典型箱體鑄件成形過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鑄造CAE技術(shù)的研究與發(fā)展使鑄造成形數(shù)值模擬技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，鑄造成形過程中溫度、速度的變化以及凝固缺陷和微觀組織均能夠以圖像的形式被清晰的顯示出來，從而通過分析缺陷產(chǎn)生的原因，來改進(jìn)工藝方案。運(yùn)用鑄造模擬軟件對(duì)典型箱體類鑄件的充型和凝固過程進(jìn)行模擬，為今后制定適合箱體鑄件的澆注工藝方案提供依據(jù)。
　　本文總結(jié)了數(shù)值模擬技術(shù)在鑄造成形過程中的研究現(xiàn)狀，以及對(duì)箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行概述。以數(shù)值模擬理論為基礎(chǔ)，以典型減速

2、機(jī)箱體類零件為對(duì)象，利用鑄造軟件ProCAST，對(duì)金屬液的充型和凝固過程進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)其產(chǎn)生缺陷的位置和原因進(jìn)行分析。具體研究成果如下：⑴對(duì)初步設(shè)計(jì)的不同澆注方案進(jìn)行模擬，觀察鑄件充型和凝固的狀態(tài)以及速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的變化情況。結(jié)果顯示，只有階梯式澆注系統(tǒng)的充型狀態(tài)良好，沒有出現(xiàn)卷氣和澆不足現(xiàn)象，因此確定本論文的澆注方案為階梯式澆注。⑵在階梯式澆注系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)金屬液的澆注溫度、澆注速度等因素進(jìn)行模擬，根據(jù)模擬結(jié)果預(yù)測(cè)產(chǎn)生缺陷的位置。結(jié)果

3、表明，不同澆注溫度對(duì)鑄件充型時(shí)間沒有明顯的影響，但是對(duì)內(nèi)澆口凝固固相率以及凝固后產(chǎn)生的缺陷有明顯的影響，最優(yōu)澆注溫度為1400℃;不同的澆注速度對(duì)充型和凝固的時(shí)間的影響不同，充型時(shí)間隨澆注速度的增大而減小，凝固時(shí)間隨澆注速度的增大先減小后增大，本論文最優(yōu)的澆注速度為6.8kg/s。⑶對(duì)箱體鑄件的凸臺(tái)以及熱節(jié)處出現(xiàn)缺陷的原因進(jìn)行分析，通過增加冒口尺寸以及數(shù)量、增加冷鐵、改變鑄件的圓角大小等方式有效地控制了縮孔、縮松缺陷的產(chǎn)生，提高了鑄件質(zhì)