活塞單模鑄造機冷卻流程的電氣系統設計及應用

馬江

摘 要：針對活塞單模鑄造機冷卻流程的電氣系統設計及應用問題進行探討分析，通過設計電氣系統，優化設計活塞單模鑄造機冷卻流程，提升活塞單模鑄造質量。實驗結果表明，在活塞單模鑄造機冷卻流程中，針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中，能夠優化設計應用電氣系統，運用系統分析活塞鑄造的各部件的設計、計算過程，簡化其冷卻流程，結合實際鑄造分析，得出將澆注溫度控制700 ℃、澆注速度控制0.3 kg/s、模具溫度150 ℃，可以優化活塞單模鑄造機冷卻流程，發揮積極設計應用價值。結論中證實，在活塞單模鑄造機冷卻流程中優化設計應用電氣系統，有助于優化活塞單模鑄造機冷卻流程，提升活塞單模鑄造治療，發揮積極影響價值，可以在實踐中設計應用該電氣系統。

關鍵詞：單模鑄造機；活塞；電氣系統；冷卻流程

在鑄造活塞鑄造中，由于活塞在發動機中的密封、傳熱、支承等作用，要想提升活塞的耐磨性、彈性與熱穩定性，應該提升活塞鑄造質量。運用活塞鑄造機，鑄造活塞，將會運用液壓技術，優化實現液壓與電子控制技術的結合【1】，設計實現基于活塞鑄造機的電氣系統，實現對鑄造機半自動化的管理，這樣可以滿足活塞鑄造機生產工藝要求， 并也在實際的工業生產中得到廣泛應用【2】。

針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造中，應用該電氣系統優化設計工藝數值，不僅可以為活塞鑄造機冷卻流程設置優化的參數，也可以節省零件設計的成本，發揮積極影響【3】。本文研究中，通過分析活塞鑄造機結構，基于ZL108鋁合金活塞單模鑄造研究對象從而分析設計活塞鑄造機冷卻流程電氣系統的設計開發過程，同時可以運用該系統設計活塞單模鑄造澆注機的結構簡單，為活塞單模鑄造機冷卻流程中設置最優的工藝參數，避免在鋁合金活塞鑄造冷卻流程中出現縮松、縮孔以及晶粒尺寸不均勻的缺陷，發揮積極應用價值。

1 試驗材料與方法

1.1材料

在本次設計中，為確保活塞單模鑄造機冷卻流程中電氣系統可以發揮實際效用，對此在實際設計基于ZL108鋁合金的活塞單模鑄造機，以ZL108鋁合金活塞單模鑄造機為研究對象，優化設計活塞單模鑄造機冷卻流程電氣系統，對鑄件在冷卻流程的情況，運用電氣系統進行虛擬仿真，分析在冷卻流程中出現缺陷的原因，找出對鋁合金活塞成型質量最優的參數組合，優化設計活塞單模鑄造機冷卻流程參數。在本次設計的活塞單模鑄造機冷卻流程電氣系統中，能夠根據實際的活塞單模鑄造機鑄造經驗，優化其活塞單模鑄造機的澆注工藝，同時可以將ZL108 鋁合金的澆注溫度設置成650 ℃～750 ℃，并可以將澆注速度設置為0.2 kg/s～0.4 kg/s，控制模具溫度在150 ℃～250 ℃范圍。

1.2設計電氣系統

可以在本次設計的活塞單模鑄造機冷卻流程電氣系統中，可以將時間參數反映到電氣系統的觸摸屏之中，這樣就可以使鑄造人員根據活塞單模鑄造機冷卻流程，實時的做出參數調整。同時，在電氣系統的設計中，還應該獨立設計四部分水冷環節，確保其之間能夠相互獨立，這樣將會有利于調整活塞單模鑄造機冷卻流程中各部分的時間參數。對于系統設計中，調整活塞單模鑄造機的冷卻流程。

同時，在電氣系統設計中，為確保活塞單模鑄造機鑄造員可以更直觀的看到活塞單模鑄造機冷卻的流程，并可以根據冷卻流程隨時冷卻時間的參數，可以應用柱狀圖模式，為電氣系統用戶展示冷卻流程。

1.3應用虛擬仿真系統

在本次設計的電氣系統中，為系統構建一個虛擬的桌面型人機交互界面，可以在該界面中運用三維的CAD 軟件、UG Pro/E進行鑄件的幾何建模工作。在具體的活塞單模鑄造過程中，將會采用40%～100%的鋁合金原料，60%以下的回爐料，在150kg中頻爐中熔煉，從鐵液出爐至澆注完畢的時間控制在10min之內，并運用電氣系統仿真分析其冷卻流程。具體就是結合虛擬仿真系統中的VC 開發環境，應用OpenGL虛擬現實軟件開發包，并結合MFC類庫，確保設計電氣系統發揮實際應用價值。同時，可以在鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中，運用電氣系統，可以根據本次鋁合金活塞單模鑄造機的工藝條件，同時能夠按照各鑄造生產設備標定量鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程，對鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程進行電氣控制仿真。

2 試驗結果

（1）鋁合金活塞單模鑄造機冷卻缺陷分析

通過應用電氣系統，對鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程進行模擬分析，得出其冷卻流程中的缺陷，分析其產生鑄造缺陷的相關情況，可以看出，在鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中，由活塞毛坯鑄造中的主體澆注不足，因此會容易導致鋁合金活塞單模鑄造機的銷座孔位置，出現澆注不足或是殘余氣體的問題，從而會影響活塞的鑄造質量。

（2）分析最佳活塞單模鑄造機冷流程的參數

針對產生不合格情況的鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程，其需要對鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中的工藝參數進行優化組合，之后可以結合電氣系統利用Procast模擬軟件，開展其冷卻流程的數值模擬。

在鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中，金屬液的澆注速度，也將會影響到活塞單模鑄造機的冷卻成型質量；同時，對于澆注的溫度、模具的溫度，也將會影響鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程質量，基于電氣系統生產塞單模鑄造機中最佳的塞單模鑄造機冷卻成型工藝參數組合，設置700 ℃的澆注溫度，將澆注速度設置為0.3 kg/s，模具溫度設置為150 ℃，提升鋁合金活塞單模鑄造過程中的冷卻成型質量，提升活塞鑄造質量。

3 結論

本次的研究之中，在活塞單模鑄造機冷卻流程中，針對ZL108鋁合金活塞單模鑄造機冷卻流程中，能夠優化設計應用電氣系統，運用系統分析活塞鑄造的各部件的設計、計算過程，簡化其冷卻流程，結合實際鑄造分析，得出將澆注溫度控制700 ℃、澆注速度控制0.3 kg/s、模具溫度150 ℃，可以優化活塞單模鑄造機冷卻流程，發揮積極設計應用價值。

參考文獻：

[1]程世紅， 呂娜. 不同參量下單模激光系統的特性研究[J]. 光電技術應用， 2014（1）：1-3.

[2]馮海永， 陳白寧. 活塞單模鑄造機冷卻工藝電氣系統優化設計[J]. 自動化應用， 2015（8）：64-64.

[3]高海山. 魚雷罐殘鐵再利用設備改造[J]. 山東冶金， 2014（2）：80-80.