面等多种自由曲面的造型功能。逆向工程Freeform可将数字化仪采集的点云信息进行处理，创建出曲线和曲面，进行设计，曲面生成后可直接生成RPM用文件，也可传回主建模模块进行处理（见图4）。实体文件生成后需转变成STL文件（见图3）以作为RP设备的输入。转换过程应注意选择成型设备名称，通常选用SLA500，三角片输出精度在0.005~0.01之间。采用MagicRp处理时应注意乘上25.4，得到实际设计尺寸。

3.2凝固过程的数值模拟

3.2.1凝固过程的数值模拟原理

铸造是一个液态金属充填型腔、并在其中凝固和冷却的过程，其中包含了许多对铸件质量产生影响的复杂现象。实际生产中往往靠经验评价一个工艺是否可行。对一个铸件而言，工艺定型需通过多次试验，反复摸索，最后根据多种试验方案的浇铸结果，选择出能够满足设计要求的铸造工艺方案。多次的试铸要花费很多的人力、物力和财力。

铸造过程虽然很复杂，偶然因素很多，但仍遵循基本科学理论，如流体力学、传热学、金属凝固、固体力学等。这样，铸造过程可以抽象成求解液态金属流动、凝固及温度变化的问题，就是要在给定的初始条件和边界条件下，求解付立叶热传导方程、弹塑性方程。计算机技术的发展，使得求解物理过程的数值解成为可能。应用计算机数值模拟，可对极其复杂的铸造过程进行定量的描述。

通过数学物理方法抽象，铸造过程可表征成几类方程的耦合：

1热能守恒方程： 2连续性方程： 3动量方程： 常用的数值模拟方法主要是有限差分法、有限元法。有限元差分法数学模型简单，推导简单易于理解，占用内存较少。但计算精度一般，当铸件具有复杂边界形状时，误差较大，应力分析时需将差分网格转换成有限元网格进行计算。有限元法技术根据变分原理对单元进行计算，然后进行单元总体合成，模拟精度高，可解决形状复杂的铸件问题。无论采用什么数值方法，铸造过程的数值模拟软件应包括三个部分：前处理、中间计算和后处理。前处理主要为中间计算提供铸件、型壳的几何信息；铸件和型壳的各种物理参数和铸造工艺信息。中间计算主要根据铸造过程设计的物理场，为数值计算提供计算模型，并根据铸件质量或缺陷与物理场的关系预测铸件质量。后处理是指把计算所得结果直观地以图形方式表达出来。图5是铸造过程的数值模拟系统组成。

转贴于 铸造过程流场、温度场计算的主要目的时就是对铸件中可能产生的缩孔缩松进行预测，优化工艺设计，控制铸件内部质量。

通过在计算机上进行铸造过程的模拟，可以得到各个阶段铸件温度场、流场、应力场的分布，预测缺陷的产生和位置。对多种工艺方案实施对比，选择最优工艺，能大幅提高产品质量，提高产品成品率。

3.2.2铸造过程数值模拟软件[5]

经过多年的研究和开发，世界上已有一大批商品化的铸造过程数值模拟软件，表明这项技术已经趋于成熟。这些软件大都可以对砂型铸造、金属型铸造、精密铸造和压力铸造等工艺进行温度场、应力场和流场的数值模拟，可预测铸件的缩孔、疏松、裂纹、变形等缺陷和铸件各部位的纤维组织、并且与CAD实体模型有数据转换接口，可将实体文件用于有限元分析。

ProCAST是目前应用比较成功的铸造过程模拟软件。在研制和生产复杂、薄壁铸件和近净型铸件中尤能发挥其作用。是目前唯一能对铸造过程进行传热－流动－应力耦合分析的系统。该软件主要由八大模块组成：有限元网格剖分，传热分析及前后处理，流动分析，应力分析，热辐射分析，显微组织分析，电磁感应分析，反向求解等。

它能够模拟铸造过程中绝大多数问题和物理现象。在对技术充型过程的分析方面，能提供考虑气体、过滤、高压、旋转等对铸件充型的影响，能构模拟出消失模铸造、低压铸造、离心铸造等几乎所有铸造工艺的充型过程，并对注塑、压蜡模和压制粉末材料等的充型过程进行模拟。ProCAST能对热传导、对流和热辐射三类传热问题进行求解，尤其通过“灰体净辐射法”模型，使得它更擅长解决精铸尤其是单晶铸造问题。应力方面采用弹塑性和粘塑性模型，使其具有分析铸件应力、变形的能力。

对铸件进行分析时，简单的模型网格可以直接在ProCAST生成。复杂模型可以由IDEAS等软件生成，划分网格后输出*.unv通用交换文件，该文件应带有节点和单元信息。Meshcast模块读入网格文件后输出四面体单元用于前处理。PreCast对模型进行材料、界面传热、边界条件、浇注速度等参量进行定义，最后由ProCAST模块完成计算。

应用IDEAS与ProCAST，我们对某发动机部件进行了凝固过程模拟。该部件由于有一个方向尺寸较薄，浇注过程中极易发生裂纹与变形，通过模拟，对浇注系统结构进行了优化，减少应力集中，防止变形和开裂，取得明显的效果。

结论：

1．计算机辅助工程与精密铸造结合而成的CA精密铸造技术具有很强的通用性，可以缩短研制周期，节约开发成本；

铸造模具篇7

确定加工余量一般将采用普通金属铸件的余量设计参数作为参考，要求具有高精确度和光洁度，余量为1．5～2．5mm之间。特殊情况下，铸件表面积大或者离加工基准距离远的部分，余量可适当扩大到2．5～3．5mm。根据实际生产的需要，局部位置的余量可调大调小，以保证低压铸造时能实现自上而下的凝固结晶顺序［2］。

确定收缩率按照液力耦合器铸件的型号不同，其内腔可分为320mm，350mm，480mm，520mm，低压铸造时，其公差不超过0．3mm，全部采用收缩率为0．38的径向受阻收缩。叶片内腔以外部件的尺寸，径向收缩率不超过1．2%，自由径向收缩率不超过0．9%～1．2%之间，径向阻碍收缩率保持在0．3%～0．52%之间。

拔模斜度为了方便铸件脱模，铸件毛坯面要保持0．8～1．9的斜度，有特殊要求的毛坯面保持5．3的斜度，加工面保持1．9～5．3的斜度。个别铸件，上模拔模斜度要在原有的工作面斜度基础上减少0．3～0．8°，下模的拔模斜度要在原有的工作面斜度基础上增加5．3°。

金属型结构在设计时，将下金属型铸件铸造成整体式，利用整体式和组合式两种方式铸造上金属型铸件。其中数量不等的组芯块组成了上金属型铸件，这些铸件大多结构复杂难于加工，如泵轮和透平轮等。8个沿圆周等分的径向滑块和主模组成了YL组列中的外壳上金属型铸件。加工工程中通过升降工作台，就能快速拔出和推进连接到动模和主机之间的连杆驱动凸轮机。

排气方式该铸件上金属型的排气方式为2种;组合型上金属型排气方式为从零件的装配间隙排除;整体型的上金属型排气方式为在铸件上安装排气塞进行排气。叶片组芯块的排气是通过设置在两侧的槽深为0．12～0．16mm间的三角形或片状气槽实现的。

金属型表面光洁度的控制该铸件除了金属型型腔的光洁度控制到6．5～7．5之间外，其他部分都控制在3。顶杆孔和顶杆之间的接触面光洁度控制在7．5，滑块和滑道之间控制在6．8，并保持0．13～0．22mm之间的空隙。

液力耦合器的低压铸造设备

煤矿液力耦合器铸件的低压铸造设备为全液压传动低压铸造机，目前来说在国内铸造行业属于比较先进的设备。该设备由主机、保温炉、铸件冷却装置、金属加热炉和液压、电气控制系统所组成［3］。

设备特点(1)电器操作集中控制台可以对低压铸造设备的液压系统、气控系统和铸件的整个生产过程进行控制，该控制台可以实现自动化控制，特殊需要时可实现手动控制。(2)该设备的工作台在模具装卸过程中体现了操作简单、灵活的特点。在生产铸件过程中，工作台自身可以绕主梁垂直方向做90°旋转，也可绕主梁水平方向做90°旋转。这一特点有效地解决了模具清理检查难和工作环境差的问题。(3)为了提高生产效率，防止铸件变形，低压铸造设备中的辅助操作系统，在铸件结晶凝固过程中提供洒水服务，加速铸件冷却［4］。

设备操作工作在铸件低压浇注过程中，设备工作台调整位置，使其对准合型处，完成浇注。然后工作台上升，机械手绕主梁旋转90°对准冷却设备喷口;打开冷却设备向铸件喷水冷却，直到冷却完成;冷却台下降，工作台上升，使铸件脱离模具;工作台和机械手复位。完成一次低压铸件循环。

结论

铸造模具篇8

2.中国铸造装备与技术 QDY型桥式起重机值得关注的几个问题卜广强，PUGuangQiang

3.Mg-RE合金的阻燃能力研究赵阳，王志峰，孟宪阔，杨杰，赵维民，ZHAOYang，WANGZhiFeng，MENGXianKuo，YANGJie，ZHAOWeiMin

4.La0.63Gd0.2Mg0.17,(NiCoAl)x,(x=3.3,3.5)储氢合金的微观组织和电化学性能吴婷，罗永春，康龙，WUTing，LUOYongChun，KANGLong

5.SiC粒子增强化学复合镀层性能的工艺研究侯俊英，HOUJunYing

6.铝合金缸体总成产品零件的浸渗处理与质量控制李自军，王道勇，李云峰，朱国珍，LIZiJun，WANGDaoYong，LIYunFeng，ZHUGuoZheng

7.锡青铜的熔炼工艺及铸造缺陷防止聂小武，NIEXiaoWu

8.汽车发动机铸件的内腔质量控制技术王洪君，WANGHongJun

9.B+级铸钢材料的研制朱正锋，董雯，张俊新，ZHUZhengFeng，DONGWen，ZHANGJunXin

10.厚大断面床身铸件内冷铁的应用张久祜，ZHANGJiuHu

11.热带粗轧高铬轧辊掉肩原因分析胡志刚，HUZhiGang

12.对内燃机曲轴磁粉探伤磁痕的分析丛建臣，邵诗波，赵军，丁会彬，CONGJianChen，SHAOShiBo，ZHAOJun，DINGHuiBin

13.用喂线法批量生产蠕墨铸铁气缸盖刘治军，刘春雷，LIUZhiJun，LIUChunLei

14.雨刮臂座断裂失效分析刘志莹，李云峰，LIUZhiYing，LIYunFeng

15.射芯机非工作时间的缩短黄敏，HUANGMin

16.大中型中频炉熔炼碳钢炉衬失效原因分析和对策阳光，邓朝军，程军，YANGGuang，DENGChaoJun，CHENGJun

17.带复杂型腔的压铸模具设计周健波，ZHOUJianBo

18.铝合金支承盖压铸模的设计柳青，LIUQing

19.制芯机器人夹具胶套的设计与改进伍启华，杜纪柱，孙志扬，张广英，WUQiHua，DUJiZhu，SUNZhiYang，ZHANGGuangYing

1.如何选用吊运熔融金属的起重机械卜广强，PUGuangQiang

2.00Cr12Ti铁素体不锈钢室温拉伸性能研究胡天雷，杨瑞成，孟威，HUTianLei，YANGRuiCheng，MENGWei

3.稀土Ce中间合金对A356铝合金组织的影响王士贺，王志峰，范学义，贾晓飞，赵阳，张亮，WANGShiHe，WANGZhiFeng，FanXueYi，JIAXiaoFei，ZHAOYang，ZHANGLiang

4.AZ91镁合金定向凝固工艺及组织研究赵彦民，李秋书，莫漓江，石大鹏，ZHAOYanMin，LIQiuShu，MOLiJiang，SHIDaPeng

5.Mg-20Al-0.75Sb镁合金在半固态等温热处理过程中的组织演变阎峰云，陈基东，马孝斌，黄晓锋，张威，YANFengYun，CHENJiDong，MAXiaoBin，HUANGXiaoFeng，ZHANGWei

6.浇注温度对真空实型铸渗效果的影响规律研究刘旋，LIUXuan

7.铬系白口铸铁腐蚀磨损行为的研究沈剑峰，SHENJianFeng

8.精细铸件已加工面缺陷修复技术朱国珍，王道勇，ZHUGuoZhen，WANGDaoYong

9.减少ZF进油法兰铸件气孔缺陷的工艺措施师远

10.合成铸铁的生产及应用王顺安，邹荣剑，WANGShunAn，ZOURongJian

11.一种局部防淬硬和减少变形的零件热处理方法刘冠岳，王仲珏，LIUGuanyYue，WANGZhongJue

12.水玻璃砂工艺生产球墨铸铁件提高铁液利用率的几项措施熊星之，XIONGXingZhi

13.影响稀土类孕育剂使用效果的因素程俊伟，杨永录，CHENGJunWei，YANGYongLu

14.球墨铸铁热处理方法之探讨中国铸造装备与技术 陆卫倩，LUWeiQian

15.通过模具结构的优化解决低压铸造铝合金汽车轮的飞边问题邢秋林，王岩，XINGQiuLin，WANGYan

16.铸造模具CAD系统的参数建模方法及用户界面开发赵梅，ZHAOMei

17.计算机凝固模拟技术在铸造工艺优化中的应用高冠会，臧加伦，GAOGuanHui，ZANGJiaLun

18.浴缸转台式V法铸造生产线张俊锋，闫建云，徐宗平，ZHANGJunFeng，YANJianYua，XUZhongPing

19.汽车翻转支架消失模模具的设计刘文川，LIUWenChuan

20.铸造机械标准体系现状分析卢军，王德志，王雷

1.春天的盛典:2010'中国国际铸造博览会在北京成功举办师德玲

2.调整创新迈向铸造强国——第九届中国铸造协会年会成功召开中国铸造协会

3.加强合作,共图亚洲铸造业发展——首届亚洲铸造论坛在京胜利召开中国铸造协会

4.首届铸造行业综合百强、分行业排头兵等企业揭晓

5.业界资讯

6.我国砂处理装备基本情况刘小龙，LIUXiaoLong

7.国产砂型和金属型清洁高效铸造设备的现状分析卢军，LUJun

8.内氧化法制备Cr2O3弥散强化铜基复合材料的研究张大华，张来福，ZHANGDaHua，ZHANGLaiFu

9.三维磁场对AZ91镁合金凝固组织的影响莫漓江，李秋书，刘敏娟，赵彦民，MOLiJiang，LIQiuShu，LIUMinJuan，ZHAOYanMing

10.表面活性剂在Ni-P-SiC化学复合镀中的应用侯俊英，HOUJunYing

11.热作工具钢性能研究柳松青，LIUSongQing

12.AZ91D镁合金表面钼酸盐(Na2MoO4)转化膜的研究郭志丹，夏兰廷，马佰才，GUOZhiDan，XIALanTing，MABaiCai

13.如何彻底消除激冷铸铁凸轮轴的"黑线"李莉，沈保罗，岳昌林，LILi，SHENBaoLuo，YUEChangLin

14.碳粉、碳化硅粉和硅铁粉扩散脱氧的应用李海，张万壮，李凤敏，LIHai，ZHANGWanZhuang，LIFengMin

15.φ5.4m特大型水泥磨机超高铬铸铁磨头板的研制与应用李固成，李永刚

16.消失模铸造壳体件浇注系统的设计胡志君，程和法，孙萍，余金元，HUZhiJun，CHENGHeFa，SUNPing，YUJinYuanHtTp://

17.大断面球墨铸铁的无冒口铸造赵胜洲，张春玲，马力光，ZHAOShengZhou，ZHANGChunLing，MALiGuang

18.铸造模具的模块结构图及总体框架赵梅，ZHAOMei

19.Z8640双工位四开模热芯盒射芯机控制系统的整改崔永宁，CUIYongNing

20.年产12000t汽车后桥半自动V法铸造生产线谢一华，谢海洋，XIEYiHua，XIEHaiYang

21.水平分型脱箱造型线的应用与垂直分型造型线展望白凤文，BAIFengWen

22.一种新型热风放散阀张明，ZHANGMing

23.中国铸造装备与技术 三轴三混升降式混砂机李邵亮，张俊峰，曹生辉，崔锦光，魏太军，LIShaoLiang，ZHANGJunFeng，CAOShengHui，CUIJinGuang，WEITaiJun

24.无纸记录仪在真空感应熔炼炉上的应用吴昌新，孙传棋，韩志好，孟宇，WUChangXin，SUNChuanQi，HANZhiHao，MENGYu

25.冲天炉除尘风量与"防尘规程"中的疏误张明，ZHANGMing

26.贯彻工序质量检验标准是产品质量稳定与提升的法宝张百堂，杨忠耀，ZHANGBaiTang，YANGZhongYao

27.中国艺术铸造近两年的发展——由中国艺术铸造第六届年会说开去胡春良，HUChunLiang

1.高铬铸铁衬板、中碳中铬合金钢衬板在水泥工业球磨机上的应用李固成，LIGuCheng

2.持续发展中的广西铸造业蔡教战，CAIJiaoZhan

3.业界资讯信息

4.酯硬化碱酚醛树脂砂再生方法对比及设备选择陈国新，CHENGuoXin

5.富铈混合稀土对Mg-4.2Y-2.7Nd-0.5Zr合金组织及力学性能的影响丁雨田，方元，于善坤，胡勇，刘广柱，DINGYuTian，FANGYuan，YUShanKun，HUYong，LIUGuangZhu

6.低合金铸铁在动海水中的腐蚀研究夏兰廷，黄桂桥，XIALanTing，HUANGGuiQiao

7.锰钢合金奥贝球铁组织与力学性能研究柳安民，刘生发，LIUAnMin，LIUShengFa

8.Pb36.32Sn58.68Bi5合金不可逆液-液结构转变对耐腐蚀性能的影响何宏宇，余瑾，张先锋，HEHongYu，YUJin，ZHANGXianFeng

9.消除JL465Q缸体渗漏缺陷的措施谢寨川，邹荣剑，XIEZhaiChuan，ZOURongJian

10.高强度抗磨铸钢衬板的研究左正国，ZUOZhengGuo

11.合成蠕墨铸铁气缸盖的试制柯志敏，KEZhiMin

12.内冷铁在厚大铸钢件上的应用凌云飞，胡昌军，LINGYunFei，HUChangJun

13.发动机缸体压铸模具热循环的数值模拟裴兵，孙林，苏勇，PEIBing，SUNLin，SUYong

14.球墨铸铁管退火炉的设计与应用孙建军，沙秀章，初永波，SUNJianJun，SHAXiuZhang，CHUYongBo

15.静电雾化喷射成形装置设计及流场模拟曲迎东，王辉，李荣德，白彦华，QUYingDong，WANGHui，LIRongDe，BAIYanHua

16.高温持久拉力实验机的改造牟翠娟，衣龙光，MOUCuiJuan，YILongGuang

17.一种理化结合的脱脂清理机的开发夏克廷，李晓波，张艳，王召波，王磊，XIAKeTing，LIXiaoBo，ZHANGYan，WANGZhaoBo，WANGLei

18.汽车离合器壳消失模铸造模具的设计中国铸造装备与技术 刘文川，LIUWenChuan

19.一种进口中频电炉水冷电缆修理方法刘双领，LIUShuangLing

铸造模具篇9

随着经济的不断发展，各个加工工业也随之发展起来，尤其是零部件加工产业的发展，使得镁铸造机的使用越来越广泛。例如，在汽车产业、电气设备以及便携式设备等零部件的加工，都需要通过镁铸造机来进行加工完成。因此，本文将从进行镁铸造机的维护及应用的意义、镁铸造机性能的主要影响因素以及镁铸造机的维护策略等三个方面展开分析，来展开镁铸造机的维护及应用，推动加工工业的发展。

进行镁铸造机的维护及应用的意义

通过对镁铸造机的维护及应用进行分析，主要对镁铸造机性能的主要影响因素分析，这样对维护方法的实施提供一定的参考和借鉴，促进维护策略的科学化和具体化；除此之外，在研究的过程中还会对镁铸造机的使用特点进行分析，这对镁铸造机的维护起到一定的指导作用，促进现实生产的科学性和高效性。因此，对于进行镁铸造机的维护及应用具有重要的研究意义。

镁铸造机性能的主要影响因素

a温度对镁铸造机性能的影响

在镁铸造机的工作过程中，温度是影响铸造零部件的成型、凝固以及零部件的使用寿命的重要因素。一般情况下，金属镁液及镁合金液到达镁铸造机模具时，镁液温度经常会下降15℃～20 ℃，这就说明金属液的熔化温度要高于铸造温度。通常在铸造过程中，一定要保持温度的恒定和适合，否则温度过高会导致镁铸造机的自身温度过高，不适合金属液体的铸造，从而为了更好地保持镁铸造机的性能，必须要保证温度的适宜，对外界温度进行科学的控制，减少外界温度对镁铸造机的影响。

b压力对镁铸造机性能的影响

对于镁铸造机性能来说，所受的压力对镁铸造机有严重影响。例如，镁铸造机正常工作时，镁液及镁合金液向模具浇注过程中液体会对模具有一定的冲击力，一般分为四级压射，这就要求各个阶段的压力严格控制。首先，压射力越大，镁铸造机的压铸效果就会越好，铸造出来的零部件就会更加清晰；反之则会影响零部件的铸造清晰度；其次，在铸造过程中，还会受到一定的胀模力的影响，尤其是在铸造的最后阶段胀模力最大，胀模力越大，镁铸造机的性能就会发挥的更好，铸造出来的零部件就会更加的符合标准，反之则会受到影响，不利于零部件的铸造。

c时间对镁铸造机性能的影响

在镁铸造机的铸造过程中，还要注意时间因素的影响。一般来说，主要包括铸造的浇注时间、增压和减压时间等几个部分。在对时间因素进行研究时，注意几个部分的时间要综合考虑。例如，对于浇注时间来说，如果浇注时间过长，则镁铸造机的机身会因为温度过高而影响性能；过短则达不到零件质量的要求。增压和减压时间来说，如果增压和减压时间过长，则会使铸造机的铸造效果下降；而时间过短，则难以达到零件铸造要求的模型效果。因此，不能出现某一阶段的时间过长或某一阶段的时间过短，否则就会对整体的零部件铸造产生影响，不利于标准零部件的铸造工艺的实施。

镁铸造机的维护策略

a加强对镁铸造机的定期检查和维护

为了更好地促进镁铸造机的维护和应用，镁铸造机的负责人员就必须要定期检查和维护。对镁铸造机的使用情况进行详细记录，当发现镁铸造机出现问题时，要及时对问题进行排查和处理，防止镁铸造机的故障问题进一步升华。设备负责人员要建立一定的预警机制，通过预警机制的检测，来保证镁铸造机的正常运行。例如，要注意监测镁铸造机的泵驱动装置的运行状况、检测升液管的连接问题以及检测压射速度和浇注管的运行速度等。通过以上两个措施的基本实施，就可以从根本上保持镁铸造机的稳定使用，提高了镁铸造机的使用寿命。

b保持镁铸造机生产环境的稳定

镁铸造机的效能发挥，受到了压力、温度、时间以及速度的各个方面的影响，从而镁铸造机工作的时候一定要保证现场工作环境的稳定，并对镁铸造机环境进行检测，一旦发现环境出现不稳定的情况，必须要及时地对镁铸造机进行一系列的保护措施，这样才可以更好地促进镁铸造机的安全、高效使用。另外，镁铸造机现场工作环境保持干净和干燥，并要对各个环节和工艺流程有一个全面的掌握，以免造成造成不必要的设备损坏和经济损失。

c引进专业的镁铸造机的设备维护人员

为了加强对镁铸造机的维护和应用，要有专人对镁铸造机的设备进行定期检查和维护，此维护人员不仅仅具备丰富的理论知识，还需要具备丰富的实践维修经验，避免镁铸造机问题扩大化，这样才能对镁铸造机出现故障后能够准确的判断和处理，从而有效地提高了镁铸造机的使用寿命和进一步提高生产效率。

镁铸造机的应用分析

随着镁合金成本的不断降低，而且镁合金自身特点优势的日趋明显，镁铸造机的应用将越来越广泛。从而镁铸造机的应用已经成为了一种必要的发展趋势，因此掌握基本的镁铸造机的工作原理和维修技术是非常有必要的。

结语：通过本文的进一步研究，主要对镁铸造机的性能特点以及影响因素进行了初步的分析，对其中的细节部分做出了特别的说明。希望可以为镁铸造机的实际使用和铸造功能作用的发挥，提供更加科学的指导，促进加工工艺的发展。

参考：

铸造模具篇10

【关键词】铝合金；轮毂；制造工艺；特点

长期以来，钢制轮毂占据着汽车轮毂生产的主导地位。随着人们对汽车的舒适度、节能环保等方面要求的提高，钢制轮毂已不再适应现代汽车的需求。铝合金轮毂的出现，以优异的性能和迅猛的技术发展取代了钢制轮毂的主导地位，在现代汽车中得到了广泛的应用。

1.铝合金轮毂的优点及性能要求

铝合金轮毂与钢制轮毂相比，具有质量轻、节省能源的优点。由于材质的差异，铝合金轮毂的质量可比钢制轮毂减轻三到四成，可以有效提高轮毂的转动惯性，使汽车易于加速，并减少了制动所需的能耗，从而降低了油耗。此外，由于铝合金的振动性能比钢强，可以减少震动，改善车辆的重心，平衡性能优于钢制轮毂，尤其在高速行驶时可以得到明显的体现。在散热方面，铝合金轮毂的散热系数是钢制轮毂的两到三倍，在高速行驶时仍然可以保持合适的温度，减少爆胎的危险，提高了行车安全。

鉴于铝合金轮毂的优点，在制造铝合金轮毂的时候，就必须将这些优点全部发挥出来，才能使得铝合金轮毂充分体现其优良的性能。一般来说，一个合格的铝合金轮毂必须具备以下几个特点：（1）材质、尺寸、形状准确合理，这样才能充分发挥轮毂的作用，具有通用性；（2）汽车在行驶时，轮毂的横、纵向振摆小，失衡量与惯性矩小；（3）在保证轻便的同时，还要具有足够的强度、韧性和稳定性；（4）可分离性好；（5）性能具有持久性。

2.铝合金轮毂制造工艺及特点分析

2.1铸造法

铝合金轮毂的铸造法成形具有适应性强、品种多样、生产成本较低的优点，已经成为生产铝合金轮毂最普遍的方法，在全世界的铝合金轮毂中，采用铸造法生产的占80％以上。　其工艺方法主要有重力铸造、低压铸造、压力铸造以及挤压铸造等。

2.1.1重力铸造法

重力铸造法是指金属在熔融的状态下依靠自身重力的作用注入模具中而获得铸件的一种工艺方法。重力铸造法大致可分为制芯、浇铸、整理三个步骤，每一个步骤都在严格的工艺参数下进行。重力铸造工艺得到的铸件机械性能高，该工艺还具有生产效率高、工序简单、铸件缺陷少、较易实现机械自动化等优点。

2.1.2低压铸造法

低压铸造指金属液体在压力作用下充填型腔以形成铸件的一种铸造方法，由于所需要的压力较小，所以称为低压铸造。其工艺流程大致分为熔化、低压铸造成型、热处理、机加、涂装几个步骤。低压铸造时液体金属充型平稳，铸件成型好，形成的轮廓清晰，表面光滑。铸件致密，机械性能高。此外，该工艺所需的设备简单，同样易于实现机械自动化生产。

2.1.3压力铸造法

压力铸造法是指在高压下使液态金属以较高的速度充填压铸型型腔而获得铸件的一种工艺方法。该工艺得到的铸件尺寸精度高，表面光洁度好，强度与硬度均表现良好，产品性能稳定。同时，该工艺的生产依靠压铸机等设备生产效率高，无需进行大量的后续加工产品便可直接使用，既节省材料又减少了加工设备。但这种铸造工艺对内凹复杂的铸件生产较为困难，而且易产生气孔，对高熔点合金压铸寿命低。

2.1.4挤压铸造法

挤压铸造法是在为解决普通压铸与传统挤压铸造两项技术存在的缺陷而提出的一种铸造方法，它综合了两者的优势，其核心工艺便是用普通压铸充型，用传统挤压铸造补缩。挤压铸造件比低压铸造件的力学性能高：产品既有接近锻件的优良力学性能，又有精铸件一次精密成形的高效率、高精度。其投资大大低于低压铸造法。

2.2锻造法

锻造法是指利用冲击力或压力使金属变形而获得所需形状和尺寸的锻件的一种生产工艺，主要分为自由锻和模锻。该方法是最早应用于铝合金轮毂的成型工艺之一，锻造法生产出来的铝合金轮毂具有高强度、高韧性以及高抗疲劳强度等优点，相比铸造工艺，锻造法还具有抗腐蚀性好、尺寸精确、易于加工等特点。锻造法的缺点是生产工艺复杂，生产成本高。

2.3旋压法

旋压法是一种结合了锻造、挤压等工艺特点，根据材料的塑性特点设置合理的工艺参数，对毛坯产生连续变形作用而逐渐成形的一种加工方法。旋压法是生产铝合金轮毂的先进方法，该方法生产的轮毂可以使金属保持较高的致密度和轮毂的动平衡，在保证轮毂钢度的同时，又可以使轮毂轻便耐用。

轮毂旋压的方式主要有普通旋压和强力旋压两种，普通旋压主要是改变坯料的形状、壁厚基本不变或改变很少的一种旋压成型工艺。普通旋压工艺的优点在于制模周期短、工序紧凑、制品范围广、可以成形一些不易成形的稀有金属等。强力旋压工艺既改变坯料形状有改变壁厚，其生产效率要高于普通旋压，适用范围也大为扩展。铝合金轮毂旋压成型工艺具有不受尺寸限制、性能优良、安全性好、节省材料等优点，弥补了低压铸造无法满足大尺寸、高负荷的高端产品市场需求以及锻造法生产成本高的缺陷。

2.4半固态模锻法

半固态模锻法是锻造的一种，是指将固态和液态金属混合成形的一种生产工艺。用半固态模锻法生产的铝合金轮毂，力学性能高于压铸和挤压铸造工艺，具有机械性能好、成品率高、材料利用率高以及生产效率高等优点，而且可以显著减少机械加工量，减少能源消耗，可生产出复杂形状。但半固态模锻法要求的技术高，对锭坯组织结构要求严格，模具结构复杂，对设计人员以及生产人员的技术要求都比较高。在国外主要应用于铝合金零部件方面，是未来发展最具潜力的新兴金属成形技术，目前实际应用还较少，有待进一步开发。

3.结语

近年来，由于我国汽车工业的快速发展，铝合金轮毂市场潜力日趋显现，需求不断扩大；同时跨国公司的采购量出口量也在迅猛增长，使我国铝合金轮毂需求持续增长。我国铝合金轮毂生产企业虽然已形成较大规模，但技术含量仍就不高，缺乏高科技含量的产品，轮毂制造企业只有努力提高自身的加工工艺，增强铝合金轮毂的设计研发能力，适应市场的需求，根据产品特点选择合适的制造工艺，才能在国际竞争中立于不败之地。　[科]

【参考文献】

［1］张海渠等.铝合金轮毂成形工艺的应用与研究进展[J].沈阳大学学报，2011，23（4）.

［2］郑祥健，金龙兵，王国军，陶志民.铝合金轮毂的生产和市场现状[J].轻合金加工技术，2004，（7）：8～11.