压铸工艺数据库系统

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1、压铸工艺艺数据库库系统铸造是人人类掌握握比较早早的一种种金属热热加工工工艺，已已有约660000年的历历史。中中国约在在公元前前17000前前10000年之之间已进进入青铜铜铸件的的全盛期期，工艺艺上已达达到相当当高的水水平。中中国商朝朝的重8875公公斤的司司母戊方方鼎，战战国时期期的曾侯侯乙尊盘盘，西汉汉的透光光镜，都都是古代代铸造的的代表产产品。早早期的铸铸件大多多是农业业生产、宗宗教、生生活等方方面的工工具或用用具，艺艺术色彩彩浓厚。那那时的铸铸造工艺艺是与制制陶工艺艺并行发发展的，受受陶器的的影响很很大。 中国在在公元前前5133年，铸铸出了世世界上最最早见于于文字记记载的铸铸铁件晋

2、晋国铸型型鼎，重重约2770公斤斤。欧洲洲在公元元八世纪纪前后也也开始生生产铸铁铁件。铸铸铁件的的出现，扩扩大了铸铸件的应应用范围围。例如如在155177世纪，德德、法等等国先后后敷设了了不少向向居民供供饮用水水的铸铁铁管道。118世纪纪的工业业革命以以后，蒸蒸汽机、纺纺织机和和铁路等等工业兴兴起，铸铸件进入入为大工工业服务务的新时时期，铸铸造技术术开始有有了大的的发展。 进入220世纪纪，铸造造的发展展速度很很快，其其重要因因素之一一是产品品技术的的进步 ，要求求铸件各各种机械械物理性性能更好好，同时时仍具有有良好的的机械加加工性能能；另一一个原因因是机械械工业本本身和其其他工业业如化工工、

3、仪表表等的发发展，给给铸造业业创造了了有利的的物质条条件。如如检测手手段的发发展，保保证了铸铸件质量量的提高高和稳定定，并给给铸造理理论的发发展提供供了条件件；电子子显微镜镜等的发发明，帮帮助人们们深入到到金属的的微观世世界，探探查金属属结晶的的奥秘，研研究金属属凝固的的理论，指指导铸造造生产。 在这一一时期内内开发出出大量性性能优越越，品种种丰富的的新铸造造金属材材料，如如球墨铸铸铁，能能焊接的的可锻铸铸铁，超超低碳不不锈钢，铝铝铜、铝铝硅、铝铝镁合金金，钛基基、镍基基合金等等，并发发明了对对灰铸铁铁进行孕孕育处理理的新工工艺，使使铸件的的适应性性更为广广泛。 50年年代以后后，出现现了湿砂

4、砂高压造造型，化化学硬化化砂造型型和造芯芯，负压压造型以以及其他他特种铸铸造、抛抛丸清理理等新工工艺，使使铸件具具有很高高的形状状、尺寸寸精度和和良好的的表面光光洁度，铸铸造车间间的劳动动条件和和环境卫卫生也大大为改善善。200世纪以以来铸造造业的重重大进展展中，灰灰铸铁的的孕育处处理和化化学硬化化砂造型型这两项项新工艺艺有着特特殊的意意义。这这两项发发明，冲冲破了延延续几千千年的传传统方法法，给铸铸造工艺艺开辟了了新的领领域，对对提高铸铸件的竞竞争能力力产生了了重大的的影响。 铸造一一般按造造型方法法来分类类，习惯惯上分为为普通砂砂型铸造造和特种种铸造。普普通砂型型铸造包包括湿砂砂型、干干砂

5、型、化化学硬化化砂型三三类。特特种铸造造按造型型材料的的不同，又又可分为为两大类类：一类类以天然然矿产砂砂石作为为主要造造型材料料，如熔熔模铸造造、壳型型铸造、负负压铸造造、泥型型铸造、实实型铸造造、陶瓷瓷型铸造造等；一一类以金金属作为为主要铸铸型材料料，如金金属型铸铸造、离离心铸造造、连续续铸造、压压力铸造造、低压压铸造等等。 铸铸造工艺艺可分为为三个基基本部分分，即铸铸造金属属准备、铸铸型准备备和铸件件处理。 铸造金金属是指指铸造生生产中用用于浇注注铸件的的金属材材料，它它是以一一种金属属元素为为主要成成分，并并加入其其他金属属或非金金属元素素而组成成的合金金，习惯惯上称为为铸造合合金，主

6、主要有铸铸铁、铸铸钢和铸铸造有色色合金。 金属熔熔炼不仅仅仅是单单纯的熔熔化，还还包括冶冶炼过程程，使浇浇进铸型型的金属属，在温温度、化化学成分分和纯净净度方面面都符合合预期要要求。为为此，在在熔炼过过程中要要进行以以控制质质量为目目的的各各种检查查测试，液液态金属属在达到到各项规规定指标标后方能能允许浇浇注。有有时，为为了达到到更高要要求，金金属液在在出炉后后还要经经炉外处处理，如如脱硫、真真空脱气气、炉外外精炼、孕孕育或变变质处理理等。熔熔炼金属属常用的的设备有有冲天炉炉、电弧弧炉、感感应炉、电电阻炉、反反射炉等等。 不不同的铸铸造方法法有不同同的铸型型准备内内容。以以应用最最广泛的的砂型

7、铸铸造为例例，铸型型准备包包括造型型材料准准备和造造型造芯芯两大项项工作。砂砂型铸造造中用来来造型造造芯的各各种原材材料，如如铸造砂砂、型砂砂粘结剂剂和其他他辅料，以以及由它它们配制制成的型型砂、芯芯砂、涂涂料等统统称为造造型材料料造型材材料准备备的任务务是按照照铸件的的要求、金金属的性性质，选选择合适适的原砂砂、粘结结剂和辅辅料，然然后按一一定的比比例把它它们混合合成具有有一定性性能的型型砂和芯芯砂。常常用的混混砂设备备有碾轮轮式混砂砂机、逆逆流式混混砂机和和叶片沟沟槽式混混砂机。后后者是专专为混合合化学自自硬砂设设计的，连连续混合合，速度度快。 造型造造芯是根根据铸造造工艺要要求，在在确定

8、好好造型方方法，准准备好造造型材料料的基础础上进行行的。铸铸件的精精度和全全部生产产过程的的经济效效果，主主要取决决于这道道工序。在在很多现现代化的的铸造车车间里，造造型造芯芯都实现现了机械械化或自自动化。常常用的砂砂型造型型造芯设设备有高高、中、低低压造型型机、抛抛砂机、无无箱射压压造型机机、射芯芯机、冷冷和热芯芯盒机等等。 铸铸件自浇浇注冷却却的铸型型中取出出后，有有浇口、冒冒口及金金属毛刺刺披缝，砂砂型铸造造的铸件件还粘附附着砂子子，因此此必须经经过清理理工序。进进行这种种工作的的设备有有抛丸机机、浇口口冒口切切割机等等。砂型型铸件落落砂清理理是劳动动条件较较差的一一道工序序，所以以在选

9、择择造型方方法时 ，应尽尽量考虑虑到为落落砂清理理创造方方便条件件。有些些铸件因因特殊要要求，还还要经铸铸件后处处理，如如热处理理、整形形、防锈锈处理、粗粗加工等等。 铸铸造是比比较经济济的毛坯坯成形方方法，对对于形状状复杂的的零件更更能显示示出它的的经济性性。如汽汽车发动动机的缸缸体和缸缸盖，船船舶螺旋旋桨以及及精致的的艺术品品等。有有些难以以切削的的零件 ，如燃燃汽轮机机的镍基基合金零零件不用用铸造方方法无法法成形。 另外，铸铸造的零零件尺寸寸和重量量的适应应范围很很宽，金金属种类类几乎不不受限制制；零件件在具有有一般机机械性能能的同时时，还具具有耐磨磨、耐腐腐蚀、吸吸震等综综合性能能，是

10、其其他金属属成形方方法如锻锻、轧、焊焊、冲等等所做不不到的。因因此在机机器制造造业中用用铸造方方法生产产的毛坯坯零件，在在数量和和吨位上上迄今仍仍是最多多的。 铸造生生产有与与其他工工艺不同同的特点点，主要要是适应应性广、需需用材料料和设备备多、污污染环境境。铸造造生产会会产生粉粉尘、有有害气体体和噪声声对环境境的污染染，比起起其他机机械制造造工艺来来更为严严重，需需要采取取措施进进行控制制。 铸铸造产品品发展的的趋势是是要求铸铸件有更更好的综综合性能能，更高高的精度度，更少少的余量量和更光光洁的表表面。此此外，节节能的要要求和社社会对恢恢复自然然环境的的呼声也也越来越越高。为为适应这这些要求

11、求，新的的铸造合合金将得得到开发发，冶炼炼新工艺艺和新设设备将相相应出现现。 铸铸造生产产的机械械化自动动化程度度在不断断提高的的同时，将将更多地地向柔性性生产方方面发展展，以扩扩大对不不同批量量和多品品种生产产的适应应性。节节约能源源和原材材料的新新技术将将会得到到优先发发展，少少产生或或不产生生污染的的新工艺艺新设备备将首先先受到重重视。质质量控制制技术在在各道工工序的检检测和应应力测定定等方面面，将有有新的发发展。 铸造工工作者在在电子技技术和测测试手段段不断进进步的条条件下，将将对金属属结晶凝凝固和型型砂紧实实等理论论进行更更深入的的探索，以以研究提提高铸件件性能和和内部质质量的有有效

12、途径径。机器器人和电电子计算算机在铸铸造生产产和管理理领域里里的应用用，也将将日益广广泛。现在铸造造工厂所所采用的的造型方方法，过过去十年年间没有有大的变变化而造造型技术术有了大大的进步步。对湿湿砂造型型、精密密砂型、消消失模铸铸造分别别叙述如如下。 1湿湿砂造型型法。MMounnt公司司认为：适用于于大部分分金属材材质、大大批量生生产的造造型法中中，粘土土湿砂造造型是最最经济的的造型法法。铸造造工厂装装备有最最新技术术的控制制装置，就就应逐步步做到，用用湿型砂砂控制技技术可以以反复得得到最佳佳的性能能。这些些控制装装置包括括，筛分分分离金金属、回回用砂的的冷却、回回用砂混混练时准准确释量量添

13、加剂剂等等。 Vullcann 公司司认为，现现在的粘粘土湿砂砂造型机机具有优优良的性性能，能能以二年年前从未未达到过过的速度度，制造造要求严严格、允允许差别别很小时时湿砂型型。再加加上准确确控制效效率高的的供砂装装置，使使粘土湿湿砂型在在铁基合合金和非非铁合金金的造型型中保持持最重要要的地位位。 MMacller Asssoc认认为，在在湿砂造造型中，垂垂直分型型与水平平分型两两种加以以比较，对对于大批批量生产产中、小小型，灰灰铁件或或球铁件件的铸造造工厂，重重直分型型造型都都占优势势，因其其设备费费用比较较便宜、可可以高速速造型、所所需人员员少、紧紧实度的的偏差小小等优点点。但采采用垂直直

14、分型工工艺，在在浇口方方案与昌昌口与形形态上，以以及在用用复杂的的芯子、过过滤片、冷冷铁、套套管、舂舂入芯等等方面都都受到限限制。此此外，用用流动性性好的合合金铸造造时，由由于金属属静压比比较高，容容易引起起金属渗渗透粘砂砂。 在在制造有有色合金金铸件方方面，已已设计了了适合这这类合金金铸件的的大批量量生产各各种特性性垂直分分型造型型法，现现正在推推广。但但是，具具有要求求的机械械特性的的铸件，在在用这种种造型法法达到相相当高度度的大批批量生产产之前，作作为大批批量铝合合金铸件件的生产产方式，金金属型铸铸造法依依然占有有优势。 Macclerr Asssocc认为，水水平分型型湿砂型型铸造法法

15、，对于于中、小小批量铸铸造工厂厂，还是是有利的的造型法法之一，无无论是上上型、下下型方式式，或双双面模板板方式，对对复杂铸铸件的生生产都有有适应性性。可在在一个循循环期内内更换模模样，短短时间运运行、长长时间运运行都可可以有效效的进行行生产。但但手工操操作需要要机械化化，为了了保证生生产表面面优良、尺尺寸精度度高的铸铸件，还还需对整整套设备备进行改改造。温温砂造型型法的选选择，需需要考虑虑以下各各点： 要有有能造型型出硬度度均一的的高质量量铸型的的造型设设备。 可以以迅速更更换模板板。 下芯芯、铸型型的装卸卸机械化化。 MMacller Asssoc谈谈到，为为使造型型度均一一，采用用了多种种

16、技术。有有几种自自动双面面模板机机采用了了射砂和和压实法法，此时时，为了了取得均均一的铸铸型密度度，射砂砂和压实实法，此此时，为为了取得得均一的的铸型密密度，射射砂的方方向要是是与板垂垂直的方方向。还还有一种种上型、下下型造型型机，为为使铸型型密度均均一，还还采了微微振击和和压实。另另外，为为向模样样填砂时时有强的的冲击力力，也有有用高压压缩气体体的。 但是，为为得到均均一的铸铸型硬度度，采用用了多种种方法，对对各种造造型方式式来讲一一种方法法是解决决不了的的。在造造型机的的选择上上，要对对现在使使用的铸铸造厂进进行调查查，并用用自己的的模样试试验，以以观察其其结果。 精密密砂型 这种造造型法

17、的的要点是是用冷芯芯盒法的的化学粘粘结铸型型。Vuulcaan认为为这是铝铝合金缸缸体和缸缸盖铸件件铸造工工艺的复复活。其其理由是是这种方方法，可可将缸套套铸在缸缸体中，同同时，还还有能使使用实现现方向性性凝固的的冷铁的的优点。 这种方方法是在在19770年代代出现的的用于铸铸造近净净形铸件件和用湿湿砂铸造造对需要要增加芯芯子的形形状复杂杂的铸件件。现在在，铸造造形状复复杂尺寸寸的准确确的铸件件时，标标准的办办法是用用冷芯盒盒造型法法。而且且，与砂砂型铸造造相比适适用于更更多的合合金。在在制芯作作业中可可见到，由由于树脂脂化学和和造型装装置的革革新，可可用更低低的价格格铸造质质量，更更高的零零

18、部件用用液泵和和机械手手自动生生产线，装装置进一一步改善善，所需需劳动力力减少，可可生产出出高质量量、低成成本的铸铸件。冷冷芯盒工工艺造型型机是制制芯机的的重大的的变型。有有的造型型机上型型、下型型同时造造型，有有的造型型机可制制出两面面型腔的的铸型叠叠型铸造造，第三三种变型型是利用用二组造造型机，一一组是上上型，一一组造下下型。 这些造造型机为为了提高高精度，使使分型线线的飞边边最小，在在全过程程中将铸铸型紧实实是其特特点。大大型造型型机，为为使其动动作平滑滑可靠完完全用油油压驱动动。装有有机械手手，实施施上涂料料型、干干燥、下下芯、涂涂粘结剂剂和合箱箱等作业业。由于于有了这这些装置置，可减

19、减少所需需的劳动动力，保保证最高高的质量量和生产产效率。这这种冷芯芯盒造型型机，其其铸型的的状况不不仅影响响铸件表表面质量量和清理理作业，对对芯子的的正确组组装和芯芯头使型型砂在射射砂头中中流态化化的位置置也有影影响，因因而，铸铸型的设设计是非非常重要要的。 Macclerr Asssocc称，冷冷芯盒造造型机有有几种射射砂技术术。大部部分造型型机，这这种型式式的造型型机，用用低压大大风量射射砂，每每个循环环后都可可以使射射砂。有有二、三三个机械械厂不是是使砂子子流态化化，而是是用挤挤出方式式，用有有专利权权设计的的射砂，低低气量高高压射砂砂，有的的机械厂厂认为，用用挤出方方式，制制造复杂杂的

20、铸型型时，砂砂子也容容易流动动。这二二种技术术，最好好用自己己的模样样进行试试用比较较，选出出最好的的方法。 冷冷芯盒造造型法，可可以制造造尺寸非非常准确确的复杂杂铸型，但但模费用用和型砂砂粘接剂剂、催化化剂的成成本比湿湿砂型用用的砂和和粘接剂剂的价格格要高，冷冷芯盒造造型法的的造型速速度低。 消失模模铸型 Vullcann消失模模铸造由由于设备备和原料料改进而而有所发发展，采采用的比比率在不不断扩大大。多方方向的充充填工作作点，充充填砂（后后续砂）即即时充填填等新技技术、使使铸件质质量，造造型速度度提高而而成本降降低。 消失模模铸造的的优点有有：发泡泡模可没没有斜度度或钭度度很小，有有时还可

21、可用钭度度使复杂杂形状可可以造型型，设计计上有自自由度。此此外，可可使铸件件重量减减轻，减减少甚至至不需机机械加工工，不用用芯子也也可铸造造等。设设备上的的革新，组组成的部部件、涂涂料、充充填介质质等新的的开发、使使铸件质质量和生生产效率率提高，从从而使市市场日益益扩大。面向对象象(Obbjecct-OOrieentaatedd)方法法能够描描述现实实世界客客观对象象之间的的层次关关系、对对象的操操作方法法、以及及对象的的性质等等，从而而反映了了一个动动态实体体体系的的各个层层次与侧侧面。建建立对象象模型的的目的在在于从实实体中提提取对具具体应用用有用的的概念，并并用易于于理解的的方式来来描述

22、。压压铸工艺艺与模具具设计中中出现的的各个描描述实体体，如压压铸合金金，浇注注系统，型型腔镶块块等，实实际上都都可由数数据模型型来定义义。压铸铸工艺数数据库的的建立，是是为后续续的面向向对象压压铸工艺艺与模具具设计过过程提供供基本数数据准备备。 11 面向向对象的的压铸数数据库系系统建模模 面向对对象的压压铸数据据库是一一种基于于面向对对象思想想的关系系型数据据库管理理系统(OODDBMSS)。将将数据库库中每一一个描述述实体都都作为一一个对象象(Obbjecct)，且且每个对对象是唯唯一可标标识的。对对象是由由描述实实体所包包含的一一组数据据和施加加于这些些数据上上的操作作组成。具具有相似似

23、性质的的对象通通过概括括语义关关系形成成一个类类(Cllasss)，对对象是类类的一个个实例。在在OODDBMSS中，对对象-类类模型通通过定义义类，对对象，对对象间关关系，以以及标识识类中对对象的属属性和操操作来建建立数据据模型。对对象的操操作包括括事件(即消息息)，过过程及方方法等。数数据模型型可由类类图来表表示，其其一般结结构如下下： 在本研究究的OOODBMMS中，包包括了压压铸合金金类数据据库，压压铸机类类数据库库，压铸铸件尺寸寸类数据据库，模模具标准准零件类类数据库库等。其其类图可可表达如如下 (1)压压铸合金金类图 (2)压压铸机类类图 压压铸机包包括卧式式冷压室室压铸机机，立式

24、式冷压室室压铸机机以及热热压室压压铸机等等。根据据压铸零零件的结结构条件件，确定定浇注系系统的结结构形式式，再选选取适宜宜的压铸铸机类型型。 (3)压压铸件尺尺寸类图图 (4)模模具标准准零件类类图 模模具标准准零件类类包括模模板类(分套板板，垫板板和推出出机构推推板等形形式)，导导套类，导导柱类等等 导套类和和导柱类类还存在在如下关关联语义义关系 关于各个个对象类类的操作作，将在在后续的的压铸工工艺与模模具设计计中实现现。 例例如，对对于压铸铸机类的的“压室室直径”(ChbbDiaametter)属性参参数，在在后续浇浇注系统统设计模模块与压压室容量量校核模模块会发发生如下下操作 Gloob

25、all ChhbDiiameeterr Ass Dooublle在在项目标标准模块块中定义义全局变变量 ： Prrivaate Subb PoourSSysCllickk()浇注系系统设计计菜单驱驱动事件件 ： Dattal.Reccorddsett.FiindFFirsst“规规则”按规则则访问数数据库记记录 DDataal.RRecoordsset.Fieeldss(“压压室直径径”).Vallue提取当当前记录录中压室室直径字字段的数数据 PParaametterss=Fuuncttionn(ChhbDiiameeterr)浇浇注工艺艺参数设设计函数数 Ennd SSub Priivat

26、te SSub ChbbVollumeeChkkCClicck()压室室容量校校核菜单单驱动事事件 CChecck(CChbDDiammeteer)调用校校核过程程 Ennd SSub 其中，浇浇注工艺艺参数设设计函数数Funnctiion()的建建模已在在文献1予予以论述述，校核核过程CChecck()的定义义见文献献2。 22 数据据库系统统的实现现 数据库库的实现现遵循如如下原则则 每一一类用关关系数据据库的一一个表来来实现，不不同子类类也用同同一表统统一实现现，但须须加上类类属标识识符。 对各表表的标志志属性取取值格式式加以约约束，以以实现数数据库的的联动修修改，并并辅助实实现消息息触

27、发功功能。 当对象象类与类类之间存存在关联联语义关关系时，可可在一个个类的表表中存储储关联对对象类的的实例名名。对同同一对象象类的属属性和操操作采用用统一的的命名格格式，即即使用命命名约束束的方法法来实现现属性和和操作的的封装，完完成消息息触发的的功能。 在具体体实现时时，采用用可视化化数据管管理器建建立一个个Acccesss格式的的关系数数据库，然然后用数数据控制制对象来来实现数数据库系系统的可可视化，并并进行表表中数据据的增加加，删除除及修改改等编辑辑工作。 下面是是数据库库中的“压压铸合金金数据表表”及其其在CAAD系统统中的可可视化界界面。 3 结 论 由由于面向向对象的的思想贯贯穿于整整个压铸铸工艺与与模具设设计过程程，使得得面向对对象的关关系型数数据库与与后续设设计过程程具有很很好的衔衔接性。此此外，面面向对象象方法的的应用不不受具体体数据库库格式类类型的限限制，增增强了其其应用的的灵活性性与实现现的方便便性，能能有效地地支持复复杂对象象体系的的整个设设计过程程。