鑄造工藝設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬

2.19萬字 44頁 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要 本文不僅從理論上介紹了鑄造工藝設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬，還從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)具體的壓盤鑄件的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)和掌握鑄造工藝設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬的整套流程。
首先進(jìn)行壓盤鑄件的鑄造工藝設(shè)計(jì)，先要分析本壓盤件的形狀、尺寸、質(zhì)量等生產(chǎn)要求。根據(jù)這些生產(chǎn)要求以及鑄造工藝手冊(cè)，初步擬定一個(gè)工藝方案，并設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。本壓盤鑄件采用砂型鑄造，全封閉頂注式澆注系統(tǒng)，鑄件頂部設(shè)6個(gè)出氣孔，不需要砂芯，不設(shè)計(jì)冒口。在確定好工藝方案后，需要通過CAD軟件繪制最終裝配圖以及澆注系統(tǒng)各組元截面示意圖，還要通過UG軟件繪制壓盤鑄件裝配實(shí)體圖。
鑄造工藝方案設(shè)計(jì)好后便是對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬了，本設(shè)計(jì)中所使用的模擬軟件是ProCAST。將UG所做的裝配實(shí)體圖導(dǎo)入ProCAST軟件，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行模擬。本壓盤鑄件共設(shè)計(jì)了兩次模擬，第一次模擬的工藝參數(shù)分別設(shè)置為：澆注溫度為1400℃，砂箱溫度為20℃，充型時(shí)間為8s，換熱系數(shù)設(shè)置為750W/（m2R26;K），充型結(jié)束后采用空冷。考慮到如果澆注溫度過高會(huì)浪費(fèi)能源，還會(huì)導(dǎo)致鑄件廢品率增加，將第二次模擬的澆注溫度設(shè)置為1380℃。進(jìn)行模擬后得出結(jié)果，分析比較兩種方案發(fā)現(xiàn)，兩種方案最終鑄件基本都沒有缺陷，這說明所設(shè)計(jì)的鑄造工藝方案可行。兩種方案的模擬結(jié)果的差異有：充型方面，1380℃時(shí)，其充型過程中有部分區(qū)域溫度較其他區(qū)域溫度低，而1400℃時(shí)基本沒有這種情況，1400℃時(shí)的開始固化時(shí)間比1380℃時(shí)的時(shí)間遲很多；凝固方面，1400℃時(shí)，凝固較1380℃時(shí)需要更長的時(shí)間。通過比較分析兩種方案，綜合考慮，本設(shè)計(jì)最終使用1380℃作為澆注溫度。
本課題涉及了鑄造工藝設(shè)計(jì)，鑄造過程數(shù)值模擬，鑄造過程數(shù)值模擬結(jié)果分析，通過數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)鑄造工藝方案進(jìn)行優(yōu)化等諸多方面。從對(duì)壓盤件的設(shè)計(jì)展開，在著重研究數(shù)值模擬在鑄造工藝中的應(yīng)用的同時(shí)，也對(duì)鑄造工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行有側(cè)重點(diǎn)的分析。

關(guān)鍵詞 鑄造工藝 數(shù)值模擬 ProCAST 壓盤