消失模工艺设计.doc

消失模工艺设计 第一章 概 述一、 消失模铸造发展简史及其现状消失模铸造（Expendable Pattern Casting Process,简称EOC或Lost Foam Casting Process,简称LFC）自1956年由美国人发明以来，至80年代已发展到相当规模，并已成功地用于生产。从单件小批量大件生产发展到大批量小件流水线生产，尤以美国、意大利、德国、俄罗斯、日本等国工业化生产具有代表性。据预测到2000年，汽车铸件采用消失模工艺生产方法将达到一定比例，其他工业部门的产品，如马达壳、阀门等产品也将有较大发展。到90年代初消失模铸造出现了徘徊局面。由于欧美经济不景气，汽车工业受到影响，致使消失模铸造发展受到一定影响。但是消失模铸造工艺带来的优势仍然不断得到人们的关注，随着世界经济的回升，特别是汽车工业的复苏，近几年消失模铸造走出低谷，恢复了发展。目前世界消失模铸造生产厂家约千家，其中500多家进行大批量生产，美国100多家，亚洲200多家，其他地区200多家。98年美国消失模铸件年产量达9万吨，其中铸铝件5万吨，铁铸件4万吨。美国（General Motor）的Power Train计划已经开始实施跨世纪工程项目，白区部分有70多台套装备，黑区部分计划建立六条生产线，年产100万个缸体缸盖、曲轴铸件。到目前为止，我国已有70余家工厂生产消失模铸件，多数是规模较小的单件小批量生产。近三年来生产厂家数量每年以近10%的速度递增。我国对消失模工艺的研究是在70年代就已开始，但由于种种原因，进展缓慢，直到80年代后期才开始较系统的研究开发。最具代表性的有中科院长春光机所80年代中期建成我国第一条消失模铸造生产线，在此后的数年间，相继由北京宋庄铸造总厂、赤峰煤气罐厂、福州柴油机厂等十数家工厂建立了生产线。同时还有一些工厂直接从国外引进成套生产线或关键设备，如第一汽车厂、全椒柴油机厂、长沙发动机厂等。目前，消失模工艺在我国已有一定的发展，并在中国铸协领导下成立了实型（即消失模）铸造专业委员会。一批高校和科研单位开展了理论方面的研究工作。例如清华大学在国家自然科学基金资助下立项开展了干砂充填紧实方面的理论研究、金属充填和流动、浇注系统设计CAD方面的研究，取得了一定的成果，华中理工大学也进行了金属的凝固，涂料、铸件变形、模具设计CAD/CAM方面的研究，推动了生产的发展。二、 消失模铸造工艺过程和特征1、 工艺过程对比。EPC工序和传统工艺相比差别大。（见图1操作工序的对比。）消失模铸造工序大为简化，由于不分型、不取模、无砂芯，不需要下芯合箱，不配制型砂和芯砂，使其工艺设计原则和内容也有很大区别。 工艺特征。（1） 实型型腔，铸型中有EPS模型。传统工艺型腔是空的。（2） 铸造是由干砂形成，无粘结剂、水分和附加物的干石英砂（3） 浇注时，液体金属和EPS模型产生物理化学作用。EPS软化、溶化、分解、气化，液体金属不断占据模型的位置，为金属以模型的置换过程，而传统工艺，浇注时为填充空型型腔。三、 EPS模型可以是整体的，也可以分块制作后胶合成一体，其形状不受限制，可以做成很复杂的铸件。消失模铸造工艺的优缺点1、 优点：⑴ 尺寸精，加工量小（近无余量），优于砂型、金属型，低于压铸，接近石蜡精密铸造。⑵ 表面质量好。（优于砂型）（3）不用砂芯，无芯座、无分型面，不起模、合箱，造型工艺大大简化，并减少相应的人为引起的缺陷废品。（4）取消了混砂工序，砂处理系统设备大为简化，减少了由此而产生的质量问题。（5）干砂落砂非常方便，无非边毛刺，清理打磨工作量减少50%以上。（6）可在理想位置放置浇冒口，选择最佳形状（如球形），不受起模限制，对保证内在质量有利。（7）投资少，同样生产能力比砂型可降低30-50%，生产线柔性好，可在一条线上实现不同合金、不同铸件的流水生产。（8）改善工人劳动条件，有机物燃烧仅为砂型的1/10，且集中在浇注、落砂处排放，便于采取措施。（9）对工人技术熟练程度要求降低，培训快。（10）铸件设计自由度提高，不受铸造工艺限制，（如传统砂型工艺需考虑起模而采用多箱和劈模造型）2、缺点：（1）由于商业必威体育官网网址，不能分享信息和各工厂单位相互合作困难，技术发展缓慢，不易为工程设计认可，投资者存有戒心。（2）铸造工厂对EPS泡沫模型工艺不了解、成为技术上的难点。（3）选择合适的生产铸件是成功的关键。太简单形状、不加工的件，批量太小均不适宜。（4）模具设计到投产时间长、成本高（指复杂件），一旦模具制成后，更该费时费工，虽然样件可用板材加工制成，但达不到预期的质量要求。（5）浇注系统简单但比传统工艺大一些，切除费工、工艺出品率偏低，无砂芯和分型面、不合箱、对尺寸精度有利，但EPS模型受力