压铸工艺数据库系统模式模板.doc

压铸工艺数据库系统铸造是人类掌握比较早一个金属热加工工艺，已经有约60历史。中国约在公元前1700前10之间已进入青铜铸件全盛期，工艺上已达成相当高水平。中国商朝重875千克司母戊方鼎，战国时期曾侯乙尊盘，西汉透光镜，全部是古代铸造代表产品。早期铸件大多是农业生产、宗教、生活等方面工具或用具，艺术色彩浓厚。那时铸造工艺是和制陶工艺并行发展，受陶器影响很大。 中国在公元前5，铸出了世界上最早见于文字记载铸铁件晋国铸型鼎，重约270千克。欧洲在公元八世纪前后也开始生产铸铁件。铸铁件出现，扩大了铸件应用范围。比如在1517世纪，德、法等国前后敷设了不少向居民供饮用水铸铁管道。18世纪工业革命以后，蒸汽机、纺织机和铁路等工业兴起，铸件进入为大工业服务新时期，铸造技术开始有了大发展。 进入20世纪，铸造发展速度很快，其关键原因之一是产品技术进步 ，要求铸件多种机械物理性能愈加好，同时仍含有良好机械加工性能；另一个原因是机械工业本身和其它工业如化工、仪表等发展，给铸造业发明了有利物质条件。如检测手段发展，确保了铸件质量提升和稳定，并给铸造理论发展提供了条件；电子显微镜等发明，帮助大家深入到金属微观世界，探查金属结晶奥秘，研究金属凝固理论，指导铸造生产。 在这一时期内开发出大量性能优越，品种丰富新铸造金属材料，如球墨铸铁，能焊接可锻铸铁，超低碳不锈钢，铝铜、铝硅、铝镁合金，钛基、镍基合金等，并发明了对灰铸铁进行孕育处理新工艺，使铸件适应性更为广泛。 50年代以后，出现了湿砂高压造型，化学硬化砂造型和造芯，负压造型和其它特种铸造、抛丸清理等新工艺，使铸件含有很高形状、尺寸精度和良好表面光洁度，铸造车间劳动条件和环境卫生也大为改善。20世纪以来铸造业重大进展中，灰铸铁孕育处理和化学硬化砂造型这两项新工艺有着特殊意义。这两项发明，冲破了延续几千年传统方法，给铸造工艺开辟了新领域，对提升铸件竞争能力产生了重大影响。 铸造通常按造型方法来分类，习惯上分为一般砂型铸造和特种铸造。一般砂型铸造包含湿砂型、干砂型、化学硬化砂型三类。特种铸造按造型材料不一样，又可分为两大类：一类以天然矿产砂石作为关键造型材料，如熔模铸造、壳型铸造、负压铸造、泥型铸造、实型铸造、陶瓷型铸造等；一类以金属作为关键铸型材料，如金属型铸造、离心铸造、连续铸造、压力铸造、低压铸造等。 铸造工艺可分为三个基础部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。 铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件金属材料，它是以一个金属元素为关键成份，并加入其它金属或非金属元素而组成合金，习惯上称为铸造合金，关键有铸铁、铸钢和铸造有色合金。 金属熔炼不仅仅是单纯熔化，还包含冶炼过程，使浇进铸型金属，在温度、化学成份和纯净度方面全部符合预期要求。为此，在熔炼过程中要进行以控制质量为目标多种检验测试，液态金属在达成各项要求指标后方能许可浇注。有时，为了达成更高要求，金属液在出炉后还要经炉外处理，如脱硫、真空脱气、炉外精炼、孕育或变质处理等。熔炼金属常见设备有冲天炉、电弧炉、感应炉、电阻炉、反射炉等。 不一样铸造方法有不一样铸型准备内容。以应用最广泛砂型铸造为例，铸型准备包含造型材料准备和造型造芯两大项工作。砂型铸造中用来造型造芯多种原材料，如铸造砂、型砂粘结剂和其它辅料，和由它们配制成型砂、芯砂、涂料等统称为造型材料造型材料准备任务是根据铸件要求、金属性质，选择适宜原砂、粘结剂和辅料，然后按一定百分比把它们混合成含有一定性能型砂和芯砂。常见混砂设备有碾轮式混砂机、逆流式混砂机和叶片沟槽式混砂机。后者是专为混合化学自硬砂设计，连续混合，速度快。 造型造芯是依据铸造工艺要求，在确定好造型方法，准备好造型材料基础上进行。铸件精度和全部生产过程经济效果，关键取决于这道工序。在很多现代化铸造车间里，造型造芯全部实现了机械化或自动化。常见砂型造型造芯设备有高、中、低压造型机、抛砂机、无箱射压造型机、射芯机、冷和热芯盒机等。 铸件自浇注冷却铸型中取出后，有浇口、冒口及金属毛刺披缝，砂型铸造铸件还粘附着砂子，所以必需经过清理工序。进行这种工作设备有抛丸机、浇口冒口切割机等。砂型铸件落砂清理是劳动条件较差一道工序，所以在选择造型方法时 ，应尽可能考虑到为落砂清理发明方便条件。有些铸件因特殊要求，还要经铸件后处理，如热处理、整形、防锈处理、粗加工等。 铸造是比较经济毛坯成形方法，对于形状复杂零件更能显示出它经济性。如汽车发动机缸体和缸盖，船舶螺旋桨和精巧艺术品等。有些难以切削零件 ，如燃汽轮机镍基合金零件不用铸造方法无法成形。 另外，铸造零件尺寸和重量适应范围很宽，金属种类几乎不受限制；零件在含有通常机械性能同时，还含有耐磨、耐腐蚀、吸震等综合性能，是其它金属成形方法如锻、轧、焊、冲等所做不到。所以在机器制造业中用铸造方法生产毛坯零件，在数量和吨位上迄今仍是最多。 铸造生产有和其它工艺不一样特点，关键是适应性广、需用材料和设备多、污染环境。铸造生产会产生粉尘、有害气体和噪声对环境污染，比起其它机械制造工艺来更为严重，需要采取方法进行控制。 铸造产品发展趋势是要求铸件有愈加好综合性能，更高精度，更少余量和更光洁表面。另外，节能要求和社会对恢复自然环境呼声也越来越高。为适应这些要求，新铸造合金将得到开发，冶炼新工艺和新设备将对应出现。 铸造生产机械化自动化程度在不停提升同时，将更多地向柔性生产方面发展，以扩大对不一样批量和多品种生产适应性。节省能源和原材料新技术将会得到优先发展，少产生或不产生污染新工艺新设备将首先受到重视。质量控制技术在各道工序检测和应力测定等方面，将有新发展。 铸造工作者在电子技术和测试手段不停进步条件下，将对金属结晶凝固和型砂紧实等理论进行更深入探索，以研究提升铸件性能和内部质量有效路径。机器人和电子计算机在铸造生产和管理领域里应用，也将日益广泛。现在铸造工厂所采取造型方法，过去十年间没有大改变而造型技术有了大进步。对湿砂造型、精密砂型、消失模铸造分别叙述以下。 1湿砂造型法。Mount企业认为：适适用于大部分金属材质、大批量生产造型法中，粘土湿砂造型是最经济造型法。铸造工厂装备有最新技术控制装置，就应逐步做到，用湿型砂控制技术能够反复得到最好性能。这些控制装置包含，筛分分离金属、回用砂冷却、回用砂混练时正确释量添加剂等等。 Vulcan 企业认为，现在粘土湿砂造型机含有优良性能，能以二年前从未达成过速度，制造要求严格、许可差异很小时湿砂型。再加上正确控制效率高供砂装置，使粘土湿砂型在铁基合金和非铁合金造型中保持最关键地位。 Macler Assoc认为，在湿砂造型中，垂直分型和水平分型两种加以比较，对于大批量生产中、小型，灰铁件或球铁件铸造工厂，重直分型造型全部占优势，因其设备费用比较廉价、能够高速造型、所需人员少、紧实度偏差小等优点。但采取垂直分型工艺，在浇口方案和昌口和形态上，和在用复杂芯子、过滤片、冷铁、套管、舂入芯等方面全部受到限制。另外，用流动性好合金铸造时，因为金属静压比较高，轻易引发金属渗透粘砂。 在制造有色合金铸件方面，已设计了适合这类合金铸件大批量生产多种特征垂直分型造型法，现正在推广。不过，含有要求机械特征铸件，在用这种造型法达成相当高度大批量生产之前，作为大批量铝合金铸件生产方法，金属型铸造法仍然占有优势。 Macler Assoc认为，水平分型湿砂型铸造法，对于中、小批量铸造工厂，还是有利造型法之一，不管是上型、下型方法，或双面模板方法，对复杂铸件生产全部有适应性。可在一个循环期内更换模样，短时间运行、长时间运行全部能够有效进行生产。但手工操作需要机械化，为了确保生产表面优良、尺寸精度高铸件，还需对整套设备进行改造。温砂造型法选择，需要考虑以下各点： 要有能造型出硬度均一高质量铸型造型设备。 能够快速更换模板。 下芯、铸型装卸机械化。 Macler Assoc谈到，为使造型度均一，采取了多个技术。有多个自动双面模板机采取了射砂和压实法，此时，为了取得均一铸型密度，射砂和压实法，此时，为了取得均一铸型密度，射砂方向要是和板垂直方向。还有一个上型、下型造型机，为使铸型密度均一，还采了微振击和压实。另外，为向模样填砂时有强冲击力，也有用高压缩气体。 不过，为得到均一铸型硬度，采取了多个方法，对多种造型方法来讲一个方法是处理不了。在造型机选择上，要对现在使用铸造厂进行调查，并用自己模样试验，以观察其结果。 精密砂型 这种造型法关键点是用冷芯盒法化学粘结铸型。Vulcan认为这是铝合金缸体和缸盖铸件铸造工艺复活。其理由是这种方法，可将缸套铸在缸体中，同时，还有能使用实现方向性凝固冷铁优点。 这种方法是在1970年代出现用于铸造近净形铸件和用湿砂铸造对需要增加芯子形状复杂铸件。现在，铸造形状复杂尺寸正确铸件时，标准措施是用冷芯盒造型法。而且，和砂型铸造相比适适用于更多合金。在制芯作业中可见到，因为树脂化学和造型装置革新，可用更低价格铸造质量，更高零部件用液泵和机械手自动生产线，装置深入改善，所需劳动力降低，可生产出高质量、低成本铸件。冷芯盒工艺造型机是制芯机重大变型。有造型机上型、下型同时造型，有造型机可制出两面型腔铸型叠型铸造，第三种变型是利用二组造型机，一组是上型，一组造下型。 这些造型机为了提升精度，使分型线飞边最小，在全过程中将铸型紧实是其特点。大型造型机，为使其动作平滑可靠完全用油压驱动。装有机械手，实施上涂料型、干燥、下芯、涂粘结剂和合箱等作业。因为有了这些装置，可降低所需劳动力，确保最高质量和生产效率。这种冷芯盒造型机，其铸型情况不仅影响铸件表面质量和清理作业，对芯子正确组装和芯头使型砂在射砂头中流态化位置也有影响，所以，铸型设计是很关键。 Macler Assoc称，冷芯盒造型机有多个射砂技术。大部分造型机，这种型式造型机，用低压大风量射砂，每个循环后全部能够使射砂。有二、三个机械厂不是使砂子流态化，而是用挤出方法，用有专利权设计射砂，低气量高压射砂，有机械厂认为，用挤出方法，制造复杂铸型时，砂子也轻易流动。这二种技术，最好用自己模样进行试用比较，选出最好方法。 冷芯盒造型法，能够制造尺寸很正确复杂铸型，但模费用和型砂粘接剂、催化剂成本比湿砂型用砂和粘接剂价格要高，冷芯盒造型法造型速度低。 消失模铸型 Vulcan消失模铸造因为设备和原料改善而有所发展，采取比率在不停扩大。多方向充填工作点，充填砂（后续砂）即时充填等新技术、使铸件质量，造型速度提升而成本降低。 消失模铸造优点有：发泡模可没有斜度或钭度很小，有时还可用钭度使复杂形状能够造型，设计上有自由度。另外，可使铸件重量减轻，降低甚至不需机械加工，不用芯子也可铸造等。设备上革新，组成部件、涂料、充填介质等新开发、使铸件质量和生产效率提升，从而使市场日益扩大。面向对象(Object-Orientated)方法能够描述现实世界客观对象之间层次关系、对象操作方法、和对象性质等，从而反应了一个动态实体体系各个层次和侧面。建立对象模型目标在于从实体中提取对具体应用有用概念，并用易于了解方法来描述。压铸工艺和模具设计中出现各个描述实体，如压铸合金，浇注系统，型腔镶块等，实际上全部可由数据模型来定义。压铸工艺数据库建立，是为后续面向对象压铸工艺和模具设计过程提供基础数据准备。 1 面向对象压铸数据库系统建模 面向对象压铸数据库是一个基于面向对象思想关系型数据库管理系统(OODBMS)。将数据库中每一个描述实体全部作为一个对象(Object)，且每个对象是唯一可标识。对象是由描述实体所包含一组数据和施加于这些数据上操作组成。含有相同性质对象经过概括语义关系形成一个类(Class)，对象是类一个实例。在OODBMS中，对象-类模型经过定义类，对象，对象间关系，和标识类中对象属性和操作来建立数据模型。对象操作包含事件(即消息)，过程及方法等。数据模型可由类图来表示，其通常结构以下： 在本研究OODBMS中，包含了压铸合金类数据库，压铸机类数据库，压铸件尺寸类数据库，模具标准零件类数据库等。其类图可表示以下 (1)压铸合金类图 (2)压铸机类图 压铸机包含卧式冷压室压铸机，立式冷压室压铸机和热压室压铸机等。依据压铸零件结构条件，确定浇注系统结构形式，再选择适宜压铸机类型。 (3)压铸件尺寸类图 (4)模具标准零件类图 模具标准零件类包含模板类(分套板，垫板和推出机构推板等形式)，导套类，导柱类等 导套类和导柱类还存在以下关联语义关系 相关各个对象类操作，将在后续压铸工艺和模具设计中实现。 比如，对于压铸机类“压室直径”(ChbDiameter)属性参数，在后续浇注系统设计模块和压室容量校核模块会发生以下操作 Global ChbDiameter As Double在项目标准模块中定义全局变量 ： Private Sub PourSysClick()浇注系统设计菜单驱动事件 ： Datal.Recordset.FindFirst“规则”按规则访问数据库统计 Datal.Recordset.Fields(“压室直径”).Value提取目前统计中压室直径字段数据 Parameters=Function(ChbDiameter)浇注工艺参数设计函数 End Sub Private Sub ChbVolumeChkClick()压室容量校核菜单驱动事件 Check(ChbDiameter)调用校核过程 End Sub 其中，浇注工艺参数设计函数Function()建模已在文件1给予叙述，校核过程Check()定义见文件2。 2 数据库系统实现 数据库实现遵照以下标准 每一类用关系数据库一个表来实现，不一样子类也用同一表统一实现，但须加上类属标识符。 对各表标志属性取值格式加以约束，以实现数据库联动修改，并辅助实现消息触发功效。 当对象类和类之间存在关联语义关系时，可在一个类表中存放关联对象类实例名。对同一对象类属性和操作采取统一命名格式，即使用命名约束方法来实现属性和操作封装，完成消息触发功效。 在具体实现时，采取可视化数据管理器建立一个Access格式关系数据库，然后用数据控制对象来实现数据库系统可视化，并进行表中数据增加，删除及修改等编辑工作。 下面是数据库中“压铸合金数据表”及其在CAD系统中可视化界面。 3 结 论 因为面向对象思想贯穿于整个压铸工艺和模具设计过程，使得面向对象关系型数据库和后续设计过程含有很好衔接性。另外，面向对象方法应用不受具体数据库格式类型限制，增强了其应用灵活性和实现方便性，能有效地支持复杂对象体系整个设计过程。