LFC法鑄造葉輪的發(fā)泡模具設(shè)計(jì)和澆注工藝仿真.pdf

1、消失模鑄造技術(shù)是一種近無余量、精確成形的鑄造生產(chǎn)工藝，技術(shù)先進(jìn)，成本低廉。消失模工藝采用可燒結(jié)的泡沫材料制作成與鑄件結(jié)構(gòu)一致的模樣，經(jīng)涂覆涂料后埋入干砂中負(fù)壓緊實(shí)，然后澆入高溫金屬液，使泡沫材料氣化進(jìn)而被金屬取代。在此過程中，除了存在金屬液的凝固和收縮等物理現(xiàn)象之外還伴有泡沫材料高溫氣化分解等化學(xué)變化。工藝過程的復(fù)雜性決定了鑄件質(zhì)量的影響因素多樣化。其中，顯著影響鑄件質(zhì)量的兩個(gè)因素是泡沫模樣質(zhì)量和澆注工藝參數(shù)。
　　 本文的研究

2、對(duì)象是直徑為275mm的渣漿泵閉式葉輪，如何使得葉輪有較好的表面質(zhì)量和機(jī)械性能，保證鑄件能夠正常工作是本文需要解決的問題。為了高效準(zhǔn)確的改進(jìn)現(xiàn)有工藝，課題中采用了CAD/CAE一體化技術(shù)，從消失模模具設(shè)計(jì)到鑄件澆鑄過程全部進(jìn)行跟蹤優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了這一鑄造新興工藝和計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，提高了消失模模具開發(fā)效率的同時(shí)降低了鑄件的廢品率，優(yōu)化了產(chǎn)品制造的整個(gè)工藝流程。
　　 (1)確定了合理的發(fā)泡模具結(jié)構(gòu)。首先利用UG軟件快速設(shè)計(jì)出

3、最初的發(fā)泡模具結(jié)構(gòu)，然后針對(duì)葉輪流道葉片難以脫模的問題，確定合理的分型面位置，并在下模中設(shè)置活塊，確保泡沫模樣順利取出。同時(shí)，根據(jù)軸封部位潤滑油槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將模樣在軸套部位再次分型。從而設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)并生產(chǎn)出形狀良好的消失模模樣。
　　 (2)根據(jù)可鍛鑄鐵的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，計(jì)算澆口比、澆道直徑和冒口尺寸等參數(shù)，同時(shí)針對(duì)消失模澆注過程中產(chǎn)氣較多的情況，將流道直徑擴(kuò)大30％～50％。從而確定出澆注系統(tǒng)和補(bǔ)縮系統(tǒng)的最初設(shè)計(jì)方

4、案。
　　 (3)將Pro/E軟件繪制的澆注系統(tǒng)模型導(dǎo)入MAGMA軟件中，采用單因素實(shí)驗(yàn)方法，分別模擬澆注溫度和直澆道高度對(duì)鑄件質(zhì)量的影響規(guī)律。通過模擬分析，得出最佳直澆道高度與澆注溫度范圍。同時(shí)結(jié)合充填凝固判據(jù)分析，對(duì)補(bǔ)縮系統(tǒng)進(jìn)行了兩次改進(jìn)，最終確定合適的冒口形式和尺寸。
　　 (4)對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件下澆注出的鑄件進(jìn)行外觀觀察和金相組織表征。觀察發(fā)現(xiàn)葉輪表面質(zhì)量良好，流道葉片處無明顯缺陷;金相組織為鐵基體組織上彌散地分布著