无模砂型高效加工空心立铣刀模块化设计

数字化无模砂型加工技术采用干式切削,导致加工过程中砂屑不易及时排除。为了解决这一问题,并满足无模砂型高效加工对立铣刀的柔性和可靠性需求,提出了一种气动排砂空心立铣刀;然后,对空心立铣刀结构进行了模块化设计,并结合有限元法对关键连接结构进行了模拟分析;最后,对空心立铣刀进行了加工制造验证,并与传统立铣刀进行了无模化砂型加工对比。研究表明:采用模块化方法设计空心立铣刀是可行的,该空心立铣刀能够有效解决砂型干式切削排屑问题,提高无模砂型加工效率。

空心立铣刀在无模铸造砂型加工中的排砂工艺

为应用新型空心立铣刀解决无模铸造砂型切削加工过程中的排屑问题,实现无模砂型的高效加工,对空心立铣刀的气动排砂工艺进行了研究。基于气力输送原理,得到气动排砂临界风速为3.3 m/s。仿真表明,在空心立铣刀加工砂型时,在型腔内部,气体平均压力从底部到顶部逐渐增大,气体流速逐渐减小;型腔出口平均风速大于排砂临界风速时,就能将砂屑及时排除。仿真、实验和应用表明,可以根据砂型加工深度对空心立铣刀的供给气体压力进行调节,既能保证排砂效果,又能避免气体资源浪费。

3D打印砂型的轻量化设计

介绍了应用在铸铁件上的3D打印仿生镂空砂型设计,对比研究了仿叶脉镂空砂型、仿蜂窝夹层镂空砂型以及仿竹子镂空砂型这3种设计方案的减重率,减重效果由大到小依次为仿叶脉>仿蜂窝>仿竹子,其中,仿叶脉镂空砂型的减重效果最好,高达47.6%。最后指出:镂空砂型的设计研究颠覆了传统的砂型设计,利用3D打印的优势,结合仿生结构设计,实现了砂型的轻量化,大幅度减少了树脂砂用量。

基于增材制造技术的砂型优化设计和应用研究

增材制造又称3D打印,作为一种新型的智能化加工技术,在高端铸造砂型方面得到了广泛应用。但是,关于3D打印砂型结构设计方面的研究还没有受到足够的重视,大部分砂型依然采用轮廓规则的实心结构,材料利用率不高,打印效率受限。本文以一种高端离心泵壳为例,通过研究砂型镂空、随形气道、砂型一体化等手段,设计出满足铸造使用要求的砂型方案,相比采用规则实心结构砂型,排气通畅,节约材料,并经过打印和浇注,最终得到符合加工要求的泵壳铸件。

空心钢锭脱模清理工艺的优化

介绍了空心钢锭的清理生产规程和实际生产中存在的问题。内腔用树脂自硬砂代替水玻璃砂,大大缩短了整个脱模过程的时间,提高了工作效率,降低了职工的工作强度。