數值模擬泵體鑄造工藝選擇性

對初步設計好的v8發(fā)動機缸體進行鑄造工藝設計和數值模擬,根據分析模擬結果來判斷發(fā)動機缸體在結構、澆鑄溫度、冒口選擇等方面是否合理,以保證鑄件重點部位的結構質量。在實際成型之前用模擬軟件排除可能隱患,可縮短產品開發(fā)周期、節(jié)約資金,提高產品質量。

利用數值模擬對某鋁合金艙體的差壓鑄造過程進行了分析。結果表明,采用傳統的垂直縫隙式澆注系統無法實現平穩(wěn)的逐層充填,充型過程中金屬液飛濺和液面翻滾現象嚴重。基于模擬結果和理論分析,改進了原設計的澆注和補縮系統結構。通過采用環(huán)形縫隙式澆注系統有效改善了充型狀態(tài),在增加工藝筋尺寸的同時配合使用冷鐵與頂冒口,獲得了較為合理的凝固順序,縮短了凝固保壓時間,提高了生產效率。

通過對柱塞泵蓋液壓鑄件結構分析,預先設計方案模擬比較確定鑄造工藝方案,運用數值模擬進行充型模擬和凝固模擬,預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,進行工藝優(yōu)化,根據優(yōu)化工藝實際制作模具澆注鑄件驗證。通過使用數值模擬為薄厚不均勻液壓球墨鑄鐵鑄件的開發(fā)提供理論依據和實踐指導,縮短新產品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本。

采用數值模擬技術對鑄造過程進行模擬可以預判鑄件的工藝缺陷,避免試錯或減少試錯次數,從而能夠有效提升產品的開發(fā)效率。以某型號進氣管為研究對象,利用現代化的虛擬制造技術對金屬型傾轉重力鑄造工藝進行優(yōu)化。廣西旺峰科技有限公司擬開發(fā)生產的l3000-1008101型號進氣歧管為研究對象,對金屬型傾轉重力鑄造工藝進行相關研究。利用現代化的虛擬制造技術,在ug10.0中對該產品模具和熱芯盒的各個系統進行設計,并基于鑄造數值模擬軟件procast對設計工藝進行模擬分析。根據分析結果,對鑄件的模具結構進行相關改進設計,對澆注工藝參數進行調整,更好地保證了鑄件的質量。

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行造型,氧化釔料漿為面層涂料,經高溫燒結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行熔煉澆注,并對鑄件外觀、冶金質量、成分性能及尺寸進行檢驗測試。結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到6.3μm；鑄件的化學成分和力學性能可以滿足astmb367中c3的指標要求；經熱等靜壓后鑄件內部質量達到了asme1320中7級；熒光檢測結果滿足asmeb16.34中的標準,鑄件尺寸精度可到達ct9級的要求。結論鑄件檢測結果表明,該特種砂型鑄造工藝可以實現大型鈦合金鑄件的制造。

簡要介紹了泵體鑄件的結構、技術要求以及原鑄造工藝;利用數值模擬軟件對泵件初始鑄造工藝進行充型和凝固過程模擬分析,并通過生產驗證所預測鑄造缺陷的情況,進而對鑄造工藝進行優(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構復雜,給鑄造工藝的設計及后續(xù)的生產帶來很大難度。本文通過對泵體結構進行鑄造工藝性分析并結合以往的生產經驗,提出了切實可行的鑄造工藝方案并進行了生產驗證,對此類泵體的鑄造工藝設計起到借鑒參考作用。

根據a356泵體鑄件金屬型低壓鑄造特點,結合生產實際,以a356泵體澆注工藝參數為研究對象,l16(45)型正交實驗數據作為訓練學習樣本,與正交實驗成分有關的前16個樣本作為訓練與檢驗,用bp神經網絡進行預測和優(yōu)化,結果表明神經網絡優(yōu)化后的模擬值最大誤差很小,cpu占用時間僅為40s。人工神經網絡與正交實驗相結合,能大大節(jié)省時間和費用,降低cpu占用率,也證實了對a356泵體充型過程數值模擬的神經網絡優(yōu)化是可行的。

根據耐壓鋁合金噴油泵泵體的產品結構和技術要求,設計金屬型低壓鑄造工藝方案,確定其低壓鑄造工藝參數:澆注溫度為(700±20)℃,充型速度為0.5m/s,充型壓力為0.15mpa,結晶壓力為2.6mpa,保壓時間為80s。設計的低壓鑄造模具,經生產實踐,操作方便,安全可靠,成型鑄件品質良好。

熔模鑄造工藝

對鞍鋼zx8.3t高爐鐵水鋼錠模的現行工藝進行了模擬計算分析,實測了鋼錠模凝固時的溫度場,提出了四種鑄造工藝改進方案。結果表明,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量。

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

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,獲得了該產品低壓鑄造過程溫度場、流場。模擬結果顯示,初始方案在鑄件關鍵部位將產生明顯的縮孔、縮松現象。根據模擬結果和理論分析,改進初始工藝方案,并對改進后的工藝方案重新進行數值模擬。結果表明,改進后工藝方案明顯減少縮孔縮松缺陷;將改進后的工藝方案投入試生產,產品抽檢結果與模擬結果基本吻合。

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

第三節(jié)鑄造工藝圖 鑄造生產時，首先要根據鑄件的結構特征、技術要求、生產批量、生產條件等因素，確定鑄 造工藝方案。其主要內容包括澆注位置、分型面、鑄造工藝參數（機械加工余量、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 圖是指導鑄造生產的技術文件，也是驗收鑄件的主要依據。 一、澆注位置的確定 【澆注位置】澆注時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面。澆注時金屬液中的氣體、熔渣及鑄型中 的砂粒會上浮，有可能使鑄件的上部出現氣孔、夾渣、砂眼等缺陷，而鑄件下部出現缺陷的可能 性小，組織較致密。如圖所示機床床身的澆注位置，應將導軌面朝下，以保證該重要工作面的質 量。如圖所示的卷揚筒，

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

利用flow-3d軟件,對某本體鑄件生產過程中出現的縮孔及疏松缺陷進行了模擬。模擬結果顯示,在缺陷一側增加澆口,同時對各澆冒口橫截面及距離進行相應調整,縮孔及疏松缺陷消除。驗證結果表明,根據模擬結果對石膏型低壓鑄造工藝進行優(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值模擬及鑄造工藝的改進

隨著國家對海洋、湖泊開發(fā)力度的加大,疏浚產品市場日益火熱,近期我公司承接了某公司的一批挖泥泵葉輪的生產任務,客戶對葉輪質量要求很高,鑄件材質采用高鉻白口鑄鐵,鑄件外觀必須平整,流道光潔且表面沒有影響使用的夾渣、冷隔、氣孔、縮松及裂紋等鑄造缺陷,硬度大于50hrc。該批葉輪直徑2500mm,5枚主葉片,葉片厚度60mm,蓋板主要厚度45mm,軸頭部位厚度為

鋁錠鑄造工藝 產品質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?；旌蠣t澆鑄是將 鋁液裝入混合爐后，由混合爐進行澆鑄，主要用于生產重熔用鋁錠和鑄造合金。外鑄是由抬 包直接向鑄造機澆鑄，主要是在鑄造設備不能滿足生產，或來料質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，首先要經過配料，然后倒人混合爐中，攪拌均勻，再加入熔劑進行精煉。 澆鑄合金錠必須澄清30min以上，澄清后扒渣即可澆鑄。澆鑄時，混合爐的爐眼對準鑄造 機的第二、第三個鑄模，這樣可保證液流發(fā)生變化和換模時有一定的機動性。爐眼和鑄造機

鑄造工藝模擬castsoft技術在鋁合金鑄件工藝設計及優(yōu)化中的應用 宋彬 1 郝銳 1 崔聿辰 1 胡志強 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行模擬。通過對凝固過程的溫度場和鑄造缺 陷進行分析，依據分析結果對工藝進行改進,最后設計出合理的鑄造工藝。鑄造過程計算機 模擬可以減少或取消新產品的工藝實驗，能夠有效地避免可能出現的鑄造缺陷，保證工藝的 可靠性，縮短新產品的試制周期。 關鍵詞：鑄造模擬凝固過程溫度場鋁合金鑄件castsoftcad/cae applicationofcastsofttechnologyinthed

本文在綜述國內外鑄鋼件鑄造工藝cad和凝固模擬發(fā)展的基礎上,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、主要的研究內容和實踐經驗。