消失模铸造成形机泡沫吹吸一体化除尘系统的研究彭成

消失模铸造成形机泡沫吹吸一体化除尘系统的研究彭成

彭成

云南建投技工学校云南昆明651701

摘要：消失模铸造是铸造行业中十分重要的一个部分，其组成部分中有一个特殊的环节：泡沫板加工过程。这个过程中由于泡沫碎屑的溅落会对设备的使用产生很大影响，进而降低刀具的使用寿命，对机床的加工精度和加工所产生的效益都会产生很大影响。本文则主要通过对吹吸一体化除尘系统进行模拟仿真和实验最终获得良好消失模无模成形机排屑吸尘系统，并且还会归纳总结出最佳吸尘和喷嘴流量数量数据，最终进行实际的孔加工进行证明。

关键词：消失模；铸造工作；吹吸一体化；除尘系统

泡沫模样是消失模铸造中的关键环节，如果模样的质量不达标，那么消失模铸件的质量就会降低。和传统的砂型铸造过程有着很大的区别，消失模铸造模样不仅仅会受到铸件形状、尺寸和其它外部质量的限制，在和金属液进行接触时质量、动量之间的传输也同样会给消失模铸造过程和内在质量带来很大的影响。

1.消失模铸造

消失模铸造是较为先进的工艺，和传统的空型铸造工艺有着很大的区别，其没有传统浇注工艺的复杂，并且其砂芯制造工艺难度极高。消失模铸造利用的模型主要是由泡沫所组成的，经过了系统性地粘接，在进行涂料的浸刷，最后在水分挥发之后放入到干砂中进行震压，最终在负压的情况下完成浇注工作。在消失模中的白模成型方法中数控切削技术是主要的代表，并且其加工周期比较短暂，具有极高的精度，还有较好的柔性，对其使用的范围也变得越来越广泛。铸型模型主要是通过消失模数字化铸造成形机的加工之后所获得的，泡沫在加工的过程中会由于设备的运行产生大量的泡沫碎屑，如果泡沫碎屑存在与设备中间没有得到及时的清理，则会影响刀具的加工，在很大程度上还会影响到加工的质量，甚至会使得泡沫变形，在泡沫加工过程中由于泡沫和道具之间的不停接触会产生作用，从而激发出较高的静压电反应，碎屑也同时会粘在主轴和刀头的附近，在床身四周同时也会有碎屑出现，这些地方的清理工作都具有着很大的操作难度，并且还会消耗大量的时间，从而提升了加工成本，并且因为消失模成形机风琴罩在运行的过程中会产生压力的转换，很容易将加工过程中产生的细小泡沫碎屑吸收到设备的内部，从而会对设备的运行产生一定的影响，使得设备的工作精度不够，铸型的精度也就会有明显的下降。当前阶段所使用的两嘴直吹可以有效的解决平面等平缓型腔中泡沫较多的问题，但是同时也会造成更多的泡沫落在设备的内部。泡沫在没有得到及时的处理时会由于风力的作用向四周扩散，从而影响到工程的效率。

2.模拟仿真低压大风量吸尘和高压气流排屑

根据除相关除尘罩设计准则中的设计原理对消失模进行吸尘罩的设计，设立出一个具有针对性工作原理的吸尘罩。吹吸一体化的排屑系统空气建模主要包含了大量的专业知识，其中占主要地位的则是流体力学的基本假设，将气体认定为不可压缩的流体，将壁面上没有滑移流动的作为层流模型，通过相关的测试装备测出吸尘入口速度为-60m/s，喷嘴出口的速度达到了310m/s。模型网格划分主要将模型放置在网格中央，边界条件则为喷嘴速度310m/s，吸尘罩吸尘口的速度为-60m/s，出口压力则需要满足一个大气压的要求。最终还需要通过合适的设备对吹吸工作的整体信息进行数据统计，分别计算出当单一吹、单一吸合同时吹吸的情况下设备运行情况。通过合适的计算收敛之后，分别寻找切xz面合yz面，进行观察风速的矢量，根据数据的结果表示，喷嘴的速度会受到吸尘的影响，并且两者之间的作用是相互的。所以喷嘴速度一旦过高，吸尘的速度也就会变快，两者的同时作用也就会使得泡沫碎屑出现四溅的状况，影响清扫工作的进行，吸尘速度过高喷嘴的排屑效果也就会难以良好的实现。只有在喷嘴的风速刚好能够将大部分碎屑吹出时，再将吸尘罩的速度定在一个合适的范围，泡沫清除工作才能够更好的进行。

3.实际实验研究

可以利用CAD技术进行模拟设计，并且结合吸尘排屑模型和五轴消失模成形机等结构特点，更好的设立出一套吹吸一体化的排屑吸尘系统。根据现实中的实验数据总结出了排泄吸尘流量的最佳效果，再加上对消失模数控成型设备的结构特点等加以一定的分析，设计一个适合的吸尘罩装置。喷嘴是排屑吸尘系统中的核心组成部分，在设备工作时期选择高压节气喷嘴有一个明显的特点那就是其能将空气压缩，再压缩之后会以接近音速的速度通过一个喷嘴，在喷嘴会产生一股高速的管状气流，并且在其侧面还会形成一个真空区，有效的拉动了周围空气的运动，同时也减少了压缩空气的消耗，节约了能源的使用，不仅增加了气流的强度，还减少了噪音的产生，其气流的均匀性则会使得气流稳定，不会对铸型的内壁造成巨大的冲击，减少气流对设备造成的伤害。在实验的过程中，所采用的实验设备主要包括了直径为12mm的刀具，刀长则为26cm，其中泡沫面积达到了2000平方厘米左右，泡沫的密度为13kg/m3，铣平的深度为5mm。通过对加工面上残留的泡沫碎屑进行质量的称量，数据记录中质量越小的则除尘效果越好。根据实验结果表明的数据可以看出最终碎屑质量不超过2.5g时是除尘效果比较良好的情况，在除尘器的使用过程中，低压风机专用离心除尘器主要使用的是可变频率，其频率的变化且较大，在1-50Hz。当除尘器和喷嘴两者同时开启时，泡沫溅落情况有明显的减少。在实验的数据就中可以清楚的看到吸尘器的吸尘能力会随着气流量的增加而增强，所以在理论上讲流量达到一定程度时，可以将碎屑全部吸走，但是在实际的设备运行过程中，需要考虑到综合成本的投入，所以很少会有这么大功率的吸尘器。单喷嘴的除尘能力随着气流量的增大而增强，但是在气流量较大的时候会出现碎屑飞溅的情况，这样会给设备的运行环境带来二次影响。通过对实验结果的综合分析，了解到单喷嘴气流量在200-500L/h时总体吸尘效果较好，在小于200L/h时则会生于较多的切屑在设备表面，当大于了500L/h时喷嘴的吹气效果会过强，使得切屑洒落飞溅，并且影响了周围的工作环境和设备的基本运行，从而降低工作效率，并且还会使得工作生产质量达不到要求，因此需要采用吹吸结合的方法，良好的实现除尘工作。

4.对泡沫板进行吹吸一体化的加工应用

单喷嘴对孔排屑的优化需要选择普通的三角铣刀，其尺寸为1cm宽即可，装夹的有效长度保留在20cm左右即可。加工的孔径大都在3cm的范围左右，孔深度则为7cm左右，吸尘器流量的选择则需要将量定为固定的范围之内，喷嘴的流量也要适合实际的修去，加工条件在和上述情况相同时，在进行只吸尘、吹屑、吹吸一体化的条件下，空中残留的碎屑高度有着明显的差距，并且在吹吸两者结合的情况下，在平面工作台和道具等部位都很少有碎屑的残留和粘附，从而有效的减少了人工清理碎屑的投入，减少了人工和时间的浪费，提了工作的效益。

结语

在消失模铸造成型机工作的过程中，实现泡沫的吹吸一体化除尘是十分重要的，只有将泡沫碎屑处理完好，设备在运行过程中才会获得更高的工作效益。通过加强对喷嘴和吸尘器的控制，将出现的泡沫碎屑进行有效的回收，并且减少泡沫在设备中的残留，降低后期人工清理的投入，为消失模铸造成型机工作带来更好的效益。

参考文献

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