PDF《大型分体式反重力铸造设备的研制》

收稿日期 :2004-10 -25 收到初稿 ,

2004 -12 -24 收到修订稿 .

作者简介 :李新雷 ( 1975- ) , 男,山西平陆人 , 博士, 主要从事凝固组织控制及铸造设备与工艺的研究 . E -mail:lixxinlei@163. com 铸造设备 大型分体式反重力铸造设备的研制 李新雷

1 , 郝启堂

1 , 王继昌

2 , 邬京利

2 ( 1.西北工业大学材料学院, 陕西西安

710072 ;

2.首都航天机械公司, 北京 100076) 摘要: 介绍了自行研制的大型分体式反重力铸造设备, 该设备有效地解决了生产超大、 超重大型复杂薄壁铸件时存 在的问题, 其控制系统具有较高的控制精度和可靠性. 关键词: 反重力铸造 ;

薄壁铸件;

铸造设备 中图分类号 :TG249.

9 文献标识码: A 文章编号:1001-4977 ( 2005)03-0268 -03 Development of Large Distributed Counter-gravity Casting Equipment LI Xin-lei1 , HAO Qi-tang1 , WANG Ji-chang2 , WU Jing-li2 ( 1. School of Materials science and engineering , Northwestern Polytechnical University , Xi '

an

710072 , Shanxi , China;

2. Capital aerospace machinery corporation, Beijing

100076 , China) Abstract : Counter -gravity casting ( CGC)is an effective method to shape complicated thin -wall castings of good-quality .However, it is difficult to apply CGC to shape large castings ( over 1T per unit)due to limited hardware conditions . This paper introduces a large distributed counter-gravity casting equipment ( CGCE)which can be used easily to shape large complicated thin -wall castings without weight and pro- file problems , and has high control precision and reliability . Keywords: counter -gravity casting;

thin-wall castings;

casting equipment 反重力铸造是一种使合金液在逆重力方向力的作 用下 , 充满型腔并凝固成型的材料热加工工艺.具有 充型平稳 、 易于补缩 、 铸件组织致密和成品率高等优 点;

同时生产过程易于实现自动化 , 减少人为因素对 铸件质量的影响 , 已得到广泛应用 〔1 -2 〕 . 这种铸造方法一般情况下用于生产中小型铸件, 铸件重量一般在几百公斤以下 .近年来 , 随着航空、 航天和航海业的飞速发展 , 对大型优质复杂薄壁构件 的需求越来越大 , 也对相应的成型技术及装备提出了 更高的要求 , 反重力铸造是生产此类产品的有效方 法.但是目前现有的反重力铸造设备在使用中存在许 多问题. ① 受铸件轮廓尺寸的限制 , 无法使用四立柱 式的金属型反重力铸造设备, 只能采用非标准设备, 加大了设备的制造成本;

② 需要对设备主体内的压力 进行精确控制, 才能完成设定工艺的跟踪与控制 , 因 而控制难度较大 ;

③大型复杂薄壁铸件一般采用树脂 砂造型方法实现, 总重量较大, 不利于及时转移铸 型、 清理坩埚, 对处在高温环境下的设备不利.为此, 需要研制一种具有铸型输运功能的大型分体式反 重力铸造设备, 克服常规反重力铸造设备用于生产大 型复杂薄壁铸件时存在的不足 .

1 设备的技术要求 该设备主要由气路系统 、 液压系统、 控制系统、 设备主体 、 保温炉、 铸型输运台车导轨及气源等组 成, 其组成及逻辑控制关系如图

1 所示 .设备主体的 工作压力为 0.

25 MPa, 保温炉的熔化量为

1 500 kg , 可满足现有绝大多数大型铸件的生产要求.该设备采 用分体式结构, 即采用铸型输运台车作为组型、 组芯 工作平台 , 与设备主体分离, 从而使所生产铸件的重 量不受车间起吊能力的限制.设备使用时, 先在铸型 输运台车的工作平台上组型、 组芯 , 然后通过台车的 水平移动和工作平台的上下运动实现铸型与设备主体 和升液管之间的密封对接 .控制系统通过控制软件完 成对铸型输运台车 、 保温炉和气路系统的自动控制, 同时 , 控制软件准确实现对液面加压工艺的控制与跟 踪. 图1分体式反重力铸造设备的组成图 Fig.