馬江

摘 要：針對活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用問題進(jìn)行探討分析，通過設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，提升活塞單模鑄造質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用電氣系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)分析活塞鑄造的各部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算過程，簡化其冷卻流程，結(jié)合實(shí)際鑄造分析，得出將澆注溫度控制700 ℃、澆注速度控制0.3 kg/s、模具溫度150 ℃，可以優(yōu)化活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，發(fā)揮積極設(shè)計(jì)應(yīng)用價值。結(jié)論中證實(shí)，在活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用電氣系統(tǒng)，有助于優(yōu)化活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，提升活塞單模鑄造治療，發(fā)揮積極影響價值，可以在實(shí)踐中設(shè)計(jì)應(yīng)用該電氣系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：單模鑄造機(jī)；活塞；電氣系統(tǒng)；冷卻流程

在鑄造活塞鑄造中，由于活塞在發(fā)動機(jī)中的密封、傳熱、支承等作用，要想提升活塞的耐磨性、彈性與熱穩(wěn)定性，應(yīng)該提升活塞鑄造質(zhì)量。運(yùn)用活塞鑄造機(jī)，鑄造活塞，將會運(yùn)用液壓技術(shù)，優(yōu)化實(shí)現(xiàn)液壓與電子控制技術(shù)的結(jié)合【1】，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于活塞鑄造機(jī)的電氣系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對鑄造機(jī)半自動化的管理，這樣可以滿足活塞鑄造機(jī)生產(chǎn)工藝要求， 并也在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用【2】。

針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造中，應(yīng)用該電氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝數(shù)值，不僅可以為活塞鑄造機(jī)冷卻流程設(shè)置優(yōu)化的參數(shù)，也可以節(jié)省零件設(shè)計(jì)的成本，發(fā)揮積極影響【3】。本文研究中，通過分析活塞鑄造機(jī)結(jié)構(gòu)，基于ZL108鋁合金活塞單模鑄造研究對象從而分析設(shè)計(jì)活塞鑄造機(jī)冷卻流程電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程，同時可以運(yùn)用該系統(tǒng)設(shè)計(jì)活塞單模鑄造澆注機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，為活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中設(shè)置最優(yōu)的工藝參數(shù)，避免在鋁合金活塞鑄造冷卻流程中出現(xiàn)縮松、縮孔以及晶粒尺寸不均勻的缺陷，發(fā)揮積極應(yīng)用價值。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1材料

在本次設(shè)計(jì)中，為確?；钊麊文ｈT造機(jī)冷卻流程中電氣系統(tǒng)可以發(fā)揮實(shí)際效用，對此在實(shí)際設(shè)計(jì)基于ZL108鋁合金的活塞單模鑄造機(jī)，以ZL108鋁合金活塞單模鑄造機(jī)為研究對象，優(yōu)化設(shè)計(jì)活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程電氣系統(tǒng)，對鑄件在冷卻流程的情況，運(yùn)用電氣系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，分析在冷卻流程中出現(xiàn)缺陷的原因，找出對鋁合金活塞成型質(zhì)量最優(yōu)的參數(shù)組合，優(yōu)化設(shè)計(jì)活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程參數(shù)。在本次設(shè)計(jì)的活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程電氣系統(tǒng)中，能夠根據(jù)實(shí)際的活塞單模鑄造機(jī)鑄造經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化其活塞單模鑄造機(jī)的澆注工藝，同時可以將ZL108 鋁合金的澆注溫度設(shè)置成650 ℃～750 ℃，并可以將澆注速度設(shè)置為0.2 kg/s～0.4 kg/s，控制模具溫度在150 ℃～250 ℃范圍。

1.2設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)

可以在本次設(shè)計(jì)的活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程電氣系統(tǒng)中，可以將時間參數(shù)反映到電氣系統(tǒng)的觸摸屏之中，這樣就可以使鑄造人員根據(jù)活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，實(shí)時的做出參數(shù)調(diào)整。同時，在電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該獨(dú)立設(shè)計(jì)四部分水冷環(huán)節(jié)，確保其之間能夠相互獨(dú)立，這樣將會有利于調(diào)整活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中各部分的時間參數(shù)。對于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，調(diào)整活塞單模鑄造機(jī)的冷卻流程。

同時，在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為確?；钊麊文ｈT造機(jī)鑄造員可以更直觀的看到活塞單模鑄造機(jī)冷卻的流程，并可以根據(jù)冷卻流程隨時冷卻時間的參數(shù)，可以應(yīng)用柱狀圖模式，為電氣系統(tǒng)用戶展示冷卻流程。

1.3應(yīng)用虛擬仿真系統(tǒng)

在本次設(shè)計(jì)的電氣系統(tǒng)中，為系統(tǒng)構(gòu)建一個虛擬的桌面型人機(jī)交互界面，可以在該界面中運(yùn)用三維的CAD 軟件、UG Pro/E進(jìn)行鑄件的幾何建模工作。在具體的活塞單模鑄造過程中，將會采用40%～100%的鋁合金原料，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉，從鐵液出爐至澆注完畢的時間控制在10min之內(nèi)，并運(yùn)用電氣系統(tǒng)仿真分析其冷卻流程。具體就是結(jié)合虛擬仿真系統(tǒng)中的VC 開發(fā)環(huán)境，應(yīng)用OpenGL虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)包，并結(jié)合MFC類庫，確保設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)發(fā)揮實(shí)際應(yīng)用價值。同時，可以在鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，運(yùn)用電氣系統(tǒng)，可以根據(jù)本次鋁合金活塞單模鑄造機(jī)的工藝條件，同時能夠按照各鑄造生產(chǎn)設(shè)備標(biāo)定量鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，對鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程進(jìn)行電氣控制仿真。

2 試驗(yàn)結(jié)果

（1）鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻缺陷分析

通過應(yīng)用電氣系統(tǒng)，對鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程進(jìn)行模擬分析，得出其冷卻流程中的缺陷，分析其產(chǎn)生鑄造缺陷的相關(guān)情況，可以看出，在鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，由活塞毛坯鑄造中的主體澆注不足，因此會容易導(dǎo)致鋁合金活塞單模鑄造機(jī)的銷座孔位置，出現(xiàn)澆注不足或是殘余氣體的問題，從而會影響活塞的鑄造質(zhì)量。

（2）分析最佳活塞單模鑄造機(jī)冷流程的參數(shù)

針對產(chǎn)生不合格情況的鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，其需要對鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合，之后可以結(jié)合電氣系統(tǒng)利用Procast模擬軟件，開展其冷卻流程的數(shù)值模擬。

在鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，金屬液的澆注速度，也將會影響到活塞單模鑄造機(jī)的冷卻成型質(zhì)量；同時，對于澆注的溫度、模具的溫度，也將會影響鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程質(zhì)量，基于電氣系統(tǒng)生產(chǎn)塞單模鑄造機(jī)中最佳的塞單模鑄造機(jī)冷卻成型工藝參數(shù)組合，設(shè)置700 ℃的澆注溫度，將澆注速度設(shè)置為0.3 kg/s，模具溫度設(shè)置為150 ℃，提升鋁合金活塞單模鑄造過程中的冷卻成型質(zhì)量，提升活塞鑄造質(zhì)量。

3 結(jié)論

本次的研究之中，在活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程中，能夠優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用電氣系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)分析活塞鑄造的各部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算過程，簡化其冷卻流程，結(jié)合實(shí)際鑄造分析，得出將澆注溫度控制700 ℃、澆注速度控制0.3 kg/s、模具溫度150 ℃，可以優(yōu)化活塞單模鑄造機(jī)冷卻流程，發(fā)揮積極設(shè)計(jì)應(yīng)用價值。

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