數(shù)值模擬泵體鑄造工藝選擇性

對初步設(shè)計(jì)好的v8發(fā)動機(jī)缸體進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬,根據(jù)分析模擬結(jié)果來判斷發(fā)動機(jī)缸體在結(jié)構(gòu)、澆鑄溫度、冒口選擇等方面是否合理,以保證鑄件重點(diǎn)部位的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。在實(shí)際成型之前用模擬軟件排除可能隱患,可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約資金,提高產(chǎn)品質(zhì)量。

利用數(shù)值模擬對某鋁合金艙體的差壓鑄造過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,采用傳統(tǒng)的垂直縫隙式澆注系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的逐層充填,充型過程中金屬液飛濺和液面翻滾現(xiàn)象嚴(yán)重?；谀M結(jié)果和理論分析,改進(jìn)了原設(shè)計(jì)的澆注和補(bǔ)縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過采用環(huán)形縫隙式澆注系統(tǒng)有效改善了充型狀態(tài),在增加工藝筋尺寸的同時(shí)配合使用冷鐵與頂冒口,獲得了較為合理的凝固順序,縮短了凝固保壓時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。

通過對柱塞泵蓋液壓鑄件結(jié)構(gòu)分析,預(yù)先設(shè)計(jì)方案模擬比較確定鑄造工藝方案,運(yùn)用數(shù)值模擬進(jìn)行充型模擬和凝固模擬,預(yù)測鑄造過程中的鑄造缺陷。通過對充型及凝固過程的可視化分析,進(jìn)行工藝優(yōu)化,根據(jù)優(yōu)化工藝實(shí)際制作模具澆注鑄件驗(yàn)證。通過使用數(shù)值模擬為薄厚不均勻液壓球墨鑄鐵鑄件的開發(fā)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo),縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。

采用數(shù)值模擬技術(shù)對鑄造過程進(jìn)行模擬可以預(yù)判鑄件的工藝缺陷,避免試錯或減少試錯次數(shù),從而能夠有效提升產(chǎn)品的開發(fā)效率。以某型號進(jìn)氣管為研究對象,利用現(xiàn)代化的虛擬制造技術(shù)對金屬型傾轉(zhuǎn)重力鑄造工藝進(jìn)行優(yōu)化。廣西旺峰科技有限公司擬開發(fā)生產(chǎn)的l3000-1008101型號進(jìn)氣歧管為研究對象,對金屬型傾轉(zhuǎn)重力鑄造工藝進(jìn)行相關(guān)研究。利用現(xiàn)代化的虛擬制造技術(shù),在ug10.0中對該產(chǎn)品模具和熱芯盒的各個系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并基于鑄造數(shù)值模擬軟件procast對設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行模擬分析。根據(jù)分析結(jié)果,對鑄件的模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)設(shè)計(jì),對澆注工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,更好地保證了鑄件的質(zhì)量。

目的以大型鈦合金泵體為研究對象,研究特種砂型鑄造工藝。方法采用鋁制模具,以鋁礬土混合物為填料進(jìn)行造型,氧化釔料漿為面層涂料,經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后制備成大型鈦合金泵體鑄造用特種砂型鑄型,在真空自耗凝殼爐中進(jìn)行熔煉澆注,并對鑄件外觀、冶金質(zhì)量、成分性能及尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)測試。結(jié)果用該鑄造工藝研制的大型鈦合金泵體鑄件成型完整,鑄件表面光潔度可達(dá)到6.3μm；鑄件的化學(xué)成分和力學(xué)性能可以滿足astmb367中c3的指標(biāo)要求；經(jīng)熱等靜壓后鑄件內(nèi)部質(zhì)量達(dá)到了asme1320中7級；熒光檢測結(jié)果滿足asmeb16.34中的標(biāo)準(zhǔn),鑄件尺寸精度可到達(dá)ct9級的要求。結(jié)論鑄件檢測結(jié)果表明,該特種砂型鑄造工藝可以實(shí)現(xiàn)大型鈦合金鑄件的制造。

簡要介紹了泵體鑄件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求以及原鑄造工藝;利用數(shù)值模擬軟件對泵件初始鑄造工藝進(jìn)行充型和凝固過程模擬分析,并通過生產(chǎn)驗(yàn)證所預(yù)測鑄造缺陷的情況,進(jìn)而對鑄造工藝進(jìn)行優(yōu)化,最終使鑄件的縮孔、縮松缺陷得以消除,廢品率由原來的35%降低到10%以下。

單級雙吸整體式蝸殼泵體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,給鑄造工藝的設(shè)計(jì)及后續(xù)的生產(chǎn)帶來很大難度。本文通過對泵體結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑄造工藝性分析并結(jié)合以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),提出了切實(shí)可行的鑄造工藝方案并進(jìn)行了生產(chǎn)驗(yàn)證,對此類泵體的鑄造工藝設(shè)計(jì)起到借鑒參考作用。

根據(jù)a356泵體鑄件金屬型低壓鑄造特點(diǎn),結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,以a356泵體澆注工藝參數(shù)為研究對象,l16(45)型正交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練學(xué)習(xí)樣本,與正交實(shí)驗(yàn)成分有關(guān)的前16個樣本作為訓(xùn)練與檢驗(yàn),用bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測和優(yōu)化,結(jié)果表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后的模擬值最大誤差很小,cpu占用時(shí)間僅為40s。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與正交實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,能大大節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用,降低cpu占用率,也證實(shí)了對a356泵體充型過程數(shù)值模擬的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是可行的。

根據(jù)耐壓鋁合金噴油泵泵體的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求,設(shè)計(jì)金屬型低壓鑄造工藝方案,確定其低壓鑄造工藝參數(shù):澆注溫度為(700±20)℃,充型速度為0.5m/s,充型壓力為0.15mpa,結(jié)晶壓力為2.6mpa,保壓時(shí)間為80s。設(shè)計(jì)的低壓鑄造模具,經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐,操作方便,安全可靠,成型鑄件品質(zhì)良好。

熔模鑄造工藝

對鞍鋼zx8.3t高爐鐵水鋼錠模的現(xiàn)行工藝進(jìn)行了模擬計(jì)算分析,實(shí)測了鋼錠模凝固時(shí)的溫度場,提出了四種鑄造工藝改進(jìn)方案。結(jié)果表明,在鋼錠模底部加一冷鐵,顯著地改變了鋼錠模的凝固進(jìn)程,消除了原鑄造工藝在鋼錠模圍帶處的縮孔缺陷,提高了鋼錠模的鑄造質(zhì)量。

以某厚大zl205a合金鑄件為例,采用數(shù)值模擬的方法對鑄件低壓鑄造工藝中充型和凝固過程進(jìn)行模擬,分析了充型及凝固過程中溫度場的變化,并按模擬結(jié)果進(jìn)行了生產(chǎn),結(jié)果獲得了優(yōu)質(zhì)的鑄件。

低壓鑄造是銅合金衛(wèi)浴五金件主要成形工藝之一,利用procast專業(yè)鑄造模擬軟件,研究了銅合金衛(wèi)浴五金件低壓鑄造充型和凝固過程,獲得了該產(chǎn)品低壓鑄造過程溫度場、流場。模擬結(jié)果顯示,初始方案在鑄件關(guān)鍵部位將產(chǎn)生明顯的縮孔、縮松現(xiàn)象。根據(jù)模擬結(jié)果和理論分析,改進(jìn)初始工藝方案,并對改進(jìn)后的工藝方案重新進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明,改進(jìn)后工藝方案明顯減少縮孔縮松缺陷;將改進(jìn)后的工藝方案投入試生產(chǎn),產(chǎn)品抽檢結(jié)果與模擬結(jié)果基本吻合。

采用有限元模擬仿真軟件結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)方法,對鋁合金汽車座椅骨架低壓鑄造工藝進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了低壓鑄造工藝參數(shù)對鑄件縮松縮孔、充型及凝固規(guī)律的影響。模擬結(jié)果表明,當(dāng)澆注溫度為720℃、充型加壓速率為920pa/s及模具預(yù)熱溫度為380℃時(shí)為最佳工藝參數(shù),鑄件縮孔孔隙率最小,且成形質(zhì)量最佳。

第三節(jié)鑄造工藝圖 鑄造生產(chǎn)時(shí)，首先要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等因素，確定鑄 造工藝方案。其主要內(nèi)容包括澆注位置、分型面、鑄造工藝參數(shù)（機(jī)械加工余量、起模斜度、鑄 造圓角、收縮率、芯頭等）的確定，然后用規(guī)定的工藝符號或文字繪制成鑄造工藝圖。鑄造工藝 圖是指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)的技術(shù)文件，也是驗(yàn)收鑄件的主要依據(jù)。 一、澆注位置的確定 【澆注位置】澆注時(shí)鑄件在鑄型中所處的位置稱為澆注位置。鑄件的澆注位置對鑄件的質(zhì)量、尺 寸精度、造型工藝的難易程度都有很大的影響。通常按下列基本原則確定澆注位置。 （1）鑄件的重要工作面或主要加工面朝下或位于側(cè)面。澆注時(shí)金屬液中的氣體、熔渣及鑄型中 的砂粒會上浮，有可能使鑄件的上部出現(xiàn)氣孔、夾渣、砂眼等缺陷，而鑄件下部出現(xiàn)缺陷的可能 性小，組織較致密。如圖所示機(jī)床床身的澆注位置，應(yīng)將導(dǎo)軌面朝下，以保證該重要工作面的質(zhì) 量。如圖所示的卷揚(yáng)筒，

利用viewcast軟件對灰鐵軸承襯體充型和凝固過程進(jìn)行了分析,通過凝固過程金屬分布模擬了縮孔(松)產(chǎn)生的位置。采用掛砂外冷鐵配合冒口使用對原方案進(jìn)行了優(yōu)化,最終消除了鑄件中的縮孔(松)缺陷。再次模擬結(jié)果表明,改進(jìn)方案合理可行,實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)逐層充型和順序凝固,從而有效地改善了鑄件質(zhì)量。

利用flow-3d軟件,對某本體鑄件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的縮孔及疏松缺陷進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果顯示,在缺陷一側(cè)增加澆口,同時(shí)對各澆冒口橫截面及距離進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,縮孔及疏松缺陷消除。驗(yàn)證結(jié)果表明,根據(jù)模擬結(jié)果對石膏型低壓鑄造工藝進(jìn)行優(yōu)化后,試制的某本體鑄件未見縮孔及疏松等鑄造缺陷。

方型鋼錠模凝固過程的數(shù)值模擬及鑄造工藝的改進(jìn)

鋁錠鑄造工藝 產(chǎn)品質(zhì)量的好壞主要在這一步驟，而且整個鑄造工藝，也是以這一過程為主。鑄造過程 是一個由液態(tài)鋁冷卻、結(jié)晶成為固體鋁錠的物理過程。 1．連續(xù)澆鑄 連續(xù)澆鑄可分為混合爐澆鑄和外鑄兩種方式。均使用連續(xù)鑄造機(jī)?；旌蠣t澆鑄是將 鋁液裝入混合爐后，由混合爐進(jìn)行澆鑄，主要用于生產(chǎn)重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬 包直接向鑄造機(jī)澆鑄，主要是在鑄造設(shè)備不能滿足生產(chǎn)，或來料質(zhì)量太差不能直接入爐的情 況下使用。由于無外加熱源，所以要求抬包具有一定的溫度，一般夏季在690～740℃，冬 季在700～760℃，以保證鋁錠獲得較好的外觀。 混合爐澆鑄，首先要經(jīng)過配料，然后倒人混合爐中，攪拌均勻，再加入熔劑進(jìn)行精煉。 澆鑄合金錠必須澄清30min以上，澄清后扒渣即可澆鑄。澆鑄時(shí)，混合爐的爐眼對準(zhǔn)鑄造 機(jī)的第二、第三個鑄模，這樣可保證液流發(fā)生變化和換模時(shí)有一定的機(jī)動性。爐眼和鑄造機(jī)

鑄造工藝模擬castsoft技術(shù)在鋁合金鑄件工藝設(shè)計(jì)及優(yōu)化中的應(yīng)用 宋彬 1 郝銳 1 崔聿辰 1 胡志強(qiáng) 2 王歡 2 北京北方恒利科技發(fā)展有限公司（北京海淀100089） 天津古月有色金屬制品有限公司（天津北辰300401） 摘要：利用鑄造模擬軟件（本論文采用北京北方恒利科技發(fā)展有限公司開發(fā)的castsoft模 擬軟件）對鋁合金鑄件的凝固過程和充型過程進(jìn)行模擬。通過對凝固過程的溫度場和鑄造缺 陷進(jìn)行分析，依據(jù)分析結(jié)果對工藝進(jìn)行改進(jìn),最后設(shè)計(jì)出合理的鑄造工藝。鑄造過程計(jì)算機(jī) 模擬可以減少或取消新產(chǎn)品的工藝實(shí)驗(yàn)，能夠有效地避免可能出現(xiàn)的鑄造缺陷，保證工藝的 可靠性，縮短新產(chǎn)品的試制周期。 關(guān)鍵詞：鑄造模擬凝固過程溫度場鋁合金鑄件castsoftcad/cae applicationofcastsofttechnologyinthed

本文在綜述國內(nèi)外鑄鋼件鑄造工藝cad和凝固模擬發(fā)展的基礎(chǔ)上,研究提出了研制開發(fā)該軟件的必要性及各模塊的功能、特點(diǎn)、主要的研究內(nèi)容和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

液壓閥(泵)體類鑄件按常規(guī)主要考慮保證重要加工面的內(nèi)在質(zhì)量和便于下芯,導(dǎo)致鑄造工藝不合理,引起錯箱、縮孔縮松、氣孔等缺陷。通過改變澆注位置、改進(jìn)澆冒系統(tǒng)等措施,采用更為合理的鑄造工藝,較好地解決了這些問題,鑄件質(zhì)量提高,合格率穩(wěn)定地保持在95%左右。