论文部分内容阅读
在工程机械流体传动件的领域当中,液压多路阀由于结构紧凑、管路连接简单且压力损失小等特点,成为了工程液压机械的核心控制元件,其性能好坏也成为了衡量一个国家液压水平高低的标志。本文对复杂的整体式液压多路阀进行铸造工艺设计,并通过数值模拟对前端铸造工艺进行优化,得到了优化的浇铸系统及铸型结构;通过数字化增材制造技术实现多路阀芯子的一体成型,结合CNC数控加工技术制定铸型加工工艺并仿真,从而完成整套砂型的制作;将多路阀铸型进行组型并浇铸得到了多路阀的铸件;通过对制件进行三维扫描,全流程进行质量检测,同时获取点云数据。实验基于复合轮廓激光快速成型的技术方法研究了激光烧结强度和激光失效强度之间的关系,确定了激光烧结工艺,并实现了复杂整体砂芯的数字化成型。复合轮廓激光成型制备的制件是由目标制件、待剥离壳层两部分组成,壳层和失效层的去除是课题研究的重要组成部分,实验中通过研究激光失效工艺研制了配套的脱模工装系统,有效的实现了砂型的脱模。实验中以复杂薄壁的多路阀砂芯为研究对象,采用真空浸渗工艺,对已固化覆膜砂型浸渗不同浓度的水玻璃/二氧化硅混合液,测试了混合液浓度对覆膜砂型的常温抗拉强度和高温残留强度的影响变化曲线,通过使用SEM观察并比较了不同浓度的混合液在覆膜砂型中的形貌分布变化。研究结果表明,真空浸渗工艺能使水玻璃/二氧化硅混合液完全渗透进砂型内部,混合液硬化后,试样的常温抗拉强度最高达到8.38MPa,强度增加超过5MPa;在1000℃高温,加热5min的条件下,含有水玻璃的试样仍有较高的强度,试样表面的完整,没有任何砂粒脱落,同时保持了试样一定的溃散性。通过该工艺研究有效防止高温浇铸过程中出现浮芯、断芯等重大铸造事故,提高了浇铸的成品率。实验中利用三维扫描技术对采用数字化制造手段的铸型、铸件进行了产品质量的数据采集和跟踪;采用着色显像技术对铸件切片表面探伤,检测切片铸件的宏观缺陷;采用工业CT对多路阀铸件内部进行无损探伤;通过上述技术方法,实现了对产品的全面评价,多路阀铸件整体尺寸公差达到国标GB/T 6414——CT6等级,高于一般手工砂型铸造CT11~14等级、机器造型铸造CT8~12等级、金属型铸造CT8~10等级以及水玻璃熔模铸造CT7~9等级,低于硅溶胶熔模铸造CT4~6等级。