滚轮式离心铸造机设计

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滚轮式离心铸造机答辩讲稿

滚轮式离心铸造机答辩讲稿

答辩讲稿各位老师、同学大家好,我是09师本一班的李东东。

我的论文题目是《滚轮式离心铸造机的设计》,该设计是在田富根老师的指导下完成的。

在此,我十分感谢他长期以来对我的精心指导和大力帮助,同时也感谢各位评审老师从百忙之中抽出宝贵的时间事一同参与对我这篇设计的审阅并出席本次答辩。

下面从本篇设计的选题缘由、结构框架等方面进行论述。

说起为什么选择这个课题,主要是因为我去年暑假在山西华翔实习过一段时间,所以一段时间对铸造比较敏感,在收集资料的过程中,我了解到许多关于铸造方面的东西,比如铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺,已有约6000年的历史。

中国约在公元前1700~前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期,工艺上已达到相当高的水平。

中国商朝的重875公斤的司母戊方鼎,战国时期的曾侯乙尊盘,西汉的透光镜,都是古代铸造的代表产品。

中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的铸铁件—晋国铸型鼎,重约270公斤。

欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。

铸铁件的出现,扩大了铸件的应用范围。

例如在15~17世纪,德、法等国先后敷设了不少向居民供饮用水的铸铁管道。

18世纪的工业革命以后,蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起,铸件进入为大工业服务的新时期,铸造技术开始有了大的发展。

50年代以后,出现了湿砂高压造型,化学硬化砂造型和造芯,负压造型以及其他特种铸造、抛丸清理等新工艺,使铸件具有很高的形状、尺寸精度和良好的表面光洁度,铸造车间的劳动条件和环境卫生也大为改善。

20世纪以来铸造业的重大进展中,灰铸铁的孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊的意义。

这两项发明,冲破了延续几千年的传统方法,给铸造工艺开辟了新的领域,对提高铸件的竞争能力产生了重大的影响。

离心铸造发展至今已有几十年的历史,第一个专利是1809年由英国人Erchardt 爱尔恰尔特提出的,直到上世纪初才逐步推广于工业生产。

我国30年代开始采用于生产铸铁管。

薄壁多孔辊筒离心浇铸工艺分析及浇铸设备设计

薄壁多孔辊筒离心浇铸工艺分析及浇铸设备设计
薄壁多孔辊筒离心浇铸工艺 分析及浇铸设备设计
学 生 :王超 长江大学机械工程学院 指导老师: 指导老师:张善彪 长江大学机械工程学 院
题目来源
源于教师的科研项目
研究目的及意义
在铸造业运用离心浇铸技术有如下优势:(1) 用离 心铸造生产空心旋转体铸件时,可省去型芯、浇注系 统和冒口。(2) 由于旋转时液体金属在所产生的离 心力作用下,密度大的金属被推往外壁,而密度小的 气体、熔渣向自由 表面移动,形成自外向内的定向凝 固,因此补缩条件好,铸件组织致密,力学性能好。 (3)便于浇注“双金属”轴套和轴瓦,如在钢套内镶 铸一薄层 铜衬套,可节省价格较贵的铜料。(4)充 型能力好。(5)消除和减少浇注系统和冒口方面的消 耗。因究,我们将 探讨离心浇铸中产生各种缺陷的原因并寻求有效解决 办法。还将尝试设计一种更优的浇铸设备。
国内离心浇铸工艺水平现状
离心铸造按照铸型旋转轴位置的不同,可以分为水平(卧式)离心铸造与垂直(立式)离心铸造 两类。在我国水平离心铸造发展较为广泛,其相关技术与产品也较垂直离心铸造更为完善与丰富。 而近些年,随着离心铸造技术的日新月异,垂直离心铸造也得到了发展。上海大隆铸锻厂对垂直 离心铸造工艺进行了研究,并在所形成的理论基础上进行了00Cr25Ni6M02N双相不锈钢叶轮、 3Cr24Ni7SiNRE为材料的还原罐封头的生产。铸件的成品率高达80%以上,成本大幅降低,铸件 质量显著提高;钛合金具有重量轻、强度高、兼容性好等优点而被用于航天、军工等领域中。但 是它的制造和加工费用昂贵,限制了其在各个领域的广泛使用,为了降低钛合金的生产成本,利 用立式离心铸造是一种行之有效的方法。哈尔滨工业大学吴士平等首先对国内外钛合金离心铸造 做了总结,之后对石墨型Ti合金立式离心铸造中熔体横截面的变化规律,以及旋转方向对充填顺 序进行研究,指出在离心力场下,柯氏力对熔体运动方向的改变影响非常大,当熔体填充到最远 端时,由正向填充转为反向填充。分别讨论了横浇道内侧有、无内浇道两种情况下的熔体填充过 程;哈尔滨工业大学对立式离心铸造钛合金熔体填充量进行了数值模拟与试验研究,证明了填充 量随离心转速的增加而增加,但是转速过高却会导致熔体填充量的下降,此外,横浇道的截面积 对填充量的也有影响;河南科技大学对立式离心铸造的缩松锁孔进行了数值模拟,并将理论判据 应用到软件中发现采用半球形冒口钛铝合金铸件缩松锁孔少于锥形冒口的铸件。研究结果为钛合 金产品在垂直离心铸造中的推广奠定了基础口引。

滚轮式离心铸造机设计

滚轮式离心铸造机设计

毕业设计(论文)任务书学院术专业班学生:毕业设计(论文)题目:滚轮式离心铸造机设计课题的意义及培养目标:离心铸造机属特种铸造的金属成型的方法之一。

它的原理是金属液体在离心离的作用下,不用型芯即可浇铸空新件,省去浇注系统和冒口冷铁,节约了大量的金属,省去造型的工时。

这样就降低工件成本,并可制造双金属件,质量可靠。

采用这种方法生产的铜套和铁套,工艺简便,生产效率高,是机械成型先进的工艺。

学生通过此项设计,加深对工装设备设计过程的了解。

是他们的综合能力的培养得以提高,为今后的工作做好充分的准备。

设计(论文)所需收集的原始数据与资料:离心铸造手册铸型转速: 500——800r/min铸件最大尺寸: 500X2000课题的主要任务(须附有技术指标要求):1铸型设计2 传动系统设计3控制系统4浇注系统设计5毕业论文说明书1份设计进度安排及完成的相关任务(以教学周为单位):、学生:指导老师:摘要铸造是一种液态金属成型的方法。

铸件已广泛应用于各工业部门和日常生活中,其中通过离心铸造而成的铸件占相当大的比重,离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中,在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法,离心铸造是在离心机上进行的。

离心铸造分为立式和卧式两种,卧式滚轮式离心铸造机包括:铸型,浇注系统,传动系统,以及电器控制系统几个部分。

其工作过程包括:涂料,浇注,冷却,拔模,本设计利用现有的一些新元件对铸造机进行优化设计,并采用PLC进行控制,使之操作方便,结构简化,性能提升。

关键词:铸造;浇注系统;离心铸造机;电器控制系统目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 离心铸造机的发展过程 (1)1.3离心铸造机的分类及应用 (2)1.4离心铸造的特点 (3)1.5离心铸造基本原理 (3)1.6离心铸造发展前景 (4)第二章滚轮式离心铸造机的原理分析 (5)2.1离心力 (5)2.2离心力场 (5)2.3有效重度 (5)2.4自由表面 (5)2.5离心压力 (7)2.6液体金属中异相质点的径向运动 (9)2.7离心铸造的缩补 (10)2.8离心铸件的凝固特点 (10)第三章离心铸造工艺 (14)3.1离心铸型转速选择 (14)3.2离心铸造用铸型 (14)3.3涂料 (15)3.4浇注 (15)3.5拔管 (15)3.6清理与准备 (15)第四章离心铸管常见缺陷分析 (16)4.1横向壁厚不均 (16)4.2纵向壁厚不均 (16)4.3气孔与针孔 (16)4.4裂纹断裂 (17)4.5龟纹 (17)4.6凹陷 (18)4.7渗漏 (18)第五章金属铸型设计 (20)5.1卧式滚筒离心机的特点 (20)5.2铸型类型选择 (20)5.3铸型各组成部分结构设计 (20)5.4铸型型体设计 (21)5.5铸型段盖和端盖紧固装置设计 (21)5.6铸型滚道设计和定位 (22)5.7浇注系统设计 (23)第六章铸造机的参数与计算 (24)6.1铸型转速的选择 (24)6.2铸型壁厚 (24)6.3离心压力 (25)6.4电机功率选择 (25)6.5带传动的设计与计算 (26)第七章控制系统的编程控制 (30)7.1梯形图 (30)第八章操作安全注意事项 (31)结束语 (32)致谢 (32)参考文献………………………………………………第一章绪论1.1概论铸造是一种液态金属成型的方法。

小型滚筒式卧式离心铸造机设计方案刘

小型滚筒式卧式离心铸造机设计方案刘

理工学院毕业设计学生姓名:刘江泽学号:08L0608122专业:材料成型及控制工程题目:小型滚筒式卧式离心铸造机的设计指导教师:贾丽敏(讲师)评阅教师:2012年6 月河北科技大学理工学院毕业设计成绩评定表姓名刘江泽学号08L0608122 成绩专业材料成型及控制工程题目小型卧式滚筒式离心铸造机的设计指导教师评语及成绩指导教师:年月日评阅教师评语及成绩评阅教师:年月日答辩小组评语及成绩答辩小组组长:年月日答辩委员会意见答辩委员会主任:年月日毕业设计中文摘要本文对滚筒形状离心铸件进行铸造工艺设计。

首先完成离心铸造工艺设计,对于生产条件的确定以及离心机的选择并对离心铸造的浇注温度、速度、时间和铸型转动时间进行确定。

根据零件设计出衬套、挡板和后盖,画出其零件图,并组装成整体模具图。

利用重力系数公式计算铸型转速,再根据公式计算转矩,选择联轴器和离合器。

然后根据转速计算出最小轴径,进而设计出整体的轴,并对轴进行了校核。

利用CAD绘制出小型滚筒式卧式离心铸造机的整体图形以及零件图。

关键词:卧式,离心铸造,滚筒,CAD毕业设计外文摘要Title Design of horizontal centerfugal casting machine with small drum shapedAbstractThe drum shape centrifugal casting foundry process design. First to complete the design of centrifugal casting process to determine the rotation time of the production conditions to determine the centrifuge selection and centrifugal casting,pouring temperature,speed,time,and cast. Bushings,bezel and back cover,according to the part design to draw the parts diagram,and assembled into the overall die map. Gravity coefficient was calculated as the casting speed,according to the formula to calculate torque,select the couplings and clutches. According to speed to calculate the minimum shaft diameter,and then design the whole axis and the axis was calibrated. Use of CAD drawing overall graphics and parts diagram of a small drum horizontal centrifugal casting machine.Key Words Horizontal Centrifugal casting Roller CAD目录1 绪论 (1)1.1铸造简介 (1)1.2离心铸造简介 (1)1.345钢简介 (3)1.4离心铸管机的设计原则 (4)1.5本课题研究的对象 (4)2 离心铸造工艺 (5)2.1生产条件的确定 (5)2.2金属模涂料 (6)2.3浇注温度 (8)2.4浇注速度 (8)2.5浇注系统 (8)2.6铸型转动时间 (9)3 离心铸管缺陷分析及预防 (10)3.1合金钢管缺陷分析 (10)3.2缺陷预防措施 (10)4 模具设计 (12)4.1模具的结构 (12)4.2模具参数的计算 (12)4.3铸型转速的计算 (14)5 零件的选择 (17)5.1联轴器的选择 (17)5.2离合器的选择 (19)5.3轴承的选择 (20)6 轴的设计 (22)6.1轴长的确定 (22)6.2轴的校核 (23)6.3键与销的选取和校核 (25)结论 (27)致谢 (22)参考文献 (22)1 绪论1.1 铸造简介1.1.1 铸造的定义铸造[1]是熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。

冶炼离心轧辊铸造设备的制造工艺与设计

冶炼离心轧辊铸造设备的制造工艺与设计

冶炼离心轧辊铸造设备的制造工艺与设计摘要:在轧钢生产的过程中,轧辊是一个必不可少的消耗设备,对轧机的工作效率、轧材的质量等都有较大的影响。

离心复合铸铁辊作为轧钢生产过程中的一个主要设备,在推广应用的过程中,有效的提高了轧钢的生产效率,但是仍然有一定的问题存在。

基于此文章对冶炼离心轧辊铸造设备的制造工艺和设计进行探讨。

1案例简介离心铸造是一种综合性比较强的铸造方法,每年我国使用离心铸造的方法生产的铸件在323万吨以上,在铸件生产中有着非常重要的地位。

钢铁公司由于增加新的生产线,对D390离心轧辊的需求量增加,需要增加规格更大的离心铸造设备生产离心轧辊,设计人员要通过设计来得到离心轧辊铸造设备。

2离心轧辊铸造的优缺点和作业原理2、1离心轧辊铸造的优缺点离心轧辊铸造主要是使用旋转来产生离心力,有着其他铸造工艺不具备的优点,具体如下:(1)一些部件不需要浇冒口,有效的提升了金属液的使用效率;(2)不需要使用砂芯就可以铸造出环形和空筒形的铸件,同时也可以生产出长度和直径不同的铸管,具有良好的生产效率,生产成本也不高;(3)在离心力的作用下,金属液凝固后,质地细腻;(4)可以浇筑出不同的双金属铸件。

不过在使用过程中也有一定的局限性,比如离心铸早需要结构相对复杂的铸造件,价格比较贵,离心铸造设备的投资要比较高。

所以对离心轧辊铸造设备进行自行设计是很有必要的。

2、2离心轧辊铸造的作业原理离心铸造指的是将金属液浇入到正在旋转的铸型中,在受到离心力时,会凝固成所需的固件,属于一种比较特殊的铸造形式,根据铸造方法的不同,可以将离心铸造分成立式离心铸造和水平离心铸造两种。

在生产离心式轧辊的时候,一般使用水平离心铸造的方法进行生产,在制作的过程中,会先将离心设备上放入铸型中,在托轮的带动下铸型会进行旋转,在铸型的转速达到规定的转速后,将铁液浇入,在离心力的作用下,铁液会变成铁壳,然后在规定的时间内,降低铸型的转动速度直至停止,对上下型腔和吊下铸型进行组合,将铁液向内进行浇筑,最后完成离心轧辊的浇筑。

离心铸造工艺参数(精)

离心铸造工艺参数(精)

金属液在重力作用下最易使质点下掉,该点的圆周线速度可能最小。

如果mω2r0≥mg的条件不能被满足,则在浇注时会出现金属液滞留在铸型底部滚动(见图3a),或出现雨淋现象(见图3b),不能成形。

铸型转速低,铸件也易出现疏松、夹渣、内表面凹凸不平等缺陷。

(3)过高的转速,除能产生很大的凝固压力外,会带来许多负面效应,如增加能耗、提高了对铸型和离心机设计制造的要求、使铸件产生纵向裂纹、金属液更易偏析、使用砂型时更易产生粘砂、胀砂等缺陷。

分析结论:在确定离心铸造铸型转速时,原则是在保证铸件质量前提下,选取最低的铸型转速。

(3)过高的转速,除能产生很大的凝固压力外,会带来许多负面效应,如增加能耗、提高了对铸型和离心机设计制造的要求、使铸件产生纵向裂纹、金属液更易偏析、使用砂型时更易产生粘砂、胀砂等缺陷。

分析结论:在确定离心铸造铸型转速时,原则是在保证铸件质量前提下,选取最低的铸型转速。

思考:铸型转速的确定原则? 2.铸型转速的确定方法在实际生产中可采用各种经验公式和图表来确定铸型的转速。

但由于产生条件不同(指生产铸件种类不同),各经验数据都有较大的局限性。

故在实际生产时可参考选用,并根据所生产出的铸件实际情况,进行调整。

(1)根据铸件内表面有效重度计算铸型转速; (2)根据重力系数计算铸型转速; (3)根据综合系数计算铸型转速;(4)根据非金属铸型可能承受的最大离心力计算铸型转速; (5)根据铸件内孔上下允差计算铸型转速。

(1)根据铸件内表面有效重度计算铸型转速JI.C.康斯坦丁诺夫认为,不管液体金属种类如何,只要铸件内表面有效重度达到3.4×106N/m ,就能保证得到组织细密的离心铸造件。

铸型转速用下式计算:式中 n —铸型转速(r/min ); R —铸件内表面半径(m ); γ—合金重度(N/m3); β—调整系数(按表1选取)。

此公式适用于水平离心铸造,且铸件R 外/R 内比值应不大于1.5。

铸造毕业设计-离心铸造工艺流程设计

铸造毕业设计-离心铸造工艺流程设计

三明职业技术学院毕业设计作业形式:毕业设计作业形式:离心铸造工艺流程设计姓名:王华学号:090201136所在系:机械电子系专业:数控技术年(班)级:数控09学制:三年制指导教师:林陈彪完成日期:2012年4月30 日目录绪论 (4)第一章离心铸造及4G18生产装备 (5)1.1 离心铸造概念 (5)1.2 卧式离心铸造机 (5)1.3 卧式螺旋卸料过滤离心机 (6)1.4 立式切割机 (7)1.5 离心铸造特点 (7)1.6 熔炼炉 (7)1.7 浇注机的主要参数 (8)1.8 生产过程图 (8)第二章生产工艺过程 (9)2.1 金属配料熔炼 (9)2.2 孕育技术 (10)2.3 合金化处理 (11)2.4 对熔炼过程的温度控制 (12)2.5 三角试片的控制 (13)2.6 涂料配置 (13)2.7 主轴预热 (13)2.8 主轴内上涂料 (13)2.9 离心浇注 (14)2.10 冷却及取件 (14)2.11 毛坯切断及检查 (15)第三章离心铸造原理及工艺 (16)3.1 离心力场 (16)3.2 离心力场液体自由表面的形状 (16)3.3 离心铸型转速的选择 (17)3.4 离心铸造用铸型 (18)第四章影响材料性能的因素 (19)4.1 碳当量对材料性能的影响 (19)4.2 合金元素对材料性能的影响 (19)4.3 炉料配比对材料的影响 (19)4.4 微量元素对材料性能的影响 (20)第五章离心铸造汽车缸套常见缺陷分析 (22)5.1硬度过高 (22)5.2针孔 (22)5.3应用效果 (22)附录A 熔炼工艺规程卡 (24)附录B 浇注工艺规程卡 (25)附录C 铸件后处理工艺 (26)绪论多年来,我国汽车缸套铸造生产工艺始终是传统的砂型铸造生产工艺,该工艺具有产品质量差,废品率较高,制造成本高,劳动强度大且劳动条件差,环境污染重,产品寿命低等致命弱点。

以充分的理论根据和丰富的实践经验较全面地分析了大胆采用国内外先进的离心铸造新工艺代替传统的砂型铸造工艺生产汽车缸套。

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云南机电职业技术毕业设计(论文)任务书云南机电职业技术学院材料成型与控制技术专业09171 班学生:张宇毕业设计(论文)题目:滚轮式离心铸造机设计课题的意义及培养目标:离心铸造机属特种铸造的金属成型的方法之一。

它的原理是金属液体在离心离的作用下,不用型芯即可浇铸空新件,省去浇注系统和冒口冷铁,节约了大量的金属,省去造型的工时。

这样就降低工件成本,并可制造双金属件,质量可靠。

采用这种方法生产的铜套和铁套,工艺简便,生产效率高,是机械成型先进的工艺。

学生通过此项设计,加深对工装设备设计过程的了解。

是他们的综合能力的培养得以提高,为今后的工作做好充分的准备。

设计(论文)所需收集的原始数据与资料:离心铸造手册铸型转速:500——800r/min铸件最大尺寸:500X2000课题的主要任务(须附有技术指标要求):1铸型设计2 传动系统设计3控制系统4浇注系统设计5毕业论文说明书1份设计进度安排及完成的相关任务(以教学周为单位):学生:张宇指导老师:蔡云秀摘要铸造是一种液态金属成型的方法。

铸件已广泛应用于各工业部门和日常生活中,其中通过离心铸造而成的铸件占相当大的比重,离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中,在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法,离心铸造是在离心机上进行的。

离心铸造分为立式和卧式两种,卧式滚轮式离心铸造机包括:铸型,浇注系统,传动系统,以及电器控制系统几个部分。

其工作过程包括:涂料,浇注,冷却,拔模,本设计利用现有的一些新元件对铸造机进行优化设计,并采用PLC进行控制,使之操作方便,结构简化,性能提升。

关键词:铸造;浇注系统;离心铸造机;电器控制系统目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 离心铸造机的发展过程 (1)1.3离心铸造机的分类及应用 (2)1.4离心铸造的特点 (3)1.5离心铸造基本原理 (3)1.6离心铸造发展前景 (4)第二章滚轮式离心铸造机的原理分析 (5)2.1离心力 (5)2.2离心力场 (5)2.3有效重度 (5)2.4自由表面 (5)2.5离心压力 (7)2.6液体金属中异相质点的径向运动 (9)2.7离心铸造的缩补 (10)2.8离心铸件的凝固特点 (10)第三章离心铸造工艺 (14)3.1离心铸型转速选择 (14)3.2离心铸造用铸型 (14)3.3涂料 (15)3.4浇注 (15)3.5拔管 (15)3.6清理与准备 (15)第四章离心铸管常见缺陷分析 (16)4.1横向壁厚不均 (16)4.2纵向壁厚不均 (16)4.3气孔与针孔 (16)4.4裂纹断裂 (17)4.5龟纹 (17)4.6凹陷 (18)4.7渗漏 (18)第五章金属铸型设计 (20)5.1卧式滚筒离心机的特点 (20)5.2铸型类型选择 (20)5.3铸型各组成部分结构设计 (20)5.4铸型型体设计 (21)5.5铸型段盖和端盖紧固装置设计 (21)5.6铸型滚道设计和定位 (22)5.7浇注系统设计 (23)第六章铸造机的参数与计算 (24)6.1铸型转速的选择 (24)6.2铸型壁厚 (24)6.3离心压力 (25)6.4电机功率选择 (25)6.5带传动的设计与计算 (26)第七章控制系统的编程控制 (30)7.1梯形图 (30)第八章操作安全注意事项 (31)结束语 (32)致谢 (32)参考文献………………………………………………第一章绪论1.1概论铸造是一种液态金属成型的方法。

在各种铸造方法中,用的最普遍的是砂型铸造,这是因为砂型铸造不仅铸件批量的大小,不受限制,而且铸件的形状,尺寸,重量及合金种类几乎都不受限制。

随着科学技术的不断发展和生产水平的不断提高以及人类社会生的需要,对铸造生产提出了一系列新的,更高的要求,归纳起来,主要有如下三个方面:1,要求大量生产同类型,高质量而且稳定性的铸件,进一步提高铸件的表面光洁程度,尺寸精度以及内在质量和机械性能;2,进一步简化生产工艺过程,缩短生产周期,便于实现生产工艺过程机构化,自动化,提高劳动生产率,改善劳动条件;3,减少生产原材料的消耗,降低生产成本。

为了实现上述要求,近几十年来,铸造工作者在继承,发展古代铸造技术和应用近代科学技术成就的基础上,发明了许多新的铸造方法,为了有别于砂型铸造,人们把这些新的铸造方法统称为特种铸造。

最常见的有如下几种:1,熔模铸造2,金属型铸造3,压力铸造4,离心铸造5,陶瓷型铸造6,低压铸造7,液体金属冲压8,真空吸铸9,连续铸造,等等特种铸造就是在造型材料,造型方法,金属液的充型形式和金属在型中的凝固条件等方面与普通砂型铸造有显著差别的铸造方法。

离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中,使之在离心力作用下,完成填充和凝固成型的一种铸造方法。

为实现这种工艺过程,必须采用专门的设备——离心铸造机(简称离心机),提供使铸型旋转的条件。

1.2离心铸造机的发展过程离心铸造发展至今已有几十年的历史,第一个专利是1809年由英国人Erchardt 提出的,直到上世纪初才逐步推广于工业生产。

我国30年代开始采用于生产铸铁管。

现在离心铸造已经是一种应用广泛的铸造方法,常用于生产铸管,铜套,缸套,双金属钢背铜套等。

对于像双金属轧锟,加热炉滚道,造纸及干燥滚筒及异型铸件(如叶轮)等,采用离心铸造也十分有效。

目前已有高度机械化,自动化的离心铸造机,有年产量达数十万吨的机械化离心铸管厂。

在离心铸造中,铸造合金的种类几乎不受限制。

对于中空铸件,其内径最小为8mm,最大为3000mm,铸件长度最大为8000mm,重量最小为几克(金属牙),最大可达几十吨。

1.3离心铸造机的分类与应用近年来,离心铸造机发展很快,类型日益增多,因而分类方法也很多。

根据铸型旋转轴在空间位置的不同,常用的离心机分为:(一)立式离心铸造机(二)卧式离心铸造机立式离心铸造的铸型是绕垂直轴旋转的,如图1-1所示,在这种机器上的铸造过程称为立式离心铸造。

它主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件。

由于在这种机器上安装及稳固铸型比较方便,因此,不仅可以采用金属型,也可采用砂型,熔模型壳等非金属型。

卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的,如图1-2所示,在这种机器上的铸造过程成为卧式离心铸造。

它主要用来生产长度大于直径的套筒类或管类铸件。

图1-1 立式离心铸造示意图1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机图1-2 卧式离心铸造示意图1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-铸件其中,卧式离心铸造又可以分为:1,悬臂卧式离心铸造;2,在滚筒式离心铸造机上的卧式离心铸造;3,水冷金属离心铸管。

立式离心铸造可分为:1,圆环形铸件的立式离心铸造;2,成形铸件的立式离心铸造。

1.4离心铸造的特点由于离心铸造时,液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固的,因而离心铸造便具有下述的一些特点:1)液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面,这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件,大大简化了套筒,管类铸件的生产过程;2)由于旋转时液体金属所产生的离心力作用,离心铸造工艺可提高金属充镇铸型的能力,因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产;3)由于离心力的作用,改善了补缩条件,气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出,因此离心铸件的组织较致密,缩孔(缩松)、气孔、夹杂等缺陷较少;4)消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗;5)铸件易产生偏析,铸件内表面较粗糙。

内表面尺寸不易控制。

1.5离心铸造基本原理根据力学中的惯性原理,处于旋转状态下的金属液质点相应地产生了离心力,所以金属液在离心力作用下凝固成形式离心铸造的一大特点。

1.6 离心铸造的发展前景铸型的大小可由零点几公斤至十多吨,其最小的壁厚优于同类的常压铸造,铸件材料决定铸件的表面粗糙度和铸件尺寸,金属收缩率可达到85~95%,投产的合适最小批量为100~10000件,生产率可达高中机械化程度。

由于离心铸造的上述优点,应用越来越广泛,在生产一些管、套类铸件如铸铁管、铜套、缸套、双金属钢脊铜套时,离心铸造几乎是最主要的方法。

此外在耐热钢管道、特殊无缝钢管、毛坯、造纸机干燥滚筒等方面,离心铸造将发挥更大的作用。

第二章 滚轮式离心铸造机的原理分析2.1 离心力作用在旋转体上的离心力与旋转半径成正比,与角速度的平方成正比: r m F 2ω= (2-1)如旋转速度以r/min 为单位,则30/n πω= (2-2) 201.0mrn F = (2-3)n —为金属液质点的旋转速度(r/min )r —液体金属任意点的旋转半径(cm )g —重力加速度m —金属液质点的质量(kg )2.2 离心力场在旋转液体所占空间中,每一质点都受到离心力r m 2ω的作用,因此,可把这一空间称为离心力场。

其中ω为离心力加速度,方向远离旋转中心。

2.3 有效重度离心力场中单位体积液体金属的质量就是它的密度)/(3m kg ρ,这部分液体金属产生的离心力成为有效重度g r /'22γωρωγ== )m /N (3。

式中:γ—金属的重度)m /N (3该式表明旋转金属液的有效重度比在重力场中的重度大g r /2ω倍。

2.4自由表面图1-2 所示为卧式离心铸造时,在自由表面上任取一个质点M,其质量为m,若不考虑重力场的影响,则作用在该质点的离心力为在X 轴方向上的分力为:x m r m X 202cos ωαω== (2-4)在Y 轴方向上的分力为: y m r m Y 202sin ωαω== (2-5)在旋转轴方向上的分力为:0=Z (2-6)有水力学的欧拉公式可知,当液体质点受力的作用,在等压面上作微小位移时,应满足下述条件:0=++z y x Zd Yd Xd (2-7)式中,X,Y,Z 分别为质点M 在x,y,z 轴方向上所受的力,z y x d d d ,,分别为质点M 在x,y,z 轴方向上微小位移的投影。

将(2-4)、(2-5)、(2-6)代入式(2-7),得: 022=+y x yd m xd m ωω (2-8)将式(2-8)移项积分后,得如下方程式:2022r y x =+ (2-9)此为图2-1的方程式,其半径为液体的内半径,圆的中心与液体金属的旋转轴线相重合。

因此可以推论,卧式离心铸造时,如果不考虑重力场的影响,则液体金属的自由表面位移旋转轴为轴线的圆柱面。

图2-1图2-1为卧式离心铸造时,液体金属自由表面的形状实际上由于存在着重力场的影响,所以在卧式离心铸造时液体金属边面(圆柱面)的中心将向下移动e 距离。

因为液体金属作圆周运动时,金属质点从最高处(A 端面上的一点)向最低处(B 端面上任一点)移动时,在重力场的影响下,其速度将增加,而当液体金属质点自A 端面向B 端面移动时,其速度将增大,所以液体金属在A 端面处的圆周线速度a V 最小,而在B 段面上,圆周线速度b V 最大,即b a V V <。

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