低壓鑄造知識(shí)

低壓鑄造作為一種近凈成形技術(shù),被廣泛應(yīng)用在航空、航天、交通等領(lǐng)域,其產(chǎn)品在汽車部件的應(yīng)用,對(duì)于汽車的輕量化有著重要的意義。低壓鑄造工藝對(duì)于鑄件的最終性能有著重要影響,研究者越來越關(guān)注于低壓鑄造工藝對(duì)充型和凝固過程的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)鑄造工藝進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化已成為當(dāng)前鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：工控機(jī)和PLC在低壓鑄造中的系統(tǒng)構(gòu)成為了滿足低壓鑄造的要求，把工控機(jī)和PLC組成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)，如圖1所示，本系統(tǒng)采用分級(jí)控制方式。由工控機(jī)完成液面壓力控制和鑄型溫度控壓鑄造的要求。探溫爐PLC控制柜鴛作面板控制參數(shù)輸入運(yùn)行狀態(tài)顯示壓力和冷卻控制用工控機(jī)DI/O?二Z蘭數(shù)字量輸出輸入A/D板、——蔑擬量輸入K壓閥由工控機(jī)完成液面壓力控制和鑄型溫度控壓鑄造的要求。探溫爐PLC控制柜鴛作面板控制參數(shù)輸入運(yùn)行狀態(tài)顯示壓力和冷卻控制用工控機(jī)DI/O?二Z蘭數(shù)字量輸出輸入A/D板、——蔑擬量輸入K壓閥T令卻閥信息交換T液面壓力控制回踣4鑄型冷卻控制回路—[J]一椿氣動(dòng)詐遠(yuǎn)程控制箱圖1系統(tǒng)原理：低壓鑄造機(jī)壓力/溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理如圖2所圖2基本原理：在密閉的保持爐的熔湯表面上施加0.01~0.05Mpa的空氣壓力或惰性氣體壓力，熔湯通過浸放在熔湯里的給湯管上升，被壓進(jìn)與爐子連接著的上方的模具內(nèi)。熔湯是從型腔的下部慢慢開始充填，保持一段時(shí)間的壓力后凝固。凝固是從產(chǎn)品上部開始向澆口方向轉(zhuǎn)移，澆口部分凝固的時(shí)刻就是加壓結(jié)束的時(shí)間。于是就憑借澆口的方向性凝固和從澆口開始的冒口壓力效果得到了完美的鑄件。最后當(dāng)鑄件冷卻至固相溫度以下便可從模具中取出產(chǎn)品。國外研究發(fā)展?fàn)顩r：低壓鑄造法的雛形可以追溯到本世紀(jì)初。適用于鋁合金是1917年在法國，1924年在德國提出的申請(qǐng)，但并沒有形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。為商業(yè)的目的而開始生產(chǎn)是在二戰(zhàn)以后的 1945年，由英國的路易斯先生創(chuàng)立了阿魯馬斯庫公司，開始生產(chǎn)雨水管道、啤酒容器等。在那以后的五十年代里，奧地利和德國開始生產(chǎn)氣缸頭。1958年美國的澤訥拉路默它斯在小型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)零件上（氣缸頭、箱體、齒輪箱）大量運(yùn)用了鋁合金鑄件，并采用了低壓鑄造法。這件事對(duì)至今仍廣泛采用的低壓鑄造法而言是不可或缺的推動(dòng)，特別是在全世界的汽車工業(yè)界引起了極大的反響。低壓鑄造法被介紹進(jìn)我國是 1957年左右，但真正引起業(yè)界的注意，開始進(jìn)行各種研究、引進(jìn)設(shè)備是從 1960年左右開始的。但是這種打破了以往常識(shí)的劃時(shí)代的工藝方法，幾乎沒有冒口，與已經(jīng)作為一種“技術(shù)”確立起來的重力金型鑄造的技術(shù)相比具有完全不同的難度，因此業(yè)界的反應(yīng)比較冷淡。在這種狀況下，1961年的輕型汽車用空冷氣缸頭的生產(chǎn)成為低壓鑄造法在我國實(shí)用化的開端。以后的發(fā)展非常迅速，在克服了多個(gè)技術(shù)難題后，利用低壓鑄造法所具有的材料利用率高、容易實(shí)現(xiàn)注湯自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，以汽車部件為中心，逐步確立了輕合金鑄件的主要鑄造法的牢固地位。目前在鋁合金鑄件的生產(chǎn)量中，低壓鑄造品已占了大約50%，并以其巨大的生產(chǎn)量和優(yōu)良的品質(zhì)而著稱于世。產(chǎn)品擴(kuò)大到汽車相關(guān)部件，如氣缸頭、氣缸體、剎車鼓、離合器罩、輪轂、進(jìn)氣岐管等。特別是1970年以后大量應(yīng)用在輪轂上，并且隨著近年來的汽車輕量化和提高性能等要求，在以往從未有過的復(fù)雜內(nèi)部品質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)的嚴(yán)格要求下，氣缸頭、氣缸體上的使用也逐漸增加。

一 夠xzUy-一 夠xzUy-國外發(fā)展現(xiàn)狀：低壓鑄造法的雛形可以追溯到本世紀(jì)初，最早由英國人E.H.LAKE登記了第一個(gè)低壓鑄造專利，主要用于巴氏合金的鑄造。1917年，法國人制定了將其用于鋁合金和銅合金的計(jì)劃，并首先在鋁合金鑄造生產(chǎn)中得到了推廣，但當(dāng)時(shí)發(fā)展緩慢。1924年在德國提出申請(qǐng)，但都沒有形成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)［1］。低壓鑄造真正被推廣應(yīng)用是在“二戰(zhàn)”以后，當(dāng)時(shí)隨著航空業(yè)的發(fā)展，英國廣泛地采用低壓鑄造生產(chǎn)技術(shù)要求很高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋等輕合金鑄件，并采用金屬型低壓鑄造，大量生產(chǎn)高硅鋁合金鑄件。當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)低壓鑄造可解決厚大斷面鋁合金鑄件的壁厚效應(yīng)，即因壁厚增加力學(xué)性能急劇下降的缺點(diǎn)。低壓鑄造由于有較高的補(bǔ)縮壓力和溫度梯度，有效地提高了厚大斷面鑄件的致密性。這一技術(shù)至今仍被應(yīng)用于厚大斷面鑄件的鑄造。1950年以后由于汽車工業(yè)的發(fā)展，使低壓鑄造工藝和設(shè)備有了一個(gè)飛躍的發(fā)展。汽車輪轂由于質(zhì)量要求高，本身結(jié)構(gòu)又適于低壓鑄造，而且需求量大，因此極大地推動(dòng)了低壓鑄造技術(shù)的發(fā)展。英國在60年代率先發(fā)展低壓鑄造汽車輪轂，其后美國、日本、西德相繼發(fā)展。據(jù)1989年統(tǒng)計(jì)，美國Park-field車輪有限公司低壓鑄造輪轂?zāi)戤a(chǎn)量達(dá)到250萬只，日本日立金屬制作所采用14臺(tái)自動(dòng)化低壓鑄造機(jī)，年產(chǎn)鋁合金輪轂180萬只。德國公司使用30臺(tái)低壓鑄造機(jī)每年生產(chǎn)200萬只鑄鋁輪轂，供應(yīng)OEM市場(chǎng)，包括奧迪，福特，通用，奔馳和沃爾沃等名車制造商。法國雷諾公司所有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋均采用低壓鑄造生產(chǎn),共11臺(tái)低壓鑄機(jī),日產(chǎn)5500只缸蓋［2］［3］。鑄鋁輪轂市場(chǎng)占有率在1981年只有4％，1994年擴(kuò)大到40％，至2006年市場(chǎng)份額擴(kuò)大到80％[4][5]。低壓鑄造工藝在亞洲的日本、韓國等國家應(yīng)用十分廣泛，如同本的馬自達(dá)、朝同鋁業(yè)?山口、本田技研?熊本、大發(fā)龍王、雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)、日產(chǎn)自動(dòng)車、本田金屬、愛知機(jī)械等用低壓鑄造生產(chǎn)氣缸蓋，光輕金屬工業(yè)、九州輪轂、神戶制鋼、旭可鍛、古河電氣工業(yè)、光洋精機(jī)等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂，韓國的起亞自動(dòng)車、東西機(jī)工等用低壓鑄造生產(chǎn)汽缸蓋，三善工業(yè)等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂，印度尼西亞的本田技研用低壓鑄造生產(chǎn)汽缸蓋，馬來西亞的JRD用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂等[6]。國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀：我國是從50年代開始研究低壓鑄造的，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，從簡(jiǎn)單件到復(fù)雜零件，從鋁合金到銅合金，從有色低壓鑄造到黑色低壓鑄造，我國的低壓鑄造技術(shù)不斷發(fā)展，同臻完善。尤其是近年來，隨著中國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和國際間技術(shù)合作與交流的增強(qiáng)，如廣州肇慶本田會(huì)屬公司、昌河鈴木公司(九江)、天津豐田公司、煙臺(tái)大宇東岳動(dòng)力公司、沈陽三菱以及瑞明集團(tuán)等幾家公司紛紛引進(jìn)低壓鑄造工藝用于生產(chǎn)汽缸蓋鑄件。六豐機(jī)械、扶順輪轂、秦皇島戴卡輪轂公司和廣東中南鋁合金輪轂公司等用低壓鑄造生產(chǎn)鋁輪轂。目前，我國已有許多科研單位如沈陽鑄造研究所、中國兵器工業(yè)第五二研究所以及中國科學(xué)院金屬研究所等正在從事低壓鑄造的研究工作，并在擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，尤其是對(duì)低壓鑄造的工藝參數(shù)和工藝控制的研究工作不斷深化，設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化和穩(wěn)定化水平也在迅速地提高。目前國內(nèi)低壓鑄造法在批量生產(chǎn)鋁合金鑄件上存在的問題是：澆注條件相對(duì)不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和成品率；其次是生產(chǎn)效率不高，操作比較麻煩。羅庚生，張忠忠，呂有綱.低壓鑄造[M].北京：國防工業(yè)出版，1989張鵬飛.低壓鑄造輪轂[J].特種鑄造及有色合金，1995,(6)：5〃10DJohnRutherford.ZAAlloyDieCasting.ZACastingAlloysCon-ferenceProceeding]〕].Michigan，1985：33?36唐劍，黃平，牟大強(qiáng)等.鋁合金熔鑄技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].鋁加工，2001，24(4)：5?10李英男.大型鋁合金鑄件低壓鑄造[J].低壓鑄造國外譯文集，1978：37-98趙振華.低壓鑄造氣缸蓋461加上性能的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理T大學(xué)，2007：董湘懷.材料成型計(jì)算機(jī)模擬.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001劉國英.120C型主閥體鑄造工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐.冷熱藝,2005,(1):13-14柳百成.鑄件充型凝固過程國內(nèi)外研究進(jìn)展.鑄造,1999,(8):78-81李永保,柳百成,熊守美.面向并行工程的鑄造工藝集成CAD/CAE系統(tǒng).高技術(shù)通訊,1996,(3):40-42董秀琦.鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的傳熱學(xué)原理.鑄造,1995(2):11-19董秀琦,王冬,王承志等.低壓及差壓鑄造理論與實(shí)踐.北京:兵器業(yè)出版社,1995.王冬,李玉海.鑄造過程補(bǔ)縮機(jī)理及數(shù)學(xué)模型.鑄造,1996(2):13韓寶剛.鋁合金加壓凝固的補(bǔ)縮行為.鑄造，1991(12)在低壓鑄造過程中，按鑄型種類和鑄件的不同，其加壓工藝的方式也有所不同，現(xiàn)將常用的幾種澆注工藝介紹如下：1.低壓充型工藝低壓充型工藝，是指只利用低壓充型，不采用結(jié)晶增壓的工藝(鑄型高有冒口且不封閉)，鑄件的補(bǔ)縮仍靠高溫合金液補(bǔ)澆冒口來實(shí)現(xiàn)。通常又稱敞開式低壓澆注。它適用于砂型低壓鑄造大中型鑄件,如船舶鋼合金螺旋槳等。采用這種工藝應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：升液階段，加壓速度宜緩，防止合金液進(jìn)入型腔時(shí)產(chǎn)生噴射飛濺而造成氧化夾渣。充型階段，根據(jù)鑄件特點(diǎn)、合金液成份、澆注溫度以及鑄型溫度等情況，適當(dāng)?shù)卦龃蠹訅核俣确乐硅T件產(chǎn)生冷隔和欠鑄。當(dāng)合金液充滿型腔并逐步上升到冒1:3的三分之一高度時(shí)，加壓速度應(yīng)減慢，以便穩(wěn)定壓力，迅速“切斷澆口”。2．穩(wěn)定結(jié)晶工藝穩(wěn)定結(jié)晶工藝，是指合金液在充滿型腔后，即穩(wěn)住壓力，使鑄件在此壓力下結(jié)晶凝固，一直到完全凝固為止。這種穩(wěn)壓結(jié)晶工藝主要應(yīng)用于鋁合金濕砂型和金屬型薄壁復(fù)雜鑄件的澆注。3．緩慢增壓結(jié)晶工藝緩慢增壓結(jié)晶工藝，是指充型結(jié)束以后，先穩(wěn)壓讓鑄件外表凝成一層硬殼；然后再增壓結(jié)晶凝固的一種澆注工藝。適用于干砂型低壓鑄造，通常是澆注厚壁鑄件，因受到鑄型強(qiáng)度的限制，不宜立即增大結(jié)晶壓力，而讓鑄件穩(wěn)壓結(jié)殼。4．急速增壓結(jié)晶工藝急速增壓結(jié)晶工藝，是指合金液充滿型腔后，迅速增壓，使鑄件在較高的結(jié)晶壓力下凝固。這種工藝與緩慢增壓結(jié)晶工藝基本上相同，所不同的是：在充型以后，沒有穩(wěn)定結(jié)殼過程。這種加壓工藝適用于金屬型低壓鑄造、石墨型低壓鑄造。主要針對(duì)于鑄型散熱冷卻速度較快的鑄件的鑄造。1.低壓鑄造鑄型工藝參數(shù)的選擇要確定鑄件凝固方式的選擇、澆注系統(tǒng)的選擇、澆注系統(tǒng)的選擇、機(jī)械加工余量的選擇。2.低壓鑄造澆注工藝參數(shù)的選擇需要確定升液速度、充型壓力和充型速度的選擇、充型增壓值的選擇、保壓增壓值的選擇、保壓時(shí)間的確定、澆注溫度的確定。圖1低壓鑄造的基本原理圖低壓鑄造所用的鑄型，有金屬型和非金屬型兩類。金屬型多用于大批、大量生產(chǎn)的有色金屬鑄件，非金屬鑄型多用于單件小批量生產(chǎn)，如砂型，石墨型，陶瓷型和熔模型殼等都可用于低壓鑄造，而生產(chǎn)中采用較多的還是砂型。但低壓鑄造用砂型的造型材料的透氣性和強(qiáng)度應(yīng)比重力澆注時(shí)高，型腔中的氣體，全靠排氣道和砂粒孔隙排出。為充分利用低壓鑄造時(shí)液體金屬在壓力作用下自下而上地補(bǔ)縮鑄件，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮使鑄件遠(yuǎn)離澆口的部位先凝固，讓澆口最后凝固，使鑄件在凝固過程中通過澆口得到補(bǔ)縮，實(shí)現(xiàn)順序凝固?？甲詣?dòng)化中互感器變壓器相關(guān)的該同學(xué)查閱了大量參考文獻(xiàn)資料，詳細(xì)論述了本課題目前的研究和發(fā)展現(xiàn)狀；并在初步掌握基本原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)存在的問題，提出了解決問題的思路方法，在理論上是可行的，并進(jìn)行了方案的初步設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)綜述所涉及到的原理、資料內(nèi)容詳實(shí)，準(zhǔn)確可靠，為設(shè)計(jì)的進(jìn)一步完成打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課題是多路溫度監(jiān)測(cè)分析軟件設(shè)計(jì)。它涉及到了電路、單片機(jī)、微機(jī)原理等多門學(xué)科，特別是在主機(jī)和單片機(jī)等方面，則必須熟悉其工作原理及用途，特別是解決測(cè)溫端儀器選擇和溫度預(yù)警，數(shù)據(jù)輸出問題。在硬件電路設(shè)計(jì)方面，由于要達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性高的目的，且電路設(shè)計(jì)要具有合理性和便于使用，具有一定難度；另外，在軟件設(shè)計(jì)方面，應(yīng)熟悉單片機(jī)仿真環(huán)境和對(duì)單片機(jī)的開發(fā)流程，所以在這種仿真環(huán)境下開發(fā)單片機(jī)，要對(duì)編程、調(diào)試方法有一定的掌握，也有一定的難度的，因此工作量飽滿。對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)：相信經(jīng)過該同學(xué)的努力，一定能出色地完成本課題各項(xiàng)任務(wù)的要求，達(dá)到本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，實(shí)現(xiàn)題目所要求的各項(xiàng)功能。引言鑄造是人類掌握最早的一種金屬熱加工成形工藝，已有約6000年的歷史，是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝。鑄造過程是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件（零件或毛坯）的工藝過程。鑄造生產(chǎn)的毛坯成本低廉，對(duì)于形狀復(fù)雜、特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件，更能顯示出它的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)它的適應(yīng)性較廣，且具有較好的綜合機(jī)械性能。低壓鑄造是使液體金屬在壓力作用下充填型腔，以形成鑄件的一種方法。由于所用的壓力較低，所以叫做低壓鑄造。其工藝過程是：在密封的坩堝（或電爐）中，通入干燥的壓縮空氣，金屬液在氣體壓力的作用下，沿升液管上升，通過澆口平穩(wěn)地進(jìn)入型腔（金屬型），并保持坩堝（或電爐）內(nèi)液面上的氣體壓力，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓，直到鑄件完全凝固為止。然后解除液面上的氣體壓力，使升液管中未凝固的金屬液流坩堝（電爐），再由氣缸開型并推出鑄件。低壓鑄造獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：液體金屬充型比較平穩(wěn)；鑄件成形性好，有利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件，對(duì)于大型薄壁鑄件的成形更為有利；鑄件組織致密，機(jī)械性能高。低壓鑄造是一種低壓強(qiáng)與低速度的充型鑄造方法，利用壓縮空氣作為充型動(dòng)力，液體金屬充型要求平穩(wěn)；保壓性好，鑄件成形性好，輪廓清晰、鑄件表面光潔；要求模具冷卻性好，鑄件組織致密，機(jī)械性能高。低壓鑄造自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)工控機(jī)和pic在低壓鑄造中的系統(tǒng)構(gòu)成為了滿足低壓鑄造的要求，把工控機(jī)和pic組成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng),如圖1所示。本系統(tǒng)采用分級(jí)控制方式。由工控機(jī)完成液面壓力控制和鑄型溫度(冷卻)控壓鑄造的要求。qdi/o^A/DS運(yùn)行牧態(tài)理亓褲壁洱卻隍制圄絡(luò)值息敦?fù)Q呎廣疋HT1器柯乍遠(yuǎn)程控帶懈qdi/o^A/DS運(yùn)行牧態(tài)理亓褲壁洱卻隍制圄絡(luò)值息敦?fù)Q呎廣疋HT1器柯乍遠(yuǎn)程控帶懈控制柜燥作閒橋阪力和讒剖控制闿工WI圖1低壓鑄造自動(dòng)化系統(tǒng)系統(tǒng)原理低壓鑄造機(jī)壓力/溫度控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理如圖2所示。圖2系統(tǒng)原理壓力控制：低壓鑄造機(jī)壓力控制系統(tǒng)的氣動(dòng)原理如圖3所示，工控機(jī)和由其控制的液面壓力i/o模板對(duì)數(shù)字組合閥島進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了低壓鑄造壓力控制。工控機(jī)系統(tǒng)采用靈敏的壓力傳感器和軟件式pid控制器，在計(jì)算機(jī)屏幕上同時(shí)顯示鑄造過程的設(shè)定壓力曲線和實(shí)際控制壓力曲線，并進(jìn)行疊加比較。在計(jì)算機(jī)屏幕上以四種顏色顯示四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度曲線。另外用圖形來指示保溫爐內(nèi)鋁液液面情況，以提醒操作人員注意：當(dāng)爐內(nèi)金屬液少于最低限時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止加壓。圖3壓力控制系統(tǒng)y1?y9：調(diào)節(jié)閥（常閉）；yll：進(jìn)氣主閥（常閉）；yl3：爐子慢泄壓（常開）；yl4：爐子全部泄壓（常開）；yk1:壓力開關(guān)，監(jiān)測(cè)"O”mbar時(shí)的爐內(nèi)壓力。出廠時(shí)調(diào)節(jié)為約50mbar；yk2：壓力開關(guān)，監(jiān)測(cè)最大爐內(nèi)壓力，出廠時(shí)調(diào)節(jié)為約950mbar；bl：壓力傳感器，0?1600mbar,4?20ma。檢測(cè)爐膛壓力；b2：壓力傳感器，0?7000mbar，4?20ma。檢測(cè)進(jìn)氣管氣源壓力。（2）冷卻控制：工控機(jī)和由其控制的冷卻控制i/o模板控制了12個(gè)（5路風(fēng)冷、7路風(fēng)冷+水冷）冷卻通道，可任意選擇若干個(gè)通道工作。對(duì)每路冷卻通道均提供了"on”、"off”、"auto”三種工作方式和按時(shí)間控制、按溫度控制兩種控制模式。人機(jī)界面有冷卻畫面，可任意開關(guān)調(diào)整電磁閥的通斷。硬件配置低壓控制系統(tǒng)配置如下：（1）panel870面板式工控機(jī)：piii700以上cpu、40g硬盤、128m內(nèi)存、12〞液晶顯示屏、觸摸鍵盤帶軟驅(qū)和dvd光驅(qū)、usb接口和rj45接口；(2)板卡：813ba/d板一套、1751di/o板一套、7216繼電器板一套(包括odc5或idc5b固態(tài)繼電器)、785繼電器板一套；⑶S7-300系列pic：cpu模塊：cpu314一套，flasheprom內(nèi)存卡(64k)—個(gè)，ps307電源5a一個(gè)，sm321輸入模塊(32點(diǎn)24vdc)3套，sm322輸出模塊(16點(diǎn)24vdc)4套，40針端子3個(gè)，20針端子4個(gè)，480mm導(dǎo)軌1個(gè)。項(xiàng)目評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器運(yùn)行、液壓機(jī)械動(dòng)作、鑄造工藝過程、保溫爐加熱、鑄型冷卻過程中包括壓力、溫度、時(shí)間、位置在內(nèi)的工藝參數(shù)進(jìn)行有效控制。系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)保存功能，能夠存取、調(diào)整和管理鑄造參數(shù)。控制精度高，充型、保壓階段壓力偏差值＜3mbar，升液階段壓力偏差值＜5mbar，升壓階段壓力偏差值＜10mbar。具有壓力自動(dòng)補(bǔ)償能力，保溫爐內(nèi)的壓力可以根據(jù)設(shè)定的曲線精確、重復(fù)再現(xiàn)，而不受保溫爐泄漏、供氣管路氣壓波動(dòng)和金屬液位變動(dòng)的影響(保溫爐嚴(yán)重泄漏除外)?？筛鶕?jù)工藝需要自由設(shè)定最多達(dá)八段的升壓曲線和一段保壓曲線。對(duì)于爐膛容積＜800l的爐型，最大升壓速度可達(dá)100mbar/s。具有友好的人機(jī)界面，可以方便的輸入各類工藝參數(shù)。具有數(shù)據(jù)保存及調(diào)用功能。每個(gè)輪型的鑄造工藝參數(shù)可以輸入并確認(rèn)后自動(dòng)保存，以后可以直接從系統(tǒng)中調(diào)用。低壓鑄造控制系統(tǒng)具有故障自檢功能，維修方便。4結(jié)束語內(nèi)置式24V直流電源快速斷開端子塊時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能持續(xù)掃描功能輸入濾波器調(diào)節(jié)功能24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它兀件。因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單丿兀。在所有的FX2NPLC中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期?？梢杂幂斎霝V波器平整輸入信號(hào)（在基本單元中xOOO到x017）。注解記錄功能兀件注解可以記錄在程序寄存器中。在線程序編輯在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。RUN/ST0P開關(guān)面板上運(yùn)行/停止開關(guān)易于操作。遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)遠(yuǎn)程維護(hù)密碼保護(hù)據(jù)使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。AD轉(zhuǎn)換機(jī)選用逐次轉(zhuǎn)換機(jī)。逐次比較型AD由一個(gè)比較器和DA轉(zhuǎn)換器通過逐次比較邏輯構(gòu)成，從MSB開始，順序地對(duì)每一位將輸入電壓與內(nèi)置DA轉(zhuǎn)換器輸出進(jìn)行比較，經(jīng)n次比較而輸出數(shù)字值。其電路規(guī)模屬于中等。其優(yōu)點(diǎn)是速度較高、功耗低。TLCAINO?AIN1O 模擬輸入端，由內(nèi)部多路器選擇。對(duì)4.1MHz的I/OCLOCK,驅(qū)動(dòng)源阻抗必須小于或等于50Q；片選端，CS由高到低變化將復(fù)位內(nèi)部計(jì)數(shù)器，并控制和使能DATAOUT、DATAINPUT和CS I/OCLOCK。CS由低到高的變化將在一個(gè)設(shè)置時(shí)間內(nèi)禁止DATAINPUT和I/OCLOCK；串行數(shù)據(jù)輸入端，串行數(shù)據(jù)以MSB為前導(dǎo)并在I/OCLOCK的前4個(gè)上升沿移入4位地址，DATA用來選擇下一個(gè)要轉(zhuǎn)換的模擬輸入信號(hào)或測(cè)試電壓，之后I/OCLOCK將余下的幾位依次輸INPUT入；A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端，在CS為高時(shí)，該引腳處于高阻狀態(tài)；當(dāng)CS為低時(shí)，該引腳由前DATA一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的MSB值置成相應(yīng)的邏輯電平；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束端。在最后的I/OCLOCK下OUT降沿之后，EOC由高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值睫D(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸；VCC、GND電源正端、地；REF+、正、負(fù)基準(zhǔn)電壓端。通常REF+接VCC,REF—接GND。最大輸入電壓范圍取決于兩端電REF－壓差；I/OCLOCK時(shí)鐘輸入/輸出端。

一、根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格（即DN）、接口方式1、按照現(xiàn)場(chǎng)管道內(nèi)徑尺寸或流量要求來確定通徑（DN）尺寸。2、接口方式，一般＞DN50要選擇法蘭接口，＜DN50則可根據(jù)用戶需要自由選擇。二、 根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組1、腐蝕性流體：宜選用耐腐蝕電磁閥和全不銹鋼；食用超凈流體：宜選用食品級(jí)不銹鋼材質(zhì)電磁閥。2、 高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結(jié)構(gòu)類型的。電磁閥3、 流體狀態(tài)：大至有氣態(tài)，液態(tài)或混合狀態(tài)，特別是口徑大于DN25訂貨時(shí)一定要區(qū)分開來。4、 流體粘度：通常在50cSt以下可任意選擇，若超過此值，則要選用高粘度電磁閥。三、 根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種1、 公稱壓力：這個(gè)參數(shù)與其它通用閥門的含義是一樣的，是根據(jù)管道公稱壓力來定。2、 工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用。四、 電氣選擇：電壓規(guī)格應(yīng)盡量優(yōu)先選用AC220V、DC24較為方便。五、 根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電1、 當(dāng)電磁閥需要長時(shí)間開啟，并且持續(xù)的時(shí)間多于關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)選電磁閥用常開型。2、 要是開啟的時(shí)間短或開和關(guān)的時(shí)間不多時(shí)，則選常閉型。3、 但是有些用于安全保護(hù)的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測(cè)，則不能選常開的，應(yīng)選可長期根據(jù)管道參數(shù)選擇電磁閥的：通徑規(guī)格（即DN）、接口方式；根據(jù)流體參數(shù)選擇電磁閥的：材質(zhì)、溫度組；根據(jù)壓力參數(shù)選擇電磁閥的：原理和結(jié)構(gòu)品種如果工作壓力低則必須選用直動(dòng)或分步直動(dòng)式原理；最低工作壓差在0.04Mpa以上時(shí)直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式均可選用；根據(jù)持續(xù)工作時(shí)間長短來選擇：常閉、常開、或可持續(xù)通電。由此可以選出賽泰泵閥 ZCX,他的參數(shù)如下表3.2：使用流體 空氣、水、油、熱水、瓦斯動(dòng)作方式 直動(dòng)式型式 常閉式流量孔徑 50mmCV值

接管口徑使用流體粘度使用壓力最大耐壓力介質(zhì)溫度使用電壓范圍本體材質(zhì)20CST以下接管口徑使用流體粘度使用壓力最大耐壓力介質(zhì)溫度使用電壓范圍本體材質(zhì)空氣：0?1016kgf/cm2-5?120°C土10%電壓:AC220VSUS304不銹鋼

頂板導(dǎo)柱X壓縮空氣一4ttttttiiG已-L3000V進(jìn)氣氣墊電磁閥兮排氣頂桿液面加壓控制系統(tǒng)滑套上型型腔一.頂板導(dǎo)柱X壓縮空氣一4ttttttiiG已-L3000V進(jìn)氣氣墊電磁閥兮排氣頂桿液面加壓控制系統(tǒng)滑套上型型腔一.下型hfVV密封墊澆注系統(tǒng)-升液管/電磁閥1保溫爐；一液態(tài)金屈型號(hào)MT4404TE?性能規(guī)格?顯示尺寸7〃16:9寬屏TFT分辨率800*480像素顯示色彩65536彩色亮度300cd/m2背光燈LED觸摸屏4線精密電阻網(wǎng)絡(luò)（表面硬度4H）液晶壽命50000小時(shí)CPU32-bit400MHzRISC存儲(chǔ)器8MFLASH+16MSDRAM配方存儲(chǔ)器&RTC256KB+實(shí)時(shí)時(shí)鐘打印端口串口以太網(wǎng)支持程序下載1個(gè)USBSLAVE接口/串口/網(wǎng)口COM0:RS232/RS485-2/RS485-4,通訊端口COM1:RS232/RS485-2/RS485-4,COM2:RS232電氣規(guī)格額定功率8W額定電壓DC24V輸入范圍21?28VDC允許失電<5ms絕緣電阻超過50MQ@500VDC耐壓測(cè)試500VAC1分鐘?結(jié)構(gòu)規(guī)格?外殼顏色黑色外殼材料ABS塑料外形尺寸206.8X124.2X45.1mm安裝開孔尺寸193.5X112.5mm重量0.7Kg?環(huán)境規(guī)格?工作溫度0?45°C工作濕度10?90%RH（無冷凝）存儲(chǔ)溫度-10?60C存儲(chǔ)濕度10?90%RH（無冷凝）

防震度 10?25Hz（X、Y、Z方向2G/30分鐘）冷卻方式 自然風(fēng)冷?產(chǎn)品認(rèn)證?面板防護(hù)等級(jí)通過面板防護(hù)等級(jí)通過IP65認(rèn)證CE符合EN61000-6-2：2005,EN61000-6-4：2007標(biāo)準(zhǔn)CEFCC兼容性符合FCCClassA鑄造利用率非常高。 由于沒有冒口和澆道，澆口較小，因此可以大幅度降低材料費(fèi)和加工工時(shí)；獲得完美的鑄件，容易形成方向性凝固，內(nèi)部缺陷少；氣體、雜物的卷入少，可以改變加壓速度，熔湯靠層流進(jìn)行充填； 容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以多臺(tái)作業(yè)、多工序作業(yè)；不受操作者熟練程度的影響；材料的使用范圍廣。

本設(shè)計(jì)是在孟江副教授的精心指導(dǎo)下完成的。在半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，孟老師從選題、控制算法的研究、論文的撰寫、審稿各方面部給予了極大的關(guān)心和支持，在學(xué)習(xí)上經(jīng)常和我們進(jìn)行交流、指導(dǎo)。孟老師對(duì)工作兢兢業(yè)業(yè)的精神和為人處事的方法深深的感動(dòng)了我，相信會(huì)對(duì)我以后的工作產(chǎn)生很大的影響。從孟老師身上我學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，更多的是思考問題和解決問題的方法。在此，對(duì)孟老師表示最真摯的感謝。同時(shí)要感謝在設(shè)計(jì)過程中給與我?guī)椭徒ㄗh的那些同學(xué)，以及本文參考文獻(xiàn)所列書和文章的作者，本文參考了他們的著作，在次，像他們表示感謝。侯擊波.鑄造用直流電磁泵技術(shù)研究.博士學(xué)位論文.天津：天津大學(xué).2004:1薛迎成.PLC與觸摸屏控制技術(shù)?北京：中國電力出版社.2008.1:80-83劉洪濤，黃海.PLC應(yīng)用開發(fā).北京：電子工業(yè)出版社.2007.1:14-16侯擊波.鑄造用直流電磁泵系統(tǒng).天津：天津大學(xué).2004:1西門子公司S-200CPU224XP產(chǎn)品與應(yīng)用：/products/as/s7_200/cpu/cpu224xp.asp步科官網(wǎng)產(chǎn)品介紹：/detail.aspx?cid=728步科人機(jī)界面與PLC通訊連接說明書：240-265西門子公司S7200使用手冊(cè):154-165。EV5000使用手冊(cè)：88-93西門子公司S7200指令使用手冊(cè):154-165。參考文獻(xiàn)羅庚生，張忠忠，呂有綱.低壓鑄造[M].北京：國防工業(yè)出版，1989張鵬飛.低壓鑄造輪轂[J].特種鑄造及有色合金，1995,(6)：5"10DJohnRutherford.ZAAlloyDieCasting.ZACastingAlloysCon-ferenceProceeding]〕].Michigan，1985：33?36唐劍，黃平，牟大強(qiáng)等.鋁合金熔鑄技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].鋁加工，2001，24(4)：5?10李英男.大型鋁合金鑄件低壓鑄造[J].低壓鑄造國外譯文集，1978：37-98趙振華.低壓鑄造氣缸蓋461加上性能的研究[D].哈爾濱：哈爾濱理T大學(xué)，2007：董湘懷.材料成型計(jì)算機(jī)模擬.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001劉國英.120C型主閥體鑄造工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)實(shí)踐?冷熱藝，2005，(1):13-14柳百成.鑄件充型凝固過程國內(nèi)外研究進(jìn)展.鑄造，1999，(8):78-81李永保,柳百成,熊守美.面向并行工程的鑄造工藝集成CAD/CAE系統(tǒng).高技術(shù)通訊,1996,(3):40-42董秀琦.鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的傳熱學(xué)原理.鑄造,1995(2):11-19董秀琦,王冬,王承志等.低壓及差壓鑄造理論與實(shí)踐.北京:兵器業(yè)出版社,1995.王冬,李玉海.鑄造過程補(bǔ)縮機(jī)理及數(shù)學(xué)模型.鑄造,1996(2):13侯擊波.鑄造用直流電磁泵技術(shù)研究.博士學(xué)位論文.天津：天津大學(xué).2004:1薛迎成.PLC與觸摸屏控制技術(shù)?北京：中國電力出版社.2008.1:80-83劉洪濤，黃海.PLC應(yīng)用開發(fā)?北京：電子工業(yè)出版社.2007.1:14-16侯擊波.鑄造用直流電磁泵系統(tǒng).天津：天津大學(xué).2004:1西門子公司S-200CPU224XP產(chǎn)品與應(yīng)用：/products/as/s7_200/cpu/cpu224xp.asp步科官網(wǎng)產(chǎn)品介紹：HYPERLINK"/detail.aspx?c