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叉车桥壳铸造数值模拟及工艺研究-材料加工工程专业论文
独 创 性 声 明
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学位论文版权使用授权书
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叉车桥壳铸造数值模拟及工艺研究
摘 要
桥壳在叉车中起着举足轻重的作用,它的质量要求非常严格,不允许有任何铸造 过程留下的缺陷。近年来随着计算机技术的发展,计算机数值模拟技术已发展为铸造 过程最具潜力的模拟预测工具,并在某些方面已经进入工业化应用阶段,成为铸造行 业发展不可缺少的环节。将桥壳铸造过程通过数值模拟软件进行仿真模拟,使整个铸 造过程清晰明了的表现出来,对实际生产有借鉴和指导的作用。
本文针对球墨铸铁后桥壳铸造过程中容易产生缩孔、缩松、热裂等典型缺陷,采 用计算机辅助设计软件 UG,建立三维实体模型,使用有限元数值软件 ProCAST 对铸 件充型和凝固过程进行定性模拟再现,分析了铸造过程产生缺陷的主要原因,研究其 改善机制 ,指 导优化 了浇注系 统的设 计,制定了新 工艺 ,降低了铸件缺陷率,达 到提高产品质量,缩短模具试制周期的目的。
本文首先利用“大孔出流”理论对球铁桥壳的浇注系统进行设计,得到初始设计方 案。通过 UG 建立三维模型,并用 Solidworks 对模型进行修复,然后利用 ProCAST 中的虚拟 模具技 术对 方案进行 模拟,从模拟结果分析出该方案冒口设计太小,造成 凝固过程补缩不足,在中间鼓包部分出现空洞。因此在该方案基础上另外设计了两套 不同冒口的浇注系统(方案一为普通冒口浇注系统,方案二为控制压力冒口浇注系 统)。对于两种方案主要模拟了桥壳充型过程的速度场与温度场、凝固过程的温度场, 以及对可能产生缩孔缩松等缺陷的区域进行预测,完成模拟部分。模拟完成以后,结 合模拟结果改善了桥壳生产工艺,获得了质量优良的铸件。
通过模拟所得的结论有:①通 过正 交试 验的 方法 研究 了铸 造工 艺 参数 :浇注 温度和 浇注速 度对 铸 件缩孔 缩松缺 陷作用要小, 浇注系 统补 缩 作用要 强。②浇 注温度为 1430℃ ,浇 注速度为 1.056,即 采用高温 快浇, 产生 的缺陷较 少。
③采用 静压紧 实造 型 ,冷芯 盒三乙 胺法 造 芯,经 各种工 序制 成 浇注系 统;采用
稀土镁硅 铁合金 为球 化剂,加 入量为 铁液 质量的 1.40~1.50%,使用硅 -钡 类复 合孕育剂 ,加入 量为 0.4~0.5%。
关键词 :桥壳;计算机模拟;有限元;铸造工艺
Numerical Simulation and Technical Study
of Gravity Casting Process for Forklift truck axle
ABSTRACT
The axle tube is one of the main strained parts of forklift and badly requires good interior quality and allows no casting defect. Computer simulation technology became the
most powerful potential tool to promote casting technology,it was also used by actual
industry and became the essential ingredient of casting profession. Through numerical simulation software, we can simulate the process of mold filling and the process of
solidification,Then the simulation results
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