隨著國Ⅵ排放標準的陸續(xù)實施,對于發(fā)動機設計研發(fā)提出了更高的要求。而活塞作為發(fā)動機的關鍵零件,其使用工況越來越嚴苛。鋁活塞為了適應這種高要求,向著高強度、高爆發(fā)壓的方向發(fā)展。此類型的活塞對鑄造提出了高標準的要求,因此本課題結合現(xiàn)在最新的技術研發(fā)了新型鑄造技術和BCM-132P鋁活塞鑄造機,并對工藝和設備進行了驗證。首先本文闡述了新型鋁活塞鑄造工藝及設備的研究的意義,介紹了國內外鑄造工藝、鑄造設備的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀和工業(yè)機器人的發(fā)展,引出研究方向。因傳統(tǒng)鑄造方法生產(chǎn)的產(chǎn)品性能很難滿足要求,通過對鑄造過程冷卻原理的分析,提出了新型的鑄造技術:燃燒室金相細化技術。并介紹了燃燒室金相細化技術的控制實施,詳述了適用于此技術的模具的結構特點。使用鑄造模擬軟件MAGMA對高強高壓鋁活塞的鑄造過程進行了模擬分析:在軟件中對鑄造過程進行條件設置,通過軟件的自動計算分析得出仿真模擬結果。根據(jù)軟件的幾個判據(jù),分析結果,得出了鑄造工藝合理的結論。通過研究了新型的全自動鑄造機對高強高壓活塞進行生產(chǎn)。對鑄造機的機械部分和傳動部分的結構及作用做了簡單的介紹,重點分析計算了床身的承載能力,并對受力較大的關鍵件進行了A... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２擠壓鑄造示意圖??采用擠壓＃造也有一定局限性，孫曉等［２３］發(fā)現(xiàn)擠壓鑄造不適合生產(chǎn)帶有內冷??

第２章活塞鑄造工藝技術的研究及仿真分析??理想，導致下一個冷卻循環(huán)的冷卻水冷卻溫度不能保證，冷卻效果大大降低。??針對這些問題，本課題研發(fā)了ＣＭＲ技術，解決上述問題，更有效地提高產(chǎn)??品質量及其一致性。如圖２－１所示，為傳統(tǒng)鑄造冷卻循環(huán)與ＣＭＲ技術冷卻循環(huán)控??制的對比圖。??控酬?????Ｊ?接具?１?！?－Ｗ念．■務支ｎ或．．｜???＾?！??＂＂＂＂＂ｔ胃顏二＇?【龜廠ｊ左褙芯冷軺水丨??丨；４卻永源玲莉水栗３＿?＿＿?澤造抗右郵Ｉ??麵＿１?？適？１Ｌ１????——ｉｗｗ｜?????ａ）傳統(tǒng)冷卻循環(huán)??……—丨外接Ａ￡Ｊｌ７ｋ?????？—ＬｌｉｌｄＭＩｌ????？孩造極?ｉ?—丨內芯￥＾?水?ｊ??＾?—Ｉ?＇?；?Ｕ＇￥ｉ７ｉ?％＿ｒｉｉｉｉｉｉｉＦ?ｉ！????？？?一?．．?Ｖ??．４－ｓｊ水源＾■■????ｒ￣＇ＥＥｒ￣＇￣；?＇一＃￣！??—．．．－．．．．．．．」－？Ｕａ?水?－?±－＂Ｊ?Ｌ＃－ＨＪｇｆ？＾ｇｌ??Ｉ?－＂＂ｆ?１????ｂ）?ＣＭＲ冷卻循環(huán)??圖２－】ＣＭＲ與傳統(tǒng)冷卻循環(huán)控制對比??由圖２－１可知，ＣＭＲ技術采用單獨的內循環(huán)水冷機作為動力源，內循環(huán)水冷??機自帶加壓水泵，冷卻水加壓后通過控制柜直接連接每一路模具，每路冷卻水單??獨電磁閥控制。冷卻水流經(jīng)模具后，通過總分水塊直接回流至內循環(huán)水冷機。通??模具的熱水在冷水機內部冷卻至工藝溫度，等待下一個冷卻循環(huán)。水冷機有溫控??功能，保證流入鑄造系統(tǒng)的循環(huán)水溫度恒定。本課題所研發(fā)使用的智能化冷卻控??制系統(tǒng)（ＣＭＲ技術），其具備以下

山東大學碩士學位論文??雜質的污染，也能保證整個循環(huán)系統(tǒng)的壓力，使冷卻水能快速流經(jīng)模具帶走熱量；??內循環(huán)水冷機具有自動降溫功能，保證進入模具系統(tǒng)的水溫恒定。??＿＿??［ｌ?ｉ?ｆｉＪ??圖２－２參數(shù)化控制冷卻??２．１．２模具設計??在活塞毛坯鑄造生產(chǎn)中，頂朝上鑄造方式由于操作方便和保證鑄件自下而上??順序凝固，是主流的機械化鑄造生產(chǎn)方式。但為了更好的補縮，一般在壁厚較大??的頂部設置補縮冒口，造成該部位金相組織較為粗大，而冒口周圍同時也是燃燒??室邊緣，極易因金相粗大造成燃燒室喉口開裂［４２］，因此針對以上問題，本課題??研宄出適用于鋁活塞毛坯鑄造的ＣＭＲ模具。模具各部位的結構特點如下：??（１）頂模部分??如圖２－３所示為ＣＭＲ頂模與ＳＴＤ頂模（即標準模具Ｓｔａｎｄａｒｄ）頂模對比，２－４??為兩種頂模結構鑄造的毛坯對比。該部分改變了傳統(tǒng)的單體結構頂模，變?yōu)榉??體結構，增加隨行冷卻，ＣＭＲ頂模結構有如下優(yōu)點：??①頂模采用分體結構，并在各部分中設置冷卻通道，各冷卻通道單獨控制，??最后補縮部位強化保溫，最終實現(xiàn)活塞毛坯頂部區(qū)域從外至內順序凝固；傳統(tǒng)頂??模使用一體式結構，并采用一個冷卻通道，不利于毛坯頂模的順序凝固。??？在頂模各部分之間設置隔熱和排氣槽，在隔絕冷卻水對另一部分的影響??的同時也兼顧增強金屬型模具排氣效果；傳統(tǒng)頂模無此項結構，容易造成排氣不??１４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]JY4000t精密擠壓鑄造機研發(fā)設計[J]. 鄭桂云,葛樹志.  鑄造設備與工藝. 2019(03)
[2]金屬型鑄造模具涂料研究進展[J]. 閆盛青,林有希,鄭開魁,范宜鵬.  熱加工工藝. 2019(03)
[3]鋁合金平板件鑄造工藝模擬及優(yōu)化[J]. 陳敏,丁旭,沈剛,孫麗華,姜月明.  熱加工工藝. 2018(13)
[4]發(fā)動機活塞組件創(chuàng)新設計[J]. 趙世來,張治國.  汽車實用技術. 2018(12)
[5]發(fā)動機鋁合金活塞鑄件缺陷分析及鑄造工藝改進[J]. 鄔智立.  鑄造. 2018(01)
[6]硼酸鋁晶須增強鋁硅基復合材料活塞燒蝕研究[J]. 秦朝舉,張衛(wèi)正,原彥鵬,宋立業(yè).  哈爾濱工程大學學報. 2018(01)
[7]基于RobotStudio的機器人干涉區(qū)設定方法及工程應用[J]. 高建超,高海東.  汽車工藝師. 2017(09)
[8]工業(yè)機器人在活塞澆鑄過程中的應用[J]. 趙淑國,董旭,劉雨奇,王巨果.  鑄造設備與工藝. 2017(04)
[9]鑄造CAE技術在過濾網(wǎng)設計過程中的應用[J]. 宋亮,蘇少靜,王洪濤.  中國鑄造裝備與技術. 2017(04)
[10]澆注系統(tǒng)的設計[J]. 王峰,班云峰,徐林清.  現(xiàn)代鑄鐵. 2017(02)

碩士論文
[1]重載鑄造機器人路徑規(guī)劃研究[D]. 王興明.安徽理工大學 2018
[2]澆鑄機器人協(xié)調控制研究[D]. 賀國昂.上海應用技術大學 2016
[3]傾轉重力鑄造機優(yōu)化設計及其澆注控制液壓系統(tǒng)研究[D]. 彭立廣.燕山大學 2013
[4]熔體處理對Al-Si和Zn-Al合金組織及性能的影響[D]. 任海濤.太原科技大學 2011
[5]典型鋁合金鑄件的金屬型模具CAD/CAE[D]. 黃應濤.華中科技大學 2008



本文編號：3121364