随着汽车、航空航天等行业对相关铸件的质量要求越来越高,低压铸造以其能生产利用率极高的轻量化、高致密性产品的优势,被广泛应用于上述各个行业中,在生产过程中具有重要地位。低压铸造是一种通过在密闭恒温的保持炉的金属液表面,施加惰性气体压力后,经升液管使高温金属液克服重力进入型腔的铸造形式。相对重力铸造,这种反重力铸造的形式使金属液无紊流充型,省去补缩冒口的同时,铸件在可控稳定压力下形成力学性能更好的结晶产品。为此,论文结合低压铸造工艺,开展对低压铸造成形设备的相关技术研究对复杂薄壁件的量化生产具有一定理论意义与工程实际应用价值。传统低压铸造设备多以四立柱的结构形式设计。该传统低压铸造设备由于其自身结构的限制,如抓取放置砂芯、吸砂、烤模、喷涂石墨等工序,需要多人配合铸造机完成,不易实现自动化生产。为解决上述问题,论文中设计了由多台低压悬臂铸造机直线阵列组成的生产线。每台低压悬臂铸造机与液压装置、保持炉、电气控制柜、液压站、开合模机构等构成一个铸造单元,每个铸造单元可完成整套铸造工艺动作。低压悬臂铸造机是一种基于传统低压铸造机的创新设计。所设计的低压悬臂铸造机是能够精确完成压铸、开合模、打料等功能的反重力铸造设备。为更合理的设计低压悬臂铸造机,论文采用了铸造工艺过程仿真与机械设计相结合的方法,对合型力、上盖板下压力等重要参数进行了研究;通过采用脱模力的理论计算与显示动力学仿真相结合的方式,设计了打料机构;在此基础上,着重对齿轮传动装置进行了设计,利用动力学仿真结果找出低压悬臂铸造机在运动过程中的设计缺陷;通过不断优化关键部件,反复验证低压悬臂铸造机的动态性能,设计出了低压悬臂铸造机的虚拟样机。自动化程度更高的低压悬臂铸造机,减少了生产铸造周期。为不同铸件所需的不同充型工艺提供了更好的解决方案。利用低压铸造保压冷却时间较长的特点,由一台龙门设备对多组铸造单元服务,缩短了成品铸件的下线周期。相对封闭的生产空间可以保持较高的恒温,避免了升液管等设备因热冲击而产生的开裂现象,节约了实际生产成本。